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山西短程分子蒸馏设备常见问题

来源: 发布时间:2024年06月11日

在食品、药品、化工等领域的实验室研究工作中,分离、纯化、提取是实验过程中必不可少的系列环节。为了满足各行业应用研究需求,弥补传统分离技术的缺陷,一种新的分离技术诞生了,即分子蒸馏技术。该技术的出现为各领域分离需求提供了新技术,成为分离技术领域一颗“新星”。

分子蒸馏又称短程蒸馏,是伴随真空技术与真空蒸馏技术的发展而逐渐发展起来的一种液—液分离技术。经过长足发展,该技术水平日新月异,很好地消除了传统蒸馏所具有的缺陷。目前,作为一种高真空条件下的高新液液分离技术,其在石油加工、化妆品、食品、医药等行业的分离和提纯方面有着广泛应用。中国化工仪器网总结了分子蒸馏设备在以下几个领域的发展和应用。

分子蒸馏仪在样品前处理中的应用

近年来,由于高精度的分析测试仪器设备发展和测试技术水平提高,样品前处理技术越来越受到重视,特别是在色谱分析工作中针对某类目标化合物的选择性萃取技术发展非常迅速。分子蒸馏技术能够对大体积样品中微量目标化合物进行萃取和分离富集,应用潜力极大。尤其在微量有机物污染物的分析测试工作中,可对各种含有机磷和氨基甲酸酯、有机氯、除虫巨制及防腐剂等有害物质的液体样品进行预处理。


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短程分子蒸馏设备

分子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。分子蒸馏是一种特殊的液--液分离技术,它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。

适用行业

适用于化学工业、食品行业、聚合物工业、制药工业、涂料工业、化妆品工业、石化工业等。


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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

分子蒸馏可发如下四步:

(1)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。

(2)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。  

(3)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。  

(4)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。


由分子蒸馏的基本原理可以看出,分子蒸馏是一种区别于常规蒸馏的非平衡状态下的特殊蒸馏。与常规蒸馏相比,分子蒸馏有如下无法比拟的特点:

(1)操作温度低,节省能耗

常规蒸馏是依靠物料混合物中不同物质的沸点差进行分离的,而分子蒸馏是靠不同物质的分子运动平均自由程的差别来进行分离的,并不要求物料一定要达到沸腾状态,只要分子从液相中挥发逸出,就可以实现分离。正因为分子蒸馏是在远离沸点下进行操作,因此产品的能耗小。

(2)蒸馏压强低,要求在高真空度下操作。

分子运动平均自由程与系统压力成反比,只有加大真空度,才能获得足够大的平均自由程。研究指出,分子蒸馏的真空度高达0.1-100Pa。

(3)受热时间短,降低热敏性物质的热损伤。

由于分子蒸馏是利用不同物质分子运动平均自由程的差别而实现分离的,其基本要求是加热面与冷凝面的距离必须小于轻分子的运动平均自由程,这个距离通常很小,因此轻分子由液面逸出后几乎未发生碰撞即射向冷凝面,所以受热时间极短。研究测定指出,分子蒸馏受热时间*为几秒或几十秒,从而在很大程度上避免了物质的分解或聚合。

(4)分离程度及产品收率高,尤其适合于特定蒸馏。


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分子蒸馏的几个特点。

首先普通的真空蒸馏都是在沸点温度下进行分离,而分子蒸馏时可以在任何温度下进行的,只要冷热两面间存在温差,就可以达到分离目的。

第二,普通的蒸馏时蒸发与冷凝的可逆过程,液相与气相间可以形成相平衡状态,但分子蒸馏过程中,从蒸发表面逸出的分子直接飞向冷凝面,中间不会与其他分子发生碰撞,理论也没有返回到蒸发液面的可能性,因此,分子蒸馏是不可逆的。

第三,因在沸点温度下,所以普通真空蒸馏有鼓泡、沸腾的现象,而分子蒸馏是液层表面上的自由蒸发,不会有鼓泡沸腾的现象。

第四,表示普通真空蒸馏分馏能力的分离系数,与组分的蒸气压之比有关;而表示分子蒸馏分离能力的分离系数,则与组分的蒸气压和相对分子量之比有关,并可由相对蒸发速度求出。


短程分子蒸馏设备适应哪些物质?山西短程分子蒸馏设备常见问题

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分子蒸馏塔能在短时间内,将相同分子量的产品集中到一起,并将不同分子量的产品分别归类,以供使用。它的特点是热接触时间短、分离距离短、真空度高,故可以实现低温、高真空的理想操作,较好的防止原料的某些成分裂解、胶化等倾向,达到质量,高收率、低能耗的标准。

分子蒸馏的应用

分子蒸馏技术广泛应用于食品行业,例如单甘酯的生产、鱼油的精制、油脂脱酸、高碳醇的精制等。同时也广泛应用于精细化工和医药工业中,精细化工中有芳香油的提纯、高聚物中间体的纯化、羊毛脂的提取等。医药工业中则可提取天然维生素A、维生素E;制取氨基酸及葡萄糖的衍生物;以及胡萝卜和类胡萝卜素等。

综上所述,分子蒸馏技术作为一种特殊的新型分离技术,主要应用于高沸点、热敏性物料的提纯分离。实践证明,此技术不但科技含量高,而且应用范围广,是一项工业化应用前景十分广阔的高新技术。它在天然药物活性成分及单体提取和纯化过程的应用还刚刚开始,尚有很多问题需要进一步探索和研究。


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