分子蒸馏技术原理
分子蒸馏的原理

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。
这里,分子运动自由程(用λ表示)是指一个分子相邻两次碰撞之间所走的路程。
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。
分子蒸馏技术的特点分子蒸馏技术作为一种与国际同步的高新分离技术,具有其它分离技术无法比拟的优点:1、操作温度低(远低于沸点)、真空度高(空载≤1Pa)、受热时间短(以秒计)、分离效率高等,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(脱臭)、重分子物质(脱色)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。
分子蒸馏技术工业化应用产品A氨基酸酯阿魏酸三萜醇酯B丙烯酸酯丙二醇酯苯乙烯-丙烯腈丙交酯薄荷酯白术挥发油苯基马来酰亚胺柏木油菠萝酮苯甲酸C12~C15醇酯C长链二元酸(C9-C18)粗石蜡除草剂柴胡挥发油茶树油苍术油川芎提取物蚕蛹油D单甘酯(单硬脂酸甘油酯单月桂酸甘油脂等)(牛油及猪油等)脱胆固醇大蒜油丁三醇当归提取物2-丁基辛醇独活提取物豆甾醇独活提取物多糖酯多不饱和脂肪酸对苯二甲酸二乙酯脱除多氯联苯E二十八烷醇(米糠蜡、蜂蜡、蔗蜡)二聚酸二十碳五烯酸(EPA)二十二碳六烯酸(DHA)二十二烷内酯二异氰酸酯三聚体F废油再生番茄红素辅酶Q蜂蜡呋喃脂酚醛树脂防风提取物氟油(全氟烃、氟氯碳油、全氟聚醚)G高碳醇固化剂(脱除TDI、MDI、HDI等)共轭亚油酸果糖酯硅油(聚硅氧烷或聚硅醚)谷甾醇谷维素桂皮油香茅油香根油橄榄油广藿香油(广藿香醇、广藿香酮)癸二酸二辛酯光稳定剂H花生四烯酸(ARA)胡椒基丁醚β-胡萝卜素及类胡萝卜素(棕榈油柑橘油甜橙油桔皮油螺旋藻等)海狗油(双酚A及F型)环氧树脂花椒籽油红花籽油互叶白千层油J聚甘油酯聚酯聚醚聚烯烃聚乙二醇(酯)聚氨酯聚戊烯醇聚四氢呋喃姜油树脂姜辣素姜烯酚焦油角鲨烯结构酯芥酸酰胺碱金属精炼甲基庚烯酮间甲基苯甲酸3-甲基吲哚激素缩体姜樟油鲸醇K葵花籽油糠蜡矿物油渣脱蜡奎宁衍生物扩散泵油天然抗氧化剂L沥青脱蜡辣椒油树脂辣椒红色素辣椒碱氯菊酯磷酸酯连翘挥发油邻苯二甲酸二辛酯M玫瑰油米槁精油没食子酸醛类衍生物毛油脱酸(高酸值米糠油、小麦胚芽油、花椒籽油等)米糠蜡茉莉精油煤焦油酶解脂肪酸N萘甲醛柠檬醛P PET再生(聚对苯二甲酸乙二醇酯)葡萄糖衍生物天然苹果香精帕罗西汀硼酸乙二醇醚Q 茄尼醇(废次烟叶、马铃薯叶)3-羟基丙腈(HPN)R (矿物及合成)润滑油(聚α-烯烃、石蜡氯化合成油、烷基苯合成油、聚异丁烯合成油)L-乳酸松香酯肉桂醛(肉桂油)山苍子油S 生物柴油(脂肪酸甲酯或乙酯)三烯生育酚三氯新(三氯-2羟基二苯醚)三甘醇三十烷醇三聚酸双甘油酯鼠尾草抗氧剂石油渣油(精制或脱除)杀虫剂食用油脱酸缩水甘油基化合物羧酸二酯(润滑油)蒜素鲨烯(三十碳六烯酸)十二烷内酯双-β-羟乙基对苯二甲酸酯酸性氯化物生物碱衍生物四唑-1-乙酸三聚甲醛回收(天然及合成)生育酚T碳氢化合物萜烯烃(酯)桃醛塔尔油(妥尔油)W(天然及合成)脂溶性维生素(A、D、E、K)烷基糖苷(烷基苷烷基多苷烷基多糖苷烷基聚糖苷烷基葡萄糖苷)烷基酚微晶蜡戊二醛维生素E醋酸酯肟类X小麦胚芽油新洋茉莉醛香附子烯α-香附酮香芝麻蒿挥发油香叶醇香紫苏内酯Y亚麻酸油酸酰胺(深海及发酵)鱼油鱼肝油燕麦油羊毛脂羊毛醇异氰酸酯预聚物岩兰草油月桂二酸氧化乐果(聚)乙二醇酯油酸二乙醇酰胺月桂酸二乙酰胺乙醛酸乙酰氨基苯乙酸乙酯异构体亚麻籽油同位素铀浓缩依托芬那酯乙氧基脂肪醇乙氧脂肪酸液化煤乙烯基吡咯烷酮玉米油乙酰柠檬酸酯腰果油异丙烯二羧酸酯Z植物甾醇植物蜡芝麻素真空泵油制动液中碳链甘油三酯(MCT)脂肪酸及其衍生物增塑剂增效醚甾醇酯蔗糖酯紫罗兰酮酯类油(双酯、多元醇酯、复酯)植物油脱臭馏出物紫苏籽油蔗蜡棕蜡镇静剂棕榈油分子蒸馏与传统蒸馏的不同可由下表看出:由上述对比看出,分子蒸馏较传统蒸馏具有明显的技术及经济优势:1、产品质量高。
