分子蒸餾的過程

物料從蒸發(fā)器的頂部加入，經(jīng)轉(zhuǎn)子上的料液分布器將其連續(xù)均勻地分布在加熱面上，隨即刮膜器將料液刮成一層極薄、呈湍流狀的液膜，并以螺旋狀向下推進(jìn)。在此過程中，從加熱面上逸出的輕分子，經(jīng)過短的路線或幾乎未經(jīng)碰撞就到內(nèi)置冷凝器上冷凝成液，并沿冷凝器管流下，通過位于蒸發(fā)器底部的出料管排出；殘液即重分子在加熱區(qū)下的圓形通道中收集，再通過側(cè)面的出料管中流出。

分子蒸餾的特點

1、普通蒸餾在沸點溫度下進(jìn)行分離，分子蒸餾可以在任何溫度下進(jìn)行，只要冷熱兩面間存在著溫度差，就能達(dá)到分離目的。

2、普通蒸餾是蒸發(fā)與冷凝的可逆過程，液相和氣相間可以形成相平衡狀態(tài)；而分子蒸餾過程中，從蒸發(fā)表面逸出的分子直接飛射到冷凝面上，中間不與其它分子發(fā)生碰撞，理論上沒有返回蒸發(fā)面的可能性，所以，分子蒸餾過程是不可逆的。

3、普通蒸餾有鼓泡、沸騰現(xiàn)象；分子蒸餾過程是液層表面上的自由蒸發(fā)，沒有鼓泡現(xiàn)象。

4、表示普通蒸餾分離能力的分離因素與組元的蒸汽壓之比有關(guān)，表示分子蒸餾分離能力的分離因素則與組元的蒸汽壓和分子量之比有關(guān)，并可由相對蒸發(fā)速度求出。

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分子蒸餾在進(jìn)行使用的過程中主要是適用于高分子量、耐溫性以及高沸點的蒸餾，在進(jìn)行制作的過程中主要是由外加熱的垂直圓筒體，在進(jìn)行操作時位于它的中心冷凝器以及蒸餾器和冷凝器之間旋轉(zhuǎn)的刮膜器組成。

與常規(guī)蒸餾相比，分子蒸餾有如下無法比擬的特點:

（1）操作溫度低，節(jié)省能耗常規(guī)蒸餾是依靠物料混合物中不同物質(zhì)的沸點差進(jìn)行分離的，而分子蒸餾是靠不同物質(zhì)的分子運動平均自由程的差別來進(jìn)行分離的，并不要求物料一定要達(dá)到沸騰狀態(tài)，只要分子從液相中揮發(fā)逸出，就可以實現(xiàn)分離。正因為分子蒸餾是在遠(yuǎn)離沸點下進(jìn)行操作，因此產(chǎn)品的能耗小。

（2）蒸餾壓強(qiáng)低，要求在高真空度下操作。分子運動平均自由程與系統(tǒng)壓力成反比，只有加大真空度，才能獲得足夠大的平均自由程。研究指出，分子蒸餾的真空度高達(dá)0.1-100Pa。

（3）受熱時間短，降低熱敏性物質(zhì)的熱損傷。由于分子蒸餾是利用不同物質(zhì)分子運動平均自由程的差別而實現(xiàn)分離的，其基本要求是加熱面與冷凝面的距離必須小于輕分子的運動平均自由程，這個距離通常很小，因此輕分子由液面逸出后幾乎未發(fā)生碰撞即射向冷凝面，所以受熱時間極短。

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分子蒸餾又稱為短程蒸餾，它的原理是在高真空度條件下操作，具有蒸餾壓力低、操作溫度低、受熱時間短、分離效率高等優(yōu)點，特別適用于高分子量、高沸點、高粘度、熱敏性及易氧化物系的分離。

分子蒸餾技術(shù)作為一種綠色溫和的分離技術(shù)提純桉葉精油具有可行性，在純化過程中，不會對精油有效成分造成破壞，熱敏成分不易分解變質(zhì)，不會發(fā)生聚合等現(xiàn)象，可擺脫化學(xué)處理方法的束縛，真正保持特性。隨著人們追求天然產(chǎn)品、回歸自然潮流的興起，新產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，分子蒸餾技術(shù)必將因其高效質(zhì)量、條件溫和的工藝特點而備受青睞。

