短程精馏,也叫分子蒸馏,是一种近几年发展迅速的分离技术,它可以解决具有热敏性、高沸点等性质的物质的分离问题[1]。说是叫蒸馏,其实原理并不一样,普通蒸馏依靠的是沸点差异,而分子蒸馏则靠的是分子平均自由程。自由程是啥?就是一个分子和其他分子相继碰撞两次之间经过的直线距离(粗略理解意思就是这个分子热运动能跑多远),平均自由程就是个统计上的平均结果了。
分子蒸馏技术具有几大特点。
1)蒸馏蒸空度高。可以创造一个高真空度系统环境的重要因素是其具有很好的密封性,内部压力可降至0.1Pa 以下。
2)蒸馏温度低。分子蒸馏分离利用的是分子平均自由程的不同,因此蒸馏温度远低于原料沸点,解决高附加值化学品热敏性的问题。
3)分离效率高。蒸馏过程由于其不可逆性,使其能够分离普通蒸馏无法分离的物料,这一特点使得分子蒸馏技术可以应用在要求产物高纯度的食品及医药领域。
4)物料受热时间短。分子蒸馏仪的刮膜器使得物料在蒸发器表面形成均匀的薄膜增大了蒸发面积,使蒸馏时间更短,降低了物料长时间受热分解的几率,使得分离更加高效,节约了时间成本。
短程分子蒸馏一种特殊的液--液分离技术,靠分子运动平均自由程的差别实现分离。河南制造提供分子蒸馏系统实验
在热敏物质分离上有着特殊意义的分子蒸馏技术。一般情况下,采用蒸馏技术来进行液体物质的分离是非常常见的方法。蒸馏或者精馏过程更是一种常见的流程,但是对于很多天然产物而言其中的活性物质非常容易在加热过程中被破坏。这种情况下,一般来说采用的方法就是通过抽真空,将体系的真空度提高以后,那么所有物质的沸点就自然降低了。一般情况下我们就是通过这种方法来处理热敏物质的。但是,如果活性物质对于温度过于敏感的话,那么只能采用萃取的方法,首先利用萃取剂将活性物质进行提取,然后在对萃取剂进行分离。但是低沸点的萃取剂一般有毒,溶剂残留又是一个问题。那么后来就有了短程蒸馏技术,在这里简要介绍一下原理。首先我们来看看气液界面,从微观角度上来说,我们的气液界面是不平静的,液体中的分子会短暂的跃出界面,在这些跃出界面的分子一小部分动能较大可以扩散到气相中,大部分由于在扩散过程中与其他分子撞击失去能量后又回到液相。这样在靠近气液界面的地方会形成一个扩散层,这一层的的分子密度介于气相与液相之间。扩散层厚度与真空度与温度有关,如果不断拉大真空度,分子被撞击的的频率就会越来越低,这样扩散层的厚度就会不断增加。天津提供分子蒸馏系统实验适用范围短程分子蒸馏有哪些优点。

分子蒸馏过程
短程蒸馏器还适合于进行分子蒸馏。分子流从加热面直接到冷凝器表面。分子蒸馏过程可发如下四步:
分子蒸馏分子从液相主体向蒸发表面扩散
通常,液相中的扩散速度是控制分子蒸馏速度的主要因素,所以应尽量减薄液层厚度及强化液层的流动。
分子蒸馏分子在液层表面上的自由蒸发
蒸发速度随着温度的升高而上升,但分离因素有时却随着温度的升高而降低,所以,应以被加工物质的热稳定性为前提,选择经济合理的蒸馏温度。
分子蒸馏分子从蒸发表面向冷凝面飞射
蒸气分子从蒸发面向冷凝面飞射的过程中,可能彼此相互碰撞,也可能和残存于两面之间的空气分子发生碰撞。由于蒸发分子远重于空气分子,且大都具有相同的运动方向,所以它们自身碰撞对飞射方向和蒸发速度影响不大。而残气分子在两面间呈杂乱无章的热运动状态,故残气分子数目的多少是影响飞射方向和蒸发速度的主要因素。
分子蒸馏分子在冷凝面上冷凝