分子蒸馏技术的原理和应用(精)

分子蒸馏技术的原理和应用分子蒸馏技术简介分子蒸馏是一项较新的尚未广泛应用于产业化生产的分离技术,能解决大量常规蒸馏技术所不能解决的题目。
分子蒸馏是一种特殊的液-液分离技术,能在极高真空下操纵,它依据分子运动均匀自由程的差别,能使液体在远低于其沸点的温度下将其分离,特别适用于高沸点、热敏性及易氧化物系的分离。
由于其具有蒸馏温度低于物料的沸点、蒸馏压强低、受热时间短、分离程度高等特点,因而能大大降低高沸点物料的分离本钱,极好地保护了热敏性物质的特点品质,该项技术用于纯自然保健品的提取,可摆脱化学处理方法的束缚,真正保持了纯自然的特性,使保健产品的质量迈上一个新台阶。
分子蒸馏技术,作为一种对高沸点、热敏性物料进行有效的分离手段,自本世纪三十年代出现以来,得到了世界各国的重视。
到本世纪六十年代,为适应浓缩鱼肝油中维生素A的需要,分子蒸馏技术得到了规模化的产业应用。
在日、美、英、德、苏相继设计制造了多套分子蒸馏装置,用于浓缩维生素A,但当时由于各种原因,应用面太窄,发展速度很慢。
但是,在过往地三十多年中,人们一直在不断地重视着这项新的液-液分离技术的发展,对分离装置精益求精、完善,对应用领域不断探索、扩展,因而一直有新的专利和新的应用出现。
特别是从八十年代末以来,随着人们对自然物质的青睐,回回自然潮流的兴起,分子蒸馏技术得到了迅速的发展。
对分子蒸馏的设备,各国研制的形式多种多样。
发展至今,大部分已被淘汰,目前应用较广的为离心薄膜式和转子刮膜式。
这两种形式的分离装置,也一直在精益求精和完善,特别是针对不同的产品,其装置结构与配套设备要有不同的特点,因此,就分子蒸馏装置本身来说,其开发研究的内容尚十分丰富。
在应用领域方面,国外已在数种产品中进行产业化生产。
特别是近几年来在自然物质的提取方面应用较为突出,如:从鱼油中提取EPA与DHA、从植物油中提取自然维生素E等。
另外,在精细化工中间体方面的提取和分离,品种也越来越多。
分子蒸馏的原理和应用

分子蒸馏的原理和应用一、分子蒸馏的原理分子蒸馏是一种重要的分离技术,其原理基于不同组分的挥发性差异。
通过控制温度和压力的变化,将混合物中的各个组分蒸发并再凝结收集,达到分离纯化的目的。
以下是分子蒸馏的原理要点:1.挥发性差异:混合物中的各个组分在蒸馏条件下有不同的挥发性,即蒸发速率不同。
这是分子蒸馏能够实现分离的基础。
2.沸点差异:挥发性差异主要是由组分间沸点差异引起的。
在分子蒸馏过程中,通过调节温度和压力,使得沸点较低的组分先蒸发,沸点较高的组分后蒸发,从而实现分离。
3.密封系统:分子蒸馏需要在密封系统中进行,以保持温度和压力的稳定性。
通常采用精密的实验设备,如分子蒸馏柱和蒸馏装置,来确保分离效果。
二、分子蒸馏的应用分子蒸馏广泛应用于化工、石油、制药等领域,用于纯化和分离各种混合物。
以下是分子蒸馏的常见应用:1.石油精制:在石油炼制过程中,通过分子蒸馏可以将原油中的不同沸点范围内的组分分离出来,从而得到高纯度的油品,如汽油、柴油等。
2.精细化工:在化学工业中,分子蒸馏被广泛应用于石油化工、有机合成等过程中,用于纯化和分离各种化合物。
3.制药工业:在制药工业中,分子蒸馏常用于药物纯化和分离。
通过分子蒸馏可以从复杂的药物混合物中提取出目标化合物,并去除杂质。
4.食品工业:分子蒸馏在食品加工中也有应用,常用于提取香精、食用油等。
