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moea_joint_essay 103年 [化工製程] 單元操作、輸送現象

第 二 題

📖 題組:
常見的工業製程分離技術蒸餾和萃取(液-液),兩者之功能相似,均屬於分離液體混合物的操作。請分別說明:
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (二)

請分析兩者在工業應用、操作能源耗用及分離效率之優缺點。(10 分)

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比較蒸餾和萃取在工業上的適用範圍(熱敏物 vs 一般液體)、能耗(潛熱耗能 vs 溶劑回收耗能)以及分離效率。

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  1. 工業應用
  • 蒸餾:適用於沸點差異較大且對熱穩定的混合物,應用廣泛,如石油煉製、酒精純化等。缺點為不適用於熱敏性物質或共沸混合物(需特殊蒸餾)。
  • 萃取:適用於沸點相近、共沸物或熱敏性物質(如抗生素、維生素等醫藥品)的分離。缺點為常需引入新溶劑,後續仍需增設蒸餾設備以回收溶劑。

小題 (一)

蒸餾與萃取(液-液)之分離原理。(5 分)

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說明蒸餾是利用沸點(揮發度)差異分離;萃取則是利用物質在不同溶劑中的溶解度差異分離。

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  1. 蒸餾分離原理:利用混合液體中各成份之揮發度(或沸點)不同,藉由加熱使較易揮發之成份汽化,再將其冷凝收集,從而達到分離與純化的目的。
  2. 萃取(液-液)分離原理:利用混合物中各成份在特定溶劑(萃取劑)中溶解度的差異。加入不與原溶液互溶(或微溶)的萃取劑後,目標成份會選擇性地轉移至萃取劑相中,再藉由兩相比重不同分層而達到分離。

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