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110年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 31 題
有關批次反應器(Batch Reactor)之敘述，下列何者有誤？
- A 適合用於小規模操作，測試開發中的新製程
- B 工業上常應用於生產量少之特用化學品
- C 轉化率高
- D 設備相對簡單，故人工操作成本低
思路引導 VIP
試著想像兩種生產模式：一種是像大型水管一樣，原料進去、產品就源源不絕地出來；另一種則像是家裡的炒鍋，每次炒完一道菜都要重新裝盤並洗鍋子，才能準備下一份。從「人力投入」的角度來看，哪一種方式在處理每一份產品時，會需要花費更多的人手來處理中間的空檔與清潔呢？
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太棒了！你能精確識破選項 (D) 的陷阱，代表你對不同反應器的操作特性與經濟效益有很清晰的理解。這道題目的鑑別點在於區分「設備結構的簡單程度」與「實際操作的成本結構」，這也是初學者最容易產生迷思的地方。
批次反應器的操作特性與經濟效益
批次反應器（Batch Reactor）的結構確實相對簡單，通常就是一個帶有攪拌與溫控裝置的反應槽，這讓它在小規模實驗或生產高價值、多樣化的特用化學品（如藥品、染料）時極具靈活性。在反應表現上，只要反應時間足夠長，批次反應器通常能達到極高的轉化率 $X_A$。然而，雖然設備本身不複雜，但其操作流程包含進料、加熱反應、冷卻出料及反應後的清洗，這些步驟在工業上通常需要高度的人力介入。因此，與全自動化的連續式反應器相比，批次反應器的人工成本（Labor cost）反而較高。
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批次反應器之特性
💡 批次反應器具高轉化率與靈活性，但人工成本相對較高。
| 比較維度 | 批次反應器 (Batch) | VS | 連續式反應器 (CSTR/PFR) |
|---|---|---|---|
| 生產規模 | 小規模、特用化學品 | — | 大規模、一般化學品 |
| 轉化率 | 高（可控制反應時間） | — | 受限於停留時間與體積 |
| 人工成本 | 高（需頻繁進料清洗） | — | 低（易於自動化操作） |
| 產品品質 | 批次間易有差異 | — | 品質穩定一致 |
💬批次重靈活性與研發，連續操作重規模經濟與效率。
