很多工艺中都会涉及到分子蒸馏,但*终得到的分离效果却是不同的,因为对各个参数的调控有所不同。由此可见,影响分子蒸馏分离的因素还是很多的,每一项都要合理把握。
首先关注到的是压强,当蒸馏温度一定的情况下,压强越小也就是真空度越高,那么物料的沸点也就会越低。这样一来,轻分子从蒸发面到冷凝面的阻力也会随之减少,从而到更好的分离效果。
其次是温度和速度,温度所指的是蒸发温度,而速度是进料速度,不能太快也不能太慢,否则要么会因待分离组分还未蒸发就流到蒸发面底部而起不到分离作用,要么影响分离效率。
另外与被蒸馏物质的性质有关,物质的相对挥发度越大,两者就越容易分离。除此之外,蒸发液膜的覆盖面积、厚薄和均匀度;携带剂的使用;物料中杂质等也都会影响到分子蒸馏的分离效率,可不能忽视了。 短程分子蒸馏的特点是产物停留时间短、工艺蒸发温度低,力求让蒸馏产物受到尽量小的热应力。湖南短程分子蒸馏实验
在热敏物质分离上有着特殊意义的分子蒸馏技术。一般情况下,采用蒸馏技术来进行液体物质的分离是非常常见的方法。蒸馏或者精馏过程更是一种常见的流程,但是对于很多天然产物而言其中的活性物质非常容易在加热过程中被破坏。这种情况下,一般来说采用的方法就是通过抽真空,将体系的真空度提高以后,那么所有物质的沸点就自然降低了。一般情况下我们就是通过这种方法来处理热敏物质的。但是,如果活性物质对于温度过于敏感的话,那么只能采用萃取的方法,首先利用萃取剂将活性物质进行提取,然后在对萃取剂进行分离。但是低沸点的萃取剂一般有毒,溶剂残留又是一个问题。那么后来就有了短程蒸馏技术,在这里简要介绍一下原理。首先我们来看看气液界面,从微观角度上来说,我们的气液界面是不平静的,液体中的分子会短暂的跃出界面,在这些跃出界面的分子一小部分动能较大可以扩散到气相中,大部分由于在扩散过程中与其他分子撞击失去能量后又回到液相。这样在靠近气液界面的地方会形成一个扩散层,这一层的的分子密度介于气相与液相之间。扩散层厚度与真空度与温度有关,如果不断拉大真空度,分子被撞击的的频率就会越来越低,这样扩散层的厚度就会不断增加。湖南短程分子蒸馏实验短程分子蒸馏是一种特殊的液--液分离技术。
短程分子蒸馏是一种在高真空下操作的蒸馏方法的设备。短程分子蒸馏器按刮膜器形式分三种形式:滚膜,滑动刮膜,铰链刮膜,根据物料的粘度,处理性质选用不同的刮膜器。
许多如石油重渣油,化学药品,药物及天然食品,保持健康品,脂肪酸等,常常是热敏性的,粘滞的及/或具有高沸点的物料。要把这些物料从它们的其它组分分离出来,而保持产物的质量,只能在低的沸腾温度甚至是不到沸腾温度下精馏,且只能在很短的时间里,把热分解作用或聚合作用减到小,以消除对产品的破坏。
短程分子蒸馏器按刮膜器形式分三种形式:滚膜,滑动刮膜,铰链刮膜,根据物料的粘度,处理性质选用不同的刮膜器。
短程蒸馏特性:能解决大量常规蒸馏技术所不能解决的分离技术。
短的停留时间:刮膜器的作用,使得液膜在加热面停留时间较短。
低的蒸馏温度:由于冷凝器直接位于加热面的对面,减少了压差,所以具有ji高的真空度,物料可在较低的温度下甚至于无需到沸点即蒸馏等其他形式
分子蒸馏设备受热时间短,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。分子蒸馏设备分离程度及产品收率高,尤其适合于特定蒸馏。分子蒸馏的相对挥发度大于常规蒸馏的相对挥发度,这就从理论上证明了分子蒸馏比常规蒸馏更容易实现物质的分离。同时,分子蒸馏由于处于非平衡状态下操作及其设备的内部结构特点,使得分离效率远高于常规蒸馏,从而可使产品的收率提升。
短程分子蒸馏极限使用真空在多少?
常规蒸馏,不论常压下的,或者是真空下的粗真空蒸馏与低真空蒸馏,利用的原理都是根据不同物质的沸点差,也就是挥发性的不同,对其进行分离提纯。但是如果混合物的沸点相同或者很接近的情况下,常规的蒸馏就无法进行下去了。而分子蒸馏利用的则是物质间不同的分子运动平均自由程来实现分离。什么是分子运动平均自由程?一个分子连续两次碰撞间飞行距离的平均值。它的大小取决于分子的密度。因此进行分子蒸馏需要满足的是混合物分子的平均自由程需要存在差异,且差异越大越好。而要满足足够大的分子运动平均自由程,就需要保证足分子蒸馏的实现过程,简单地说,加热混合液体后,物料分子受热蒸发逸出液面,其中轻重分子的平均自由程不同,轻分子的自由程大,而重分子的自由程小。因此在离液面小于轻分子自由程、而大于重分子的自由程的某处,设置一冷凝面,轻分子就会在抵达该冷凝面时而被冷凝,冷凝后轻分子组分无法实现动态平衡,就会不断从液面逸出被冷凝面捕获,而重分子则因到不达冷凝面,很快就趋于动态平衡,从而实现混合物的分离。另外常规真空蒸馏因为依靠沸点差,因此蒸馏过程中需要在沸点温度下进行,而分子蒸馏只要满足一定的蒸发率即可。短程分子蒸馏能在短时间内,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。江西短程分子蒸馏实验用途
短程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。湖南短程分子蒸馏实验
短程蒸馏(又叫分子蒸馏)是一种热分离工艺,主用于分离热敏性产物。短程蒸馏的特点是产物停留时间短、工艺蒸发温度低,力求让蒸馏产物受到尽量小的热应力。可见,短程蒸馏是一种非常温和的蒸馏过程。
短程蒸馏配套真空系统,通过降低操作压力,达到降低产物沸点的目的。这是一种连续分离过程,其产物停留时间低至数十秒(而其他常规分离方法的停留时间达到数小时!)。
所以,在常规蒸馏工艺中(无论是连续的循环、膜式蒸馏,还是非连续的批次蒸馏),由于高温、长停留时间而分解的产品,用短程蒸馏就能够顺利分离。例如,高分子有机化合物用常规蒸馏方法来分离时,较高工艺温度(如超过200℃)会导致其热敏性的分子链裂解。因此高分子有机化合物的分离几乎都会使用短程蒸馏。
短程蒸馏的工艺压力和温度范围通常在1到1x10-3 mbar、150到280℃。
短程蒸馏特别适合以下热敏性产物的蒸馏、蒸发、浓缩和汽提:
湖南短程分子蒸馏实验