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地特四等申論題 107年 [化學工程] 化工機械概要

第 一 題

📖 題組:
請解釋説明下列分離程序及其特性:(每小題 10 分,共 20 分) (一) 超臨界萃取(supercritical extraction) (二) 真空蒸餾(vacuum distillation)
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

超臨界萃取(supercritical extraction)

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解題時應先定義『超臨界流體』的熱力學狀態(溫度與壓力高於臨界點),接著論述其兼具氣體高擴散性與液體高溶解度的物理特性。最後說明萃取後藉由降壓即可輕易分離溶質與溶劑的機制,並舉出工業上最常用的超臨界二氧化碳(CO2)在熱敏性物質分離上的應用作為實例。

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【破題】 超臨界萃取(Supercritical Fluid Extraction, SFE)是利用處於超臨界狀態(溫度與壓力皆高於其臨界點)的流體作為溶劑,從固體或液體混合物中提取目標成分的高效分離程序。 【論述】

小題 (二)

真空蒸餾(vacuum distillation)

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看到「真空蒸餾」,應立即聯想「降低壓力=降低沸點」的熱力學相平衡原理(Clausius-Clapeyron方程式)。作答時需依序點出其物理機制,並強調其在工業製程上的必要性,特別是針對「高沸點」及「熱敏性(易裂解)」物質的處理優勢。

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【破題】真空蒸餾(Vacuum Distillation)是指在低於一大氣壓(常壓)的系統壓力下進行的蒸餾分離程序,其核心概念為藉由降低壓力來降低液體混合物的沸點。 【論述】 一、物理機制與原理

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