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。分子蒸馏工作原理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。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。短程蒸馏器是一个工作在1~,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。 分子蒸馏系统包括哪几份部。山东分子蒸馏系统适用范围
分子蒸馏的特点
1、普通蒸馏在沸点温度下进行分离,分子蒸馏可以在任何温度下进行,只要冷热两面间存在着温度差,就能达到分离目的。
2、普通蒸馏是蒸发与冷凝的可逆过程,液相和气相间可以形成相平衡状态;而分子蒸馏过程中,从蒸发表面逸出的分子直接飞射到冷凝面上,中间不与其它分子发生碰撞,理论上没有返回蒸发面的可能性,所以,分子蒸馏过程是不可逆的。
3、普通蒸馏有鼓泡、沸腾现象;分子蒸馏过程是液层表面上的自由蒸发,没有鼓泡现象。
4、表示普通蒸馏分离能力的分离因素与组元的蒸汽压之比有关,表示分子蒸馏分离能力的分离因素则与组元的蒸汽压和分子量之比有关,并可由相对蒸发速度求出。
分子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:
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减少,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:短程分子蒸馏器的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:只要让冷热两面间有温度差(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快完成,所以选择合理冷凝器的形式相当重要。
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。9.产品耗能小,由于分子蒸馏整个分离过热损失少。 分子蒸馏系统运行过程。
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**技术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。
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分子蒸馏技术的特点:
(1)具有操作温度低、蒸馏压强低、受热时间短、分离程度和产品收率高、无毒、无害、无污染、无残留等特点,特别适宜于高沸点、热敏性、易氧化物质的分离;
(2)可有效地脱除低分子物质、重分子物质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的原来品质;
(4)分离程度高,高于传统蒸馏及普通的薄膜蒸发器。
(5)分子蒸馏技术在工业化应用上较其它常规蒸馏具有产品品质高、能耗小、成本低、易于放大应用等明显的优势。
分子蒸馏技术工业化应用:
(1)芳香精油的精炼、单甘酯及高碳脂肪醇的制备、天然维生素制备,天然色素的精制;
(2)医药工业上的应用,如:制备天然药物标准品、医药中间体的提纯等方面;
(3)石油化工上的原油的分离与精制,碳氢化合物的分离,原油的渣油及其类似物的分离,生产低蒸气压油、高黏度润滑油等;还可精制提纯化工中间体、表面活性剂等产品,如烷基多苷、高碳脂肪醇、羊毛醇酸、羊毛脂酸。
(4)农药上的应用于脱除中药制剂中的残留农药和重金属,精制和提纯农药及农药中间体,包括氯菊酯、增效醚、氧乐果等
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