地特三等申論題
108年
[化學工程] 化學程序工業(包括質能均衡)
第 四 題
某果汁工廠擬將含水量 80 wt%的新鮮果汁透過蒸發方式濃縮成為含水量20 wt%的濃縮果汁，為了盡量保存果汁風味，擬將部分新鮮原汁濃縮至含水量僅為 5 wt%，再參配部分新鮮原汁，調配成為最終產品，其製程及原料進料量如圖所示。試計算此一製程中每一股流之流量。（20 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
遇到含旁路（Bypass）的質量均衡問題，首先要鎖定「不會蒸發的物質」（如本題的果汁固形物）作為追蹤基準，並從「整體系統 (Overall Balance)」切入，這樣可以避開內部未知變數，直接求出最終產品與蒸發水份的流量。接著再選取「混合點」設立聯立方程式，依序解開各股內部流的未知數。
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【解題關鍵】本題為典型的含旁路 (Bypass) 之蒸發製程質量均衡問題，關鍵在於先取「整體系統」進行固形物均衡求得最終產品量，再利用「混合點」解聯立方程式求得旁路與濃縮流的流量。 【解答】 計算基準 (Basis)：進料流量 $F_1 = 377 \text{ kg/min}$。
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