分子蒸餾技術(shù)是一種特殊的液液分離技術(shù),它產(chǎn)生于20世紀(jì)20年代,是伴隨著人們對真空狀態(tài)下氣體運(yùn)動理論的深入研究以及真空蒸餾技術(shù)的不斷發(fā)展而逐漸興起的一種新的分離技術(shù)。目前,分子蒸餾技術(shù)已成為分離技術(shù)中的一個(gè)重要分支。
分子蒸餾(molecular distillation)也稱短程蒸餾(short-path distillation ),是一種在高真空下(殘氣分子的壓力<0.1Pa)進(jìn)行的連續(xù)蒸餾過程。分子蒸餾過程與傳統(tǒng)的蒸餾過程不同,傳統(tǒng)蒸餾是在沸點(diǎn)溫度下進(jìn)行分離的,蒸發(fā)與冷凝過程是可逆的,液相與汽相間會形成平衡狀態(tài)。分子蒸餾過程是一個(gè)不可逆的,并且在遠(yuǎn)離物質(zhì)常壓沸點(diǎn)溫度下進(jìn)行的蒸餾過程,更確切地說,它是分子蒸發(fā)的過程。
分子蒸餾設(shè)備不同于傳統(tǒng)蒸餾依靠沸點(diǎn)差分離原理,而是靠不同物質(zhì)分子運(yùn)動平均自 由程的差別實(shí)現(xiàn)分離。河北分子蒸餾設(shè)備優(yōu)點(diǎn)
分子蒸餾過程可發(fā)如下四步:
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。
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(shí)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。
分子從蒸發(fā)表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(yùn)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(yùn)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。
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
福建性能好分子蒸餾設(shè)備分子蒸餾設(shè)備在生物醫(yī)藥的應(yīng)用。
分子蒸餾技術(shù)推動工業(yè)化進(jìn)程
由于分子蒸餾技術(shù)的科技含量高,應(yīng)用范圍廣,因此分子蒸餾技術(shù)成為一項(xiàng)工業(yè)化應(yīng)用前景十分廣闊的高新技術(shù)。包括在聚酞胺樹脂工業(yè)中,分子蒸餾技術(shù)可以用來脫除熱敏性物質(zhì)中的輕組物,而在甲基丙烯酸酯類合成過程中,分子蒸餾技術(shù)又可降低熱敏性物質(zhì)的熱損傷。此外,利用分子蒸餾技術(shù)制取高純烷基多苷,可以消除或降低生產(chǎn)過程中的環(huán)境污染,進(jìn)行清潔生產(chǎn)等。
隨著分子蒸餾技術(shù)的不斷完善,其應(yīng)用不止局限于化工工業(yè)領(lǐng)域。在芳香油生產(chǎn)工業(yè)中,分子蒸餾技術(shù)主要用于揮發(fā)油類和油脂類等低級性物質(zhì)的分離純化,用來脫除原料或產(chǎn)品中的雜質(zhì)及顏色。
分子蒸餾器工作在1~0.001mbar壓力下進(jìn)行熱分離。它較低的沸騰溫度,非常適合熱敏性、高沸點(diǎn)物。其基本構(gòu)成:帶有加熱夾套的圓柱型筒體,轉(zhuǎn)子和內(nèi)置冷凝器;在轉(zhuǎn)子的固定架上精確裝有刮膜器和防飛濺裝置。內(nèi)置冷凝器位于蒸發(fā)器的中心,轉(zhuǎn)子在圓柱型筒體和冷凝器之間旋轉(zhuǎn)。
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。
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分子蒸餾的特點(diǎn)
1、普通蒸餾在沸點(diǎn)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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分子蒸餾技術(shù)蒸餾是將固體與液體或液體與液體混合物分離基本的方法。常規(guī)的蒸餾方式:原料在蒸發(fā)器內(nèi)被加熱至蒸發(fā)溫度,低沸點(diǎn)組分蒸發(fā)后進(jìn)入冷凝器冷卻,得到所需的產(chǎn)品。普通蒸餾的基本過程是當(dāng)分子離開液面后所形成的蒸汽分子,會在運(yùn)動中互相碰撞,一部分進(jìn)入冷凝器中,另一部分則返回液體內(nèi)。常規(guī)的蒸餾方式-需要較高的蒸餾溫度-物料加熱時(shí)間較長局限性-無法對熱敏物質(zhì)進(jìn)行分離。要避免部分物質(zhì)在蒸餾過程中因分解而造成損失,可以采用減壓蒸餾法。減壓蒸餾通過將系統(tǒng)抽真空可降低蒸發(fā)溫度壓力與沸點(diǎn)的關(guān)系:壓力每降低一個(gè)數(shù)量級,沸點(diǎn)降低約20-30度。但對于熱敏物質(zhì)來說,在蒸餾釡內(nèi)進(jìn)行的真空蒸餾有很多缺陷:很長的蒸餾時(shí)間-由于壓力降的緣故,以及真空泵很難克服蒸餾釜內(nèi)液面的靜壓高度,所以在蒸發(fā)處的真空是非常有限的。**終的真空度并不由真空泵的大小而決定,而是受管路的傳導(dǎo)性和蒸發(fā)器內(nèi)靜液面高度的限制。沸點(diǎn)高、對熱不穩(wěn)定、粘度高或容易的物質(zhì),均不宜用一般的減壓蒸餾,應(yīng)進(jìn)行分子蒸餾。分子蒸餾法:將液面與冷凝器的冷凝面距離拉近,當(dāng)分子離開液面后在它們的自由程內(nèi)就不會互相碰撞,直接到達(dá)冷凝面,不再返回液體內(nèi)。 河北分子蒸餾設(shè)備優(yōu)點(diǎn)