分子蒸馏法:将液面与冷凝器的冷凝面距离拉近,当分子离开液面后在它们的自由程内就不会互相碰撞,直接到达冷凝面,不再返回液体内。
分子蒸馏的原理
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,达到物质分离的目的。
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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
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分子蒸馏过程具有以下特点:
1. 物料在加热表面停留时间短,不会发生受热分解。
2. 分子蒸馏的蒸程短,分子平均自由程一般不超过25mm,所以能量消耗小。
3. 蒸发温度远低于物料的沸点,所以进一步减少了热分解的可能性。
4. 容易形成连续化生产,操作简单。
5. 分子蒸馏过程可以同时脱色和分离不同分子量的物质。从分子蒸馏的技术特点我们可以看出其在工业化应用上较常规蒸馏存在明显的优势。
其表现在:
1. 产品品质高。由于分子蒸馏操作温度低受热时间短, 因而**提高了产品品质,特别适于高沸点物质、热敏性物质及易氧化物质的分离,对于保持天然物质的品质有着特殊的功能。
2. 生产能耗小,由于分子蒸馏整个过程热损失少,分子蒸馏装置的独特结构形式也使其内部压降极小,因此可节省大量能耗。
3. 产品成本低。由于分子蒸馏的分离效率高,产品收率高,因而可降低产品生产成本。
分子蒸馏不同于一般的蒸馏技术。它是运用不同物质分子运动平均自由程的差别而实现物质的分离,因而能够实现在远离沸点下操作。
根据分子运动理论,液体混合物的分子受热后运动会加剧,当接受到足够能量时,就会从液面逸出而成为气相分子,随着液面上方气相分子的增加,有一部分气体就会返回液体,在外界条件保持恒定情况下,就会达到分子运动的动态平衡。从宏观上看达到了平衡。
液体混合物为达到分离的目的,首先进行加热,能量足够的分子逸出液面,轻分子的平均自由程大,重分子平均自由程小,若在离液面小于轻分子的平均自由程而大于重分子平均自由程处设置一冷凝面,使得轻分子不断被冷凝,从而破坏了轻分子的动平衡而使混合液中的轻分子不断逸出,而重分子因达不到冷凝面很快趋于动态平衡,不再从混合液中逸出,这样,液体混合物便达到了分离的目的。
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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。分子蒸馏的发展分子蒸馏是伴随真空技术和真空蒸馏技术而发展起来的,Z早可追溯到二战以前。1909年,Caldwell和Hurtley发表了在高真空条件下蒸馏脂肪酸的报道,从此揭开了高真空条件下蒸馏的序幕。1921年,Bronsted和Hevesy用分子蒸馏的方法成功分离了**同位素,并探索了**分子的状态与其蒸气压的关系。20世纪30年代以来,分子蒸馏得到了世界各国的重视。20世纪60年代,分子蒸馏实现规模化的工业应用,80年代随着回归自然风潮的兴起,分子蒸馏技术发展迅猛。我国对分子蒸馏的研究起源于20世纪60年代,直到80年代才有分子蒸馏器的**出现,随后学习引进了海外的分子蒸馏装置用于生产硬脂酸单甘酷。直至20世纪90年代国内才开始对分子蒸馏设备进行研制开发。分子蒸馏技术虽然得到了很大发展,但到目前为止仍缺乏系统的理论支持。在国内,分子蒸馏技术不仅用于提取维生素E、类胡萝卜素、天然植物油等,而且在油脂脱臭馏出物的回收和利用以及聚合物领域也有广泛应用,达到国际先进水平。 分子蒸馏系统在国内的应用。湖南分子蒸馏系统哪个品牌好
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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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