分子(短程)蒸馏是一种在高真空下操作的蒸馏方法,这时蒸气分子的平均自由程大于蒸发表面与冷凝表面之间的距离,从而可利用料液中各组分蒸发速率的差异,对液体混合物进行分离。
分子蒸馏/短程蒸馏是一项较新的分离技术,能解决大量常规蒸馏技术所不能解决的问题。分子蒸馏是一种特殊的液-液分离技术,能在极高真空下操作,它依据分子运动平均自由程的差别,能使液体在远低于其沸点的温度下将其分离,特别适用于高沸点、热敏性及易氧化物系的分离。由于短程蒸馏具有蒸馏温度低于物料的沸点、蒸馏压强低、受热时间短、分离程度高等特点,因而能降低高沸点物料和热敏性物料的分离技术难度,极好地保护了热敏物料的特点品质。该分子蒸馏设备尤其用于天然保健品等的提取,可摆脱化学处理方法的束缚,真正保持了***的特性。
分子蒸馏技术的特点是,它在实际的工业化应用中较常规蒸馏技术具有以下明显的优势。口碑好分子蒸馏设备用途
1 基本原理
(1)分子运动平均自由程。任一分子在运动过程中都在不断变化自由程,在某时间间隔内自由程的平均值为平均自由程。设Vm为某一分子的平均速度,f为碰撞频率,λm为平均自由程。则λm=Vm/f,故f=Vm/λm 。由热力学原理可知:那么,可得:
式中,d为分子的有效直径,P为分子所处空间的压强,T为分子所处环境的温度,K为波尔兹曼常数。
(2)分离因数 Langmuir研究了高真空下纯物质的蒸发现象,从理论上推导出纯物质的分子蒸发速率为:式中,P0为物质的饱和蒸汽压,Rg为气体常数,Ts为液膜表面温度,M为物质的摩尔质量。由上式可知,理论分子蒸发速率只是液体表面温度和分子种类的函数。
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分子蒸馏作为一种物理分离技术,能解决大量常规技术分离难于解决的问题,生产过程绿色清洁,具有***的应用前景。
技术特点:
分子蒸馏技术作为一种与国际同步的高新分离技术,具有其他分离技术无法比拟的优点:
1、操作温度低(远低于沸点)、高真空度(空载≤1Pa)、受热时间短(以秒计),不会发生受热分解,分离效率高等,特别适宜于高沸点、热敏性、易氧化物质的分离;
2、可有效地脱除轻分子物质(脱臭)、重分子物质(脱色)及脱除混合物中杂质;
3、其分离过程为物理分离过程,可很好地保护被分离物质不被污染,特别是可保持天然提取物原来的品质;
4、分离度高,高于传统蒸馏及普通的薄膜蒸发器;
5、容易形成连续化生产,操作简单;
6、分子蒸馏的蒸程短,分子平均自由程一般不超过25mm,能耗小。
应用范围:
1、可代替常规降膜蒸发器,用于石化及化工产品的蒸馏、提纯、浓缩、脱色使用;
2、尤其适用于热敏性,易氧化化学工业品的蒸馏精制;
3、也可用于高沸点产品的蒸馏分离。
分子蒸馏技术的优势
分子蒸馏技术的优势主要表现为:(1)低温蒸馏,常见的蒸馏技术主要是利用化合物的沸点不同进行分离,必须使化合物处于沸腾的状态才能实现高效分离。分子蒸馏利用的是不同分子的自由程差异,可以在高真空的条件下进行蒸馏,降低化合物的沸点实现低温蒸馏;(2)**压蒸馏,理论上分子蒸馏可以在0.01Pa~0.1Pa之间,**的压强环境增大了化合物的分子自由程,增强了不同分子自由程的差异,提高了分子效果。(3)快速高效:分子蒸馏过程中化合物从分离器的上部流入,下部流出。分子蒸馏冷凝面与蒸发面近距离布置,分离化合物逸出后迅速冷凝,减少了化合物在高温下的停留时间,提高了化合物的蒸馏效率。
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分子蒸馏的原理及其突出的特点
分子蒸馏在进行使用的过程中主要是适用于高分子量、耐温性以及高沸点的蒸馏,在进行制作的过程中主要是由外加热的垂直圆筒体,在进行操作时位于它的中心冷凝器以及蒸馏器和冷凝器之间旋转的刮膜器组成。物料从蒸发器的顶部加入,经转子上的料液分布器将其连续均匀地分布在加热面上,随即刮膜器将料液刮成一层极薄、呈湍流状的液膜,并以螺旋状向下推进。在一定程度上会从加热面上逸出的轻分子,在进行制作时会经过短的路线和几乎没有经过碰撞就到内置冷凝器上冷凝成液,并沿冷凝器管流下,通过位于蒸发器底部的出料管排出;残液即重分子在加热区下的圆形通道中收集,再通过侧面的出料管中流出。
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分子蒸馏和普通蒸馏的对比
1.蒸馏温度低,分子蒸馏是在远低于沸点的温度下进行操作的,只要存在温度差就可以达到分离目的,这是分子蒸馏与常规蒸馏的本质区别。
2. 蒸馏真空度高,分子蒸馏装置其内部可以获得很高的真空度,通常分子蒸馏在很低的压强下进行操作,因此物料不易氧化受损。
3. 蒸馏液膜薄,传热效率高。
4. 物料受热时间短,受加热的液面与加冷凝面之间的距离小于轻分子的平均自由程,所以由液面逸出的轻分子几乎未经碰撞就达到冷凝面。因此,蒸馏物料受热时间短,在蒸馏温度下停留时间一般几秒至几十秒之间,减少了物料热分解的机会。
5. 分离程度更高,分子蒸馏能分离常规不易分开的物质
6. 没有沸腾鼓泡现象,分子蒸馏是液层表面上的自由蒸发,在低压力下进行,液体中无溶解的空气,因此在蒸馏过程中不能使整个液体沸腾,没有鼓泡现象。
7. 无毒、无害、无污染、无残留,可得到纯净安全的产物,且操作工艺简单,设备少。分子蒸馏技术能分离常规蒸馏不易分离的物质。
8. 分子蒸馏设备价格昂贵,分子蒸馏装置必须保证体系压力达到的高真空度,对材料密封要求较高,且蒸发面和冷凝面之间的距离要适中,设备加工难度大,造价高。
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