只要保证冷热两面间有足够的温度差(一般为70~100℃),冷凝表面的形式合理且光滑则认为冷凝步骤可以在瞬间完成,所以选择合理冷凝器的形式相当重要。
分子蒸馏是一种特殊的液--液分离技术,不同于传统蒸馏依靠沸点差分离原理,而是靠不同物质分子运动平均自由程的差别实现分离。
当液体混合物沿加热板流动并被加热,轻、重分子会逸出液面而进入气相,由于轻、重分子的自由程不同,因此,不同物质的分子从液面逸出后移动距离不同,若能恰当地设置一块冷凝板,则轻分子达到冷凝板被冷凝排出,而重分子达不到冷凝板沿混合液排出。这样,达到物质分离的目的。
在沸腾的薄膜和冷凝面之间的压差是蒸汽流向的驱动力,对于微小的压力降就会引起蒸汽的流动。在1mbar下运行要求在沸腾面和冷凝面之间非常短的距离,基于这个原理制作的蒸馏器称为短程蒸馏器。短程蒸馏器(分子蒸馏)有一个内置冷凝器在加热面的对面,并使操作压力降到0.001mbar。
短程蒸馏器工作在1~0.001mbar压力下进行热分离。它较低的沸腾温度,非常适合热敏性、高沸点物。其基本构成:带有加热夹套的圆柱型筒体,转子和内置冷凝器;在转子的固定架上精确装有刮膜器和防飞溅装置。内置冷凝器位于蒸发器的中心,转子在圆柱型筒体和冷凝器之间旋转。
短程分子蒸馏的设计原理。

短程分子蒸馏设备
1.短程蒸馏,擦膜式蒸馏(也称为分子蒸馏)是液相中重组分和轻组分分子的分离。
2.通过分子蒸馏过程,分离并收集了低沸点轻质组分,如THC,CBD,CBG等有效组分,超重组分被认为是残留物(黑油)抛出。
3.该方法的优点是避免了在使用溶剂作为分离剂的技术中出现的毒性问题,并且还使由热分解引起的损失*小化,并可以用于连续进料过程中以收获馏出物而不必破坏真空。
4.原理:分子蒸馏是利用液相中轻重组份分子逸出液相主体时分子自由程的差来实现分离。要实现分子蒸馏的基本条件是:轻组份分子逸出的分子自由程等于加热面与冷凝面的距离,能正确地达到内置冷凝器实现捕集,而重组份分子逸出的分子自由程要小于加热面与冷凝面的距离,使其不会达到内置冷凝器,也就是内置冷凝器只捕集轻组份的分子,而实现轻重组份的分离。
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短程分子蒸馏技术与其他先进技术结合,可以解决更多的实际问题。河南制造提供分子蒸馏系统实验
分子蒸馏技术的应用领域十分广阔,目前可应用分子蒸馏生产的产品有数百种。在石油化工领域可用于碳氢化合物的分离、原油的渣油及其类似物质的分离,表面活性剂的提纯及化工中间体的精制等;在塑料三业域可用于增塑剂的提纯、高分子物质的脱臭、树脂类物质的精制等;在食品工业领域可用于分离混合油脂、提取脂肪酸及其衍生物,从动植物中提取天然产物等:在医药工业领域.可用于提取合成及天然维生素A、维生素E,制取氨基酸及葡萄糖衍生物等;在香料工业领域,可用于处理天然香精油,使天然香料的品质提高。目前国内的分子蒸馏装置是我公司开发成功的分子蒸馏成套工业化装置,实现了高真空下长期稳定运行,并具有适应性广、可调节性能好的特点,可进行多种产品的生产,适用于多种工业领域。例如:从鱼油提取DHA、EPA,其含量达到70%以上,而国外一般为30-60%;从植物油渣中提取天然维生素E,其含量达到55%,而国外一般为30-40%;其它如a-麻酸、单甘酯、烷基多苷、丙二醇酯、玫瑰油、米糠油、谷维素等也已投产、在建和开发。河南制造提供分子蒸馏系统实验