我們知道，常規(guī)蒸餾，不論常壓下的，或者是真空下的粗真空蒸餾與低真空蒸餾，利用的原理都是根據(jù)不同物質(zhì)的沸點差，也就是揮發(fā)性的不同，對其進(jìn)行分離提純。但是如果混合物的沸點相同或者很接近的情況下，常規(guī)的蒸餾就無法進(jìn)行下去了。

而分子蒸餾利用的則是物質(zhì)間不同的分子運動平均自由程來實現(xiàn)分離。什么是分子運動平均自由程？一個分子連續(xù)兩次碰撞間飛行距離的平均值。它的大小取決于分子的密度。因此進(jìn)行分子蒸餾需要滿足的是混合物分子的平均自由程需要存在差異，且差異越大越好。而要滿足足夠大的分子運動平均自由程，就需要保證足夠的低壓，因此分子蒸餾的真空度比普通真空蒸餾要高很多。

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由分子蒸餾的基本原理可以看出，分子蒸餾是一種區(qū)別于常規(guī)蒸餾的非平衡狀態(tài)下的特殊蒸餾。與常規(guī)蒸餾相比，分子蒸餾有如下無法比擬的特點:

（1）操作溫度低，節(jié)省能耗

常規(guī)蒸餾是依靠物料混合物中不同物質(zhì)的沸點差進(jìn)行分離的，而分子蒸餾是靠不同物質(zhì)的分子運動平均自由程的差別來進(jìn)行分離的，并不要求物料一定要達(dá)到沸騰狀態(tài)，只要分子從液相中揮發(fā)逸出，就可以實現(xiàn)分離。正因為分子蒸餾是在遠(yuǎn)離沸點下進(jìn)行操作，因此產(chǎn)品的能耗小。

（2）蒸餾壓強(qiáng)低，要求在高真空度下操作。

分子運動平均自由程與系統(tǒng)壓力成反比，只有加大真空度，才能獲得足夠大的平均自由程。研究指出，分子蒸餾的真空度高達(dá)0.1-100Pa。

（3）受熱時間短，降低熱敏性物質(zhì)的熱損傷。

由于分子蒸餾是利用不同物質(zhì)分子運動平均自由程的差別而實現(xiàn)分離的，其基本要求是加熱面與冷凝面的距離必須小于輕分子的運動平均自由程，這個距離通常很小，因此輕分子由液面逸出后幾乎未發(fā)生碰撞即射向冷凝面，所以受熱時間極短。研究測定指出，分子蒸餾受熱時間*為幾秒或幾十秒，從而在很大程度上避免了物質(zhì)的分解或聚合。

（4）分離程度及產(chǎn)品收率高，尤其適合于特定蒸餾。

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短程蒸餾器還適合于進(jìn)行分子蒸餾。分子流從加熱面直接到冷凝器表面。分子蒸餾過程

分子蒸餾可發(fā)如下四步：

(1)分子從液相主體向蒸發(fā)表面擴(kuò)散

通常，液相中的擴(kuò)散速度是控制分子蒸餾速度的主要因素，所以應(yīng)盡量減薄液層厚度及強(qiáng)化液層的流動。

(2)分子在液層表面上的自由蒸發(fā)

蒸發(fā)速度隨著溫度的升高而上升，但分離因素有時卻隨著溫度的升高而降低，所以，應(yīng)以被加工物質(zhì)的熱穩(wěn)定性為前提，選擇經(jīng)濟(jì)合理的蒸餾溫度。  

(3)分子從蒸發(fā)表面向冷凝面飛射

蒸氣分子從蒸發(fā)面向冷凝面飛射的過程中，可能彼此相互碰撞，也可能和殘存于兩面之間的空氣分子發(fā)生碰撞。由于蒸發(fā)分子遠(yuǎn)重于空氣分子，且大都具有相同的運動方向，所以它們自身碰撞對飛射方向和蒸發(fā)速度影響不大。而殘氣分子在兩面間呈雜亂無章的熱運動狀態(tài)，故殘氣分子數(shù)目的多少是影響飛射方向和蒸發(fā)速度的主要因素。  

(4)分子在冷凝面上冷凝

只要保證冷熱兩面間有足夠的溫度差（一般為70~100℃），冷凝表面的形式合理且光滑則認(rèn)為冷凝步驟可以在瞬間完成，所以選擇合理冷凝器的形式相當(dāng)重要。

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