通过分子蒸馏,可以将食品中的有害物质去除,提高食品的质量和安全性。
5.环境保护:分子蒸馏技术在环境保护中也得到了应用。
例如,通过分子蒸馏可以将废水中的有机物质分离出来,减少污染物的排放。
三、分子蒸馏的优势与传统的蒸馏技术相比,分子蒸馏具有以下优势:1.高效分离:分子蒸馏可以实现高效分离,适用于挥发性差异较小的高沸点混合物。
2.低温操作:由于分子蒸馏具有较高的分离效率,可以在相对较低的温度下进行操作,可以避免热敏性物质的分解。
3.保留挥发组分:相比传统蒸馏,分子蒸馏可以保留更多挥发性组分,提高产品的纯度和质量。
分子蒸馏技术及其在食品方面的应用

【分子蒸馏技术及其在食品方面的应用】一、概述分子蒸馏技术是一种利用物质的沸点差异进行分离、提纯的方法,它在化工、医药等领域早已得到广泛应用。
然而,在食品领域,分子蒸馏技术也逐渐展现出其独特的优势和潜力。
本文将从分子蒸馏技术的原理、食品领域的具体应用以及对食品品质的提升等方面展开讨论,以期帮助读者更全面地了解这一技术及其在食品方面的应用。
二、分子蒸馏技术原理分子蒸馏技术是一种利用不同成分在相同温度下的沸点差异进行分离的技术。
在分子蒸馏过程中,液体混合物首先被加热至其沸点,然后将产生的蒸气冷凝回液体,从而实现对混合物中不同成分的分离。
这一过程主要依赖于不同成分之间的沸点差异,因此适用于需要对成分进行高效、精确分离的场合。
三、食品领域的应用1. 酒精提纯:在酿酒过程中,分子蒸馏技术可以用于提取纯净的酒精。
通过控制温度和流速,可以将水和酒精成功地分离,从而提高酒的纯度和口感。
2. 食用油脂提纯:在植物油中,可能会含有一些杂质和不良物质,而分子蒸馏技术可以有效地去除这些杂质,使食用油脂更加纯净、健康。
3. 食品香精提取:分子蒸馏技术可以帮助提取食品香精中的活性成分,从而保留食品的原味和营养成分,提高口感和风味。
四、食品品质的提升分子蒸馏技术在食品领域的应用,不仅可以帮助提高食品的纯度和香味,还能够提升食品的品质和保质期。
通过对原料的精确分离和提取,可以保留更多的营养成分和风味物质,从而使得食品更加美味和健康。
分子蒸馏技术还可以去除食品中的有害物质,提高食品的安全性和可持续性。
五、个人观点和理解分子蒸馏技术在食品领域的应用为食品加工提供了新的可能性和选择。
它不仅可以帮助提高食品的品质和口感,还能够满足人们对食品安全和健康的需求。
然而,需要注意的是,在应用分子蒸馏技术的过程中,合理控制温度和流速,严格遵守食品安全标准是至关重要的。
只有这样,才能确保食品的质量和安全,从而为用户提供更加放心的食品产品。
总结分子蒸馏技术作为一种高效、精确的分离技术,在食品领域展现出了其独特的优势和潜力。
分子蒸馏原理与装置

分子蒸馏原理与装置分子蒸馏是一种通过分子的不同挥发性实现分离的方法,适用于挥发性相差较小的物质的分离。
其基本原理是根据分子在不同温度下的挥发性差异,通过加热液体混合物使其蒸发,然后在恰当的冷却条件下将蒸汽重新凝结,从而实现不同组分之间的分离和纯化。
分子蒸馏装置主要由加热部分、分馏塔和冷却部分组成。
加热部分有加热炉、换热器和加热圈等组成,用于提供蒸汽生成的热源。
分馏塔是整个分子蒸馏过程的核心部分,通常分为进料部分、提馏部分和回流部分三部分。
进料部分将混合物加入分馏塔,提馏部分是分离蒸汽和液体的主要区域,回流部分通过将部分液体回流至塔顶,提高塔顶物料的液体含量并提高分离效果。
冷却部分则通过冷凝器和冷却水提供冷却能量,将蒸汽凝结为液体,收集纯净的分离组分。
分子蒸馏的工作原理是根据不同组分之间的挥发性差异来实现的。
在分馏塔内,加热液体混合物使其蒸发形成蒸汽,蒸汽在提馏部分与冷却的回流液体接触,部分液体凝结为液体滴落回分馏塔,同时蒸汽中的较挥发性组分相对浓缩,从而达到分离效果。
