分子蒸馏技术是一种特殊的液液分离技术,它产生于20世纪20年代,是伴随着人们对真空状态下气体运动理论的深入研究以及真空蒸馏技术的不断发展而逐渐兴起的一种新的分离技术。目前,分子蒸馏技术已成为分离技术中的一个重要分支。
分子蒸馏(molecular distillation)也称短程蒸馏(short-path distillation ),是一种在高真空下(残气分子的压力<0.1Pa)进行的连续蒸馏过程。分子蒸馏过程与传统的蒸馏过程不同,传统蒸馏是在沸点温度下进行分离的,蒸发与冷凝过程是可逆的,液相与汽相间会形成平衡状态。分子蒸馏过程是一个不可逆的,并且在远离物质常压沸点温度下进行的蒸馏过程,更确切地说,它是分子蒸发的过程。
分子蒸馏技术的基本原理。根据分子运动平均自由程公式知,不同种类的分子,由于其分子有效直径不同,故其平均自由程也不同,即其为不同种类分子。从统计学观点看,其逸出液面后不与其他分子碰撞的飞行距离是不同的。分子蒸馏的分离就是利用液体分子受热后从液面逸出,而不同种类分子逸出后其平均自由程不同这一性质来实现的。轻分子的平均自由程大,重分子的平均自由程小,使得轻分子落在冷凝面上,重分子因达不到冷凝面而返回原来液面,这样混合物就得以分离。
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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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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的原理。
这是一种在高真空度下利用不同物质分子运动自由程的差别,对热敏性物质或者是高沸点物质进行蒸馏和纯化的过程。
主要应用在化学、医药、石化、香料、塑料以及油料等工业领域。
特点
1.蒸发效率非常高,可以减少保留时间,具有时间延迟。
2.分子蒸馏系统由3.3高硼硅玻璃 、316L 不锈钢、PTFE 组成,因此具有具有极好的防腐蚀能力并且可以较清楚地观察到整个工艺的运转过程。
3.高精度的蒸馏器筒身,使液体在加热表面形成完整的一体化薄膜。筒身内壁光滑洁净,内壁光滑洁亮,不易粘料和结垢。
4.变频减速电机, 运行安全可靠;带自冷风扇, 可长时间连续工作
5.磁力传动系统使得整机密封得以实现,驱动电机的传动杆无需穿过主蒸馏器的密封面。整套分子蒸馏系统密封性能好,比较低真空压力可达 0.1Pa。
6.系统的**高温度可以达到 230℃/300℃,可实现精确的温度控制。
7.比较大理论真空度可达 5Pa 或0.1Pa。
8.有刮板成膜系统和自清洁辊轮成膜系统可供选择.
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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分子蒸馏又称为短程蒸馏,它的原理是在高真空度条件下操作,具有蒸馏压力低、操作温度低、受热时间短、分离效率高等优点,特别适用于高分子量、高沸点、高粘度、热敏性及易氧化物系的分离。
分子蒸馏技术作为一种绿色温和的分离技术提纯桉叶精油具有可行性,在纯化过程中,不会对精油有效成分造成破坏,热敏成分不易分解变质,不会发生聚合等现象,可摆脱化学处理方法的束缚,真正保持特性。随着人们追求天然产品、回归自然潮流的兴起,新产品不断出现,分子蒸馏技术必将因其高效质量、条件温和的工艺特点而备受青睐。
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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0.001mbar。
蒸馏过程是: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,经过短的路线和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。
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