普考申論題
112年
[化學工程] 化工機械概要
第 二 題
📖 題組：
關於結晶，請回答下列問題：
關於結晶，請回答下列問題：
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (二)
說明工業上使用的結晶法。（5 分）
思路引導 VIP
看到結晶法，核心觀念是思考「如何使溶液產生過飽和度」。請依據物理機制切入，聯想改變溫度的「冷卻法」、減少溶劑的「蒸發法」、兩者結合的「真空閃蒸法」，以及改變系統性質的「鹽析法」，並補充各自的適用條件。
小題 (一)
何謂結晶？（5 分）
思路引導 VIP
看到名詞解釋題，應直指核心物理機制。對於「結晶」，需強調其為「相變化」過程，並點出發生的必要條件（過飽和狀態）以及在化工製程中的主要目的（分離與純化）。
小題 (三)
畫圖說明適用之連續式結晶器。（10 分）
思路引導 VIP
看到「連續式結晶器」，應優先聯想到工業上應用最廣且最具代表性的「導流筒擋板型結晶器（DTB Crystallizer）」或「奧斯陸結晶器（Oslo Crystallizer）」。作答時，先以簡明圖示（或文字結構圖）勾勒設備的主體構造，接著依據流體力學與熱力學原理，條列說明各部件的功能（如導流筒促進混合、擋板控制粒徑）及連續過飽和度的操作機制。
工業結晶法分類與應用
💡 利用溫度、溶劑量或性質改變使溶液過飽和以析出晶體。
| 比較維度 | 傳統法 (冷卻/蒸發) | VS | 特殊法 (真空/鹽析) |
|---|---|---|---|
| 操作機制 | 降溫或熱蒸發溶劑 | — | 真空閃蒸或添加反溶劑 |
| 適用溶解度 | 隨溫變大或變動小者 | — | 熱敏性或極難結晶者 |
| 工業優勢 | 設備簡單、成本較低 | — | 防結垢、適用藥品製備 |
💬選擇關鍵在於物料的溶解度曲線斜率與其對熱的敏感程度。