较挥发性组分以蒸汽的形式从分馏塔的塔顶通过冷凝器冷却,凝结成为纯净的液体产品。
而不易挥发的组分则通过降解温度的方式凝结在分馏塔的底部,并由回流液体带回提馏部分重新参与分离。
在实际应用中,分子蒸馏装置需要考虑一系列因素,如进料温度、加热温度、分馏塔压力和塔板设计等,以达到预期的分离效果。
对于分子蒸馏的优化,可以通过提高加热区域的温度梯度、增加分馏塔的塔板数目和改善材料的传热性能等方式来提高分离效果。
总之,分子蒸馏是一种通过控制不同组分的挥发性实现分离和纯化的方法。
其原理是基于分子在不同温度下的挥发性差异,通过加热液体混合物使其蒸发,然后在适当的冷却条件下将蒸汽重新凝结,从而达到分离组分的目的。
分子蒸馏装置通常包括加热部分、分馏塔和冷却部分,通过加热炉和换热器提供热源、分馏塔实现分离和纯化、冷凝器和冷却水提供冷却能量。
分子蒸馏的应用范围广泛,特别适用于挥发性相近的物质的分离和纯化。
分子蒸馏工作总结

分子蒸馏工作总结
分子蒸馏是一种重要的化工分离技术,广泛应用于石油化工、食品加工、制药
等领域。
通过控制物质的沸点差,将混合物中的不同成分分离出来,达到纯化和提纯的目的。
下面我们来总结一下分子蒸馏的工作原理和关键步骤。
首先,分子蒸馏是基于不同成分在一定温度下的沸点差异而实现的。
在分子蒸
馏过程中,混合物被加热至其中一个成分的沸点,然后将蒸气冷凝成液体,从而分离出目标成分。
这就要求我们在操作中精确控制温度和压力,以确保目标成分能够被有效分离出来。
其次,分子蒸馏的关键步骤包括加热、蒸发、冷凝和收集。
在加热过程中,混
合物被加热至其中一个成分的沸点,产生蒸气。
然后,蒸汽通过冷凝器冷却成液体,并被收集。
这些步骤需要通过合适的设备和控制系统来实现,以确保分子蒸馏的高效运行。
此外,分子蒸馏还需要考虑混合物的性质和成分之间的沸点差异。
一些混合物
可能具有非常小的沸点差,这就需要更高级别的技术和设备来实现有效的分离。
因此,在实际应用中,我们需要根据具体情况选择合适的分子蒸馏工艺和设备,以确保分离效果和经济效益。
总的来说,分子蒸馏是一种重要的化工分离技术,它在实际生产中具有广泛的
应用前景。
通过深入理解分子蒸馏的工作原理和关键步骤,我们可以更好地应用这一技术,提高产品质量,降低生产成本,实现可持续发展目标。
希望今后分子蒸馏技术能够不断创新和完善,为各行各业的发展贡献更多力量。
分子蒸馏的原理及设备

三、分子蒸馏设备
7、刮膜式分子蒸馏实验室装置
其结构的主要特点是 在刷膜式釜中设置一聚四 氟乙烯制的转动刮板,既保 证液体能够均匀覆盖蒸发 表面,又可使下流液层得到 充分搅动,从而强化了物料 的传热和传质过程,提高了 分离效能。
三、分子蒸馏Βιβλιοθήκη 备7、刮膜式分子蒸馏实验室装置
a 蒸发器
b 蒸发器内成膜构件示意
二、分子蒸馏原理
3、分子蒸馏应满足的条件 轻、重分子的平均自由程必须要有差异,且差异越大
越好 蒸发面与冷凝面间距必须小于轻分子的平均自由程 但是实际上,要是蒸发器表面与冷凝器表面的距离小
于分子的平均自由路程,往往是很不经济的。所以通 常其距离稍大于分子的平均自由程,并控制在同一数 量级的范围内。 在生产中分子蒸馏通常在0.4-40Pa压力下操作,另一 种称为无阻碍蒸馏通常在2.7-66.7Pa下操作,无阻碍 蒸馏的板间距较大,分子蒸馏的板间距较小,短程蒸 馏一般分子蒸馏泛指这两者。
三、分子蒸馏设备
7、刮膜式分子蒸馏装置
三、分子蒸馏设备
7、刮膜式分子蒸馏实验室装置 物料存于原料罐T1内,通过视镜观察并通过阀门控制
进料速度。物料进入分子蒸馏器H后被分离,蒸余物 及蒸出物分别由出料口进入贮罐T2、T3 内,蒸余物 及蒸出物均可返回原料罐再次循环分离。真空系统由 真空泵、扩散泵等组成。
三、分子蒸馏设备
