普考申論題 114年 [化學工程] 化工機械概要

第一題

📝 此題為申論題，共 2 小題

小題 (一)

請說明溶劑萃取與洗滌之區別？（5 分）

本題考查單元操作中質量傳遞的基本概念辨析。解題關鍵在於釐清兩者的「操作目的」與「目標物的去向」，萃取是為了「提取有價值的目標物」，洗滌則是為了「去除不純的雜質」。作答時建議以條列式說明兩者的定義、目的及工業實務差異即可穩拿分數。

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【破題】溶劑萃取與洗滌在物理機制上均是利用物質在不同相態（或溶劑）間的「溶解度差異」來進行質量傳遞，但兩者的核心區別在於「操作目的」與「目標物質的去向」。【論述】

有一未飽和空氣，溫度為 120℉，百分比濕度為 30％。請從濕度圖中找出此空氣的濕度（3 分）、露點溫度（3 分）、絕熱飽和濕度（3 分）、絕熱飽和溫度（3 分）、濕氣比熱（3 分）。

解題第一步是利用已知的『乾球溫度 120℉』與『百分比濕度 30%』在濕度圖上定出目前的『狀態點』。接著依據各名詞的物理意義與查圖規則，水平移動找濕度與露點，沿絕熱斜線移動找飽和溫濕度，並對應專屬比熱曲線讀取數值，即可逐一破解。

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【解題關鍵】利用給定的乾球溫度與百分比濕度於濕氣圖定出初始狀態點，並依據水平線、絕熱冷卻線及對應曲線的規則，讀取各項熱力學性質。【解答】 Step 1 定位狀態點：在橫軸找到溫度 120℉，垂直向上對應至 30% 濕度曲線（百分比濕度線），兩者交點即為未飽和空氣的初始狀態點。

📝 萃取與洗滌之差異

💡 基於分配係數差異，區別在於「操作目的」與「目標物去向」。

比較維度	溶劑萃取 (Extraction)	VS	洗滌 (Washing)
操作目的	提取有價值產物	—	去除不想要之雜質
物質轉移對象	目標溶質 (Product)	—	雜質 (Impurity)
產物最終去向	轉移至萃取劑相中	—	保留在原始相態中
實務案例	從發酵液提取抗生素	—	用水洗去油層中酸鹼

💬萃取是為了「得到」特定物質，洗滌則是為了「純化」特定物質。

🧠 記憶技巧：萃取是「取其精華（拉出產物）」，洗滌是「去其糟粕（洗掉雜質）」。

⚠️ 常見陷阱：容易忽略兩者在「目標產物留存位置」的本質區別，僅從物理機制（分配係數）描述而未寫出目的差異。

分配係數 (Partition Coefficient) 多級逆流萃取液-液萃取平衡純化技術

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