分子蒸餾作為一種物理分離技術,能解決大量常規技術分離難于解決的問題,生產過程綠色清潔,具有***的應用前景。
技術特點:
分子蒸餾技術作為一種與國際同步的高新分離技術,具有其他分離技術無法比擬的優點:
1、操作溫度低(遠低于沸點)、高真空度(空載≤1Pa)、受熱時間短(以秒計),不會發生受熱分解,分離效率高等,特別適宜于高沸點、熱敏性、易氧化物質的分離;
2、可有效地脫除輕分子物質(脫臭)、重分子物質(脫色)及脫除混合物中雜質;
3、其分離過程為物理分離過程,可很好地保護被分離物質不被污染,特別是可保持天然提取物原來的品質;
4、分離度高,高于傳統蒸餾及普通的薄膜蒸發器;
5、容易形成連續化生產,操作簡單;
6、分子蒸餾的蒸程短,分子平均自由程一般不超過25mm,能耗小。
應用范圍:
1、可代替常規降膜蒸發器,用于石化及化工產品的蒸餾、提純、濃縮、脫色使用;
2、尤其適用于熱敏性,易氧化化學工業品的蒸餾精制;
3、也可用于高沸點產品的蒸餾分離。
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分子蒸餾是一種特殊的液-液分離技術,它不同于傳統蒸餾依靠沸點差分離原理,而是靠不同物質分子運動平均自由程的差別實現分離。由于分子蒸餾技術能解決大量常規蒸餾技術所不能解決的問題,這種新型蒸餾方式近年在業內得到廣泛應用。
分子蒸餾必須在特殊設計蒸發器內才能實現,國外引進該項技術時翻譯成短程蒸餾器(分子蒸餾器)。在特定真空條件下,這時物料蒸汽分子的平均自由程大于蒸發表面與冷凝表面之間的距離,從而可利用料液中各組分蒸發速率的差異,對液體混合物進行分離。
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分子蒸餾過程
短程蒸餾器還適合于進行分子蒸餾。分子流從加熱面直接到冷凝器表面。分子蒸餾過程可發如下四步:
分子蒸餾分子從液相主體向蒸發表面擴散
通常,液相中的擴散速度是控制分子蒸餾速度的主要因素,所以應盡量減薄液層厚度及強化液層的流動。
分子蒸餾分子在液層表面上的自由蒸發
蒸發速度隨著溫度的升高而上升,但分離因素有時卻隨著溫度的升高而降低,所以,應以被加工物質的熱穩定性為前提,選擇經濟合理的蒸餾溫度。
分子蒸餾分子從蒸發表面向冷凝面飛射
蒸氣分子從蒸發面向冷凝面飛射的過程中,可能彼此相互碰撞,也可能和殘存于兩面之間的空氣分子發生碰撞。由于蒸發分子遠重于空氣分子,且大都具有相同的運動方向,所以它們自身碰撞對飛射方向和蒸發速度影響不大。而殘氣分子在兩面間呈雜亂無章的熱運動狀態,故殘氣分子數目的多少是影響飛射方向和蒸發速度的主要因素。
分子蒸餾分子在冷凝面上冷凝
只要保證冷熱兩面間有足夠的溫度差(一般為70~100℃),冷凝表面的形式合理且光滑則認為冷凝步驟可以在瞬間完成,所以選擇合理冷凝器的形式相當重要。
分子蒸餾是一種特殊的液—液分離技術,它不同于傳統蒸餾依靠沸點差分離原理,而是與被蒸餾混合物的分子量的大小有關,能夠實現遠離沸點下的操作,分子量差異越大,分子自由程相差越大,餾出物就越純。這里的分子自由程(用λ表示)是指一個分子相鄰兩次碰撞之間所走的路程。
在高真空的條件下,液體混合物沿著加熱板流動被加熱,根據不同分子量物質的分子平均自由程的不同,它們在汽化表面與冷凝表面之間分子平均自由程的大小以及蒸發度也明顯的不同,輕組分分子的分子平均自由程的大,而重組分分子的分子平均自由程小,使得輕組分恰好能到達冷凝板上面被冷凝,使其沿冷凝板留下;而重組分分子因達不到冷凝板而沿著加熱板留下,從而將不同物質進行分離。
分子蒸餾系統設計原則。
分子蒸餾儀優勢:
從分子蒸餾技術以上的特點可知,它在實際工業化的應用中比常規蒸餾技術具有以下明顯的優勢對于高沸點、熱敏及易氧化物料的分離,分子蒸餾提供了較好分離方法。因為分子蒸餾在遠低于物料沸點的溫度下操作,而且物料停留時間短分子蒸餾可極有效地脫除液體中的物質如有機溶劑、臭味等,這對于采用溶劑萃取后液體的脫溶是非常有效的方法分子蒸餾可有選擇地蒸出目的產物,去除其它雜質,通過多級分離可同時分離2種以上的物質分子蒸餾的分餾過程是物理過程,因而可很好地保護被分離物質不受污染和侵害。
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分子蒸餾特點
1、普通蒸餾在沸點溫度下進行分離,分子蒸餾可以在任何溫度下進行,只要冷熱兩面間存在著溫度差,就能達到分離目的。
2、普通蒸餾是蒸發與冷凝的可逆過程,液相和氣相間可以形成相平衡狀態;而分子蒸餾過程中,從蒸發表面逸出的分子直接飛射到冷凝面上,中間不與其它分子發生碰撞,理論上沒有返回蒸發面的可能性,所以,分子蒸餾過程是不可逆的。
3、普通蒸餾有鼓泡、沸騰現象;分子蒸餾過程是液層表面上的自由蒸發,沒有鼓泡現象。
4、表示普通蒸餾分離能力的分離因素與組元的蒸汽壓之比有關,表示分子蒸餾分離能力的分離因素則與組元的蒸汽壓和分子量之比有關,并可由相對蒸發速度求出。
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