1、装置设计原则 高真空度
应保证冷凝面与蒸发面的间距与给定气压下蒸 发分子的平均自由程同一量次;
为防止已冷凝分子重新蒸发,冷凝面的温度应 低于蒸发面50~100℃;
被蒸发物料在蒸发面应能形成连续更新、覆盖 完全、厚度均匀的薄膜,并控制物料停留时间, 以提高蒸发效率,防止成分受到破坏
分子蒸馏技术的原理和应用

分子蒸馏技术的原理和应用分子蒸馏技术的基本原理(一)分子运动平均自由程:任一分子在运动过程中都在不断变化自由程。
在某时间间隔内自由程的平均值为平均自由程。
设Vm=某一分子的平均速度f =碰撞频率λm =平均自由程则λm =Vm/f∴f=Vm/λmπd²P由热力学原理可知,f=(2)½Vm•────KT其中:d-分子有效直径P-分子所处空间的压强T-分子所处环境的温度K-波尔兹曼常数K T则:λm =────•────(2)½πd²P(二)分子运动平均自由程的分布规律:分子运动自由程的分布规律为正态分布,其概率公式为:F = 1 - e-λ/λm 其中:F-自由程度≤λm的概率λm-分子运动的平均自由程λ-分子运动自由程由公式可以得出,对于一群相同状态下的运动分子,其自由程等于或大于平均自由程λm的概率为:1 - F = e-λ/λm = e-1 = 36.8%(三)分子蒸馏的基本原理:由分子平均自由程的公式可以看出,不同种类的分子,由于其分子有效直径不同,其平均自由程也不同,换句话说,不同种类的分子溢出液面后不与其它分子碰撞的飞行距离是不同的。
分子蒸馏技术正是利用不同种类分子溢出液面后平均自由程不同的性质实现的。
轻分子的平均自由程大,重分子的平均自由程小,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,使得轻分子落在冷凝面上被冷凝,而重分子因达不到冷凝面而返回原来液面,这样混合物就分离了。
(三)分子蒸馏技术中的相关模型:对于许多物料而言,至今还没有可供实际应用的数学模型来准确地描述分子蒸馏中的变量参数,实际的应用仍靠经验的总结。
但由经验从各种规格蒸发器中获得的蒸发条件,可以安全地推广到生产装置的设计中。
相关的模型有:1、膜形成对于降膜、无机械运动的垂直壁上的膜厚,Nasselt公式为:σm=(3v2Re/g)1/3其中:σm-名义膜厚[米]v-物料动力粘度[米2•秒-1]g-重力加速度[米•秒-2]Re-雷诺数,无因次Re>400时,该方程成立。
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1、分子蒸馏技术的基本原理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。
2、分子蒸馏技术的特点由分子蒸馏的原理可以看出,分子蒸馏有许多常规蒸馏所不具备的特点。
2.1分子蒸馏的操作真空度高。
由于分子蒸馏的冷热面间的间距小于轻分子的平均自由程,轻分子几乎没有压力降就达到冷凝面,使蒸发面的实际操作真空度比传统真空蒸馏的操作真空度高出几个数量级。
分子蒸馏的操作残压一般约为0.1~1Pa数量级。
2.2分子蒸馏的操作温度低。
分子蒸馏依靠分子运动平均自由程的差别实现分离,并不需要到达物料的沸点,加之分子蒸馏的操作真空度更高,这又进一步降低了操作温度。
分子蒸馏在蒸发过程中,物料被强制形成很薄的液膜,并被定向推动,使得液体在分离器中停留时间很短。
特别是轻分子,一经逸出就马上冷凝,受热时间更短,一般为几秒或十几秒。
这样,使物料的热损伤很小,特别对热敏性物质的分离过程提供了传统蒸馏无法比拟的操作条件。
3.4分子蒸馏的分离程度更高。
,由分子蒸馏的相对挥发度可以看出:x式中:M1————轻分子分子量;M2————重分子分子量而常规蒸馏相对挥发度α=P1/P2 ,由于M2 >M1 ,所以ατ>α。
