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。
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分子蒸馏是在高真空条件下进行的,因此设备内要求具有较低的残气压力,这就会带来其他一系列的要求:
1、需要正确地选择真空泵机组性能与管道尺寸,确保能够快速地从容器内抽出气体。
2、正确选择蒸发面与冷凝面的形状、距离与相对位置,确保从设备的蒸馏内无阻碍地引出残余气体。蒸发面与冷凝面之间的具体过小时,一方面不利于抽除气体,另一方面蒸馏液的雾沫也易溅到冷凝面上,使分离效果变差。
3、分子蒸馏多用于分离热不稳定性物质,因此要求被加工的物料在蒸馏温度下停留较短的时间。
4、分子蒸馏过程中,液层内部的扩散是影响分子蒸馏过程的重要因素。因此分子蒸馏设备应力求减少液层厚度及强化液层的位移,使之湍动。
其次就是分子蒸馏时,被蒸馏的液体必须预先除气。因为在大气压下,无论何种液体都或多或少都会含有气体。这些气体的含量决定于液体本身的性质和它进入蒸馏装置之前所处的状态。
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分子蒸馏的工作原理
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。
分子蒸馏的过程
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。在此过程中,从加热面上逸出的轻分子,经过短的路线或几乎未经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。
分子蒸馏优势
从分子蒸馏技术以上的特点可知,它在实际工业化的应用中比常规蒸馏技术具有以下明显的优势:
(1)对于高沸点、热敏及易氧化物料的分离,分子蒸馏提供了比较好分离方法。因为分子蒸馏在远低于物料沸点的温度下操作,而且物料停留时间短;
(2)分子蒸馏可极有效地脱除液体中的物质如有机溶剂、臭味等,这对于采用溶剂萃取后液体的脱溶是非常有效的方法;
(3)分子蒸馏可有选择地蒸出目的产物,去除其它杂质,通过多级分离可同时分离2种以上的物质;
(4)分子蒸馏的分馏过程是物理过程,因而可很好地保护被分离物质不受污染和侵害。
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分子蒸馏(Molecular Distillation)又叫短程蒸馏(Shortpath- distillation),分子蒸馏技术属于一种高新技术。它是一项较新的尚未广泛应用于工业化生产的液—液分离技术,特别适用于高沸点、热敏性及易氧化物系的分离,其应用能解决大量常规蒸馏技术所不能解决的问题。由于其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的分离成本,极好地保护了热敏物料的特点品质。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。分子蒸馏技术具有操作温度较低、蒸馏压强低、物料受热时间短、物料分离效率高的有点,但由于分子蒸馏要求在高真空下进行分离,所需要的设备成本过高,结构复杂,设计技术要求高,相应的配套设备也多,投资过大,国内尚未见大规模运用,并且分子蒸馏受设备结构和加热面积的限制,设备体积比常规蒸馏设备体积大,在大规模生产应用中有不少困难。短程分子蒸馏的研究进展及其在医药工业中的应用。河北短程分子蒸馏推荐厂家
短程分子蒸馏设备在食品中应用。河北短程分子蒸馏推荐厂家
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。 河北短程分子蒸馏推荐厂家