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化學反應工程學
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97年 - 97 高等考試_二級_化學工程:高等化學反應工程學#38117
> 申論題
題組內容
三、有一發酵反應其細胞生成速率可由 Monod equation 描述如下:
其中C
S
為基質濃度,CC為細胞濃度,µ
max
= 0.8 h
-1
,K
S
= 4 g/L。若此反應於一CSTR 發酵槽中進行,進料流量為 1000 L/h,其中基質進料濃度為 10 g/L。若細胞生成之 產率(yield)Y
C/S
為 0.5 g/g,產物生成之產率Y
P/C
為 0.2 g/g。假設細胞死亡速率可 忽略。
⑴請寫出細胞及基質之質量平衡方程式。(10 分)
相關申論題
⑴每批次反應物之轉化率為 0.9,請問每批次所需反應時間為多少?(15 分)
#111035
⑵續⑴,假設每批次反應間之準備時間為 0.75 小時,若產物 C 之生產速率要達到 平均每小時 175 mol,請問所需批次反應器體積為多少?(10 分)
#111036
⑵同⑴之反應,但將酵素濃度增加為兩倍,請問當反應時間為 50 分鐘時,反應物 濃度CS為多少?(10 分)
#111038
⑵請問需要多大之發酵槽體積,以使基質轉化率達 0.9?此時出料細胞濃度及產物 濃度各為多少?(15 分)
#111040
⑴請推導出反應溫度與反應物轉化率間之關係式。(10 分)
#111041
⑵當此反應於 CSTR 中進行,要達轉化率為 0.85,所需之反應器體積為多少?此時 出料溫度為多少?(10 分)
#111042
⑶若此反應於 PFR 中進行,要達到相同轉化率,請問所需之反應器體積較⑵者為大 或小或相等?請說明理由。(5 分)
#111043
(四)在無 CO₂時,其推測反應機制(proposed mechanism)如下: 在穩態假設(steady-state approximation)下,請推導其反應速率式。
#557538
(三)若 k,每升高 10℃即變為四倍,請寫出可用來求得(活化能 activation energy)的方程式及 ,且此式中僅 為未知數。
#557537
(二)假設完整反應速率式為 d[O₃]/dt = ,求指數 b 的數值, 並計算 k。
#557536
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