2 q+ p1 d2 `1 J/ u由以上特点可以看出,分子蒸馏技术,能分离常规蒸馏不易分离的物质,特别适宜于高沸点、热敏性物质的分离。
分子蒸馏是一种在高真空(<10Pa)条件下,在加热面上被蒸发的分子经过尽可能短的距离到达冷凝面进行冷凝,从而实现液-液分离的蒸馏过程。
它具有蒸馏温度低、蒸馏真空度高、受热时间短、分离程度高等优点,是一种较新的尚未广泛运用于工业化生产的分离技术。
物料从上法兰盖进入分子蒸馏器,通过转子上的分配盘将物料连续均匀的分布到垂直的筒体加热面上,物料靠重力下降的同时,被旋转的刮膜装置在加热面强制形成极薄的湍流状液膜。
被蒸发的分子经过很短的距离到达内置冷凝器并冷凝下来,通过蒸发器底部的出料口排出,重组份进入短程蒸馏器的残渣收集槽并从侧面的出口排出。
其蒸馏过程分以下几个步骤:物料在加热面上形成液膜分子在液膜表面上蒸发被蒸发的分子从加热面向冷凝面运动被蒸发的分子在冷凝面上冷凝蒸馏物和残留物的收集排放◆真空度高、蒸馏温度低分子蒸馏器及其配套设备充分考虑到分子蒸馏的要求,确保最小的空气泄漏率,并根据具体工艺要求,配置最合理的真空系统及其附属设备,使分子蒸馏器内部能稳定处于高真空状态(0.1Pa~10 Pa),此外由于刮膜装置在加热面上强制形成极薄的湍流状液膜,在较低的蒸馏温度下,被蒸发的分子经过很短的距离到达冷凝面并冷凝下来。
◆传热系数大、蒸发效率高由于旋转的刮膜装置将物料在蒸发筒体内表面刮成均匀的薄膜,有效降低了热阻,在极高的真空度下,使得易蒸发物质非常容易从物料中蒸馏分离出来;由于筒体内表面与刮膜器之间的液膜处于剧烈的湍动状态,物料中的不同组份传递以及与加热夹套内的加热介质的热量传递都非常高效;此外,由于筒体内表面的高光洁度以及刮膜器的不停运动,使得加热面不容易结焦、结垢,也有助于增大总传热系数,提高蒸发效率。
◆受热时间短进入分子蒸馏器的物料由分配盘均匀分布到垂直的加热面上,在重力和刮膜器的双重作用下沿长度有限的加热面呈螺旋下转,在蒸发器内的停留时间很短,一般为几秒~几十秒(平均停留时间与加热面长度、刮膜器的形式及物料的特性、膜厚等参数相关)。
分子蒸馏器的“无死角”设计,避免了物料在分配盘、加热面和刮膜系统等部位堆积,减少了热敏性物质的热聚合和热分解。
◆分离程度高在分子蒸馏操作中,随着真空度的提高,分子平均自由程加大,当蒸发面与冷凝面的距离小于或等于操作条件下的分子平均自由程时,分离过程由短程蒸馏改变为分子蒸馏,在这种状态下,两种物质的相对挥发度αc =(P1/P2)*(M2/M1)1/2,其中,M1、M2分别为轻重组份的相对分子量,P1、P2分别为轻重组份的饱和蒸汽压。
而常规蒸馏状态下两种物质的相对挥发度α =P1/P2,由此可见,分子蒸馏比常规蒸馏更容易分离物质。
◆适应性强、操作方便分子蒸馏器不仅适宜处理高沸点、热稳定性较差及易氧化物质,还由于具有不同形式的刮膜器可供选择,因而可以处理各种不同特性的物料,如高粘度物料,甚至含有少量固体颗粒的物料。
此外,由于无物料堆积,设备容易清洗。
短程蒸馏器(分子精馏)短程蒸馏bolg分子精馏一、概述许多如石油重渣油、化学药品、药物及天然食品、保健品、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他组成分离出来,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最小,以消除对产品的破坏。
当操作真空度约为500Pa时,可以在刮膜蒸发器或降膜蒸发器中进行。
但是,如果蒸馏必须在高真空下操作(如压力在0.001-100Pa之间)就存在问题。
必须选用在产品蒸汽压不超过通过加热表面和冷凝表面之间压差的蒸发器,因而带有外置冷凝器的蒸发器被排除在高真空范围的蒸馏过程之外。
相比只下,SPE型短程蒸发器非常适合于这种应用场合,冷凝器被制造在蒸发器内,直接位于加热蒸馏发生的对面。
所以,短程蒸馏器短程蒸馏bolg是项较新的尚未广泛应用于工业化生产,能解决大量常规蒸馏技术所不能解决的新型分离技术。
二、分子精馏工作原理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具有非常短的距离,基于这个原理制作的蒸馏器称为短程蒸馏器。
短程蒸馏器短程蒸馏bolg(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以下。
它较低的沸腾温度,非常适合热敏性、高沸点物。
基本构成:带有外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片和防飞溅装置。
内置冷凝器位于蒸发器的中心,转子在圆柱型筒体和冷凝器之间旋转。
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布向加热面,随即刮膜片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。
分子精馏是在1Pa-0.01Pa高真空下进行的特殊蒸馏过程,分子流从加热面直接到冷凝器表面。
如下图所示,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降低,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:蒸汽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:只要保证冷热两面间有足够的温度差(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在瞬间完成,所以选择合理冷凝器的形式相当重要。
由此可得,分子蒸馏的条件是:1、残余气体的分压必须很低,使残余气体的平均自由程长度是蒸馏器和冷凝器表面之间距离的倍数。
2、在饱和压力下,蒸汽分子的平均自由程长度必须与蒸发器和冷凝器表面之间距离具有相同的数量级。
在这此理想的条件下,蒸发在没有任何障碍的情况下从残余气体分子中发生。
所有蒸汽分子在没有遇到其他分子和返回到液体过程中到达冷凝器表面。
蒸发速度在所处的问题下达到可能的最大值。
由于蒸馏速度与真空度成正比,因而,分子蒸馏的馏出液量相对比较小。
在SPE短程蒸馏中,冷凝器和加热表面之间的距离约为20-60mm,残余气体的压力为10-3mbar时,残余气体分子的平均自由程长度约为2倍长,所以,短程蒸馏器完全能满足分子蒸馏的所有必要条件。
三、分子精馏装置特性▲高沸点物料:使用专用的金属部件,能处理在真空0.001mbar条件下沸点达450℃的物料。
▲粘性和容有固体物料:浸入液膜的刮片产生强烈的剪切力,能相当可观地减轻混合液的粘度,因此,可处理粘度达50Pas的物料。
▲固体含量富余料:浸入液膜的刮片产生一个强烈的搅拌力,同样能防止固体在加热面上结垢。
▲颜色敏感物料:在SPE型短程蒸馏器中,HEC公司专业设计有一种装置能防止金属磨损。
这一装置非常重要,万一处理颜色敏感物料因非挥发物(重组分)流经蒸馏器由于金属磨损而受到影响。
▲高蒸馏比:使用制作精密的刮膜片,意味着液膜能被均匀地涂抹在加热面并使整个受热而湿润,这就能满足高蒸馏比的要求,使得90%以上产品被蒸馏、维持恒量的残留物。
▲低维修费用:由于合理的结构设计和独特的转子、避免了刮膜片和金属表面的磨损。
▲自清洁作用,因此不必拆卸,只需用一合适的溶剂或清洗液代替产品给料,在降低夹套加热温度下流过装置即可。