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分子蒸馏已经成为国际上高度重视的高科技物理分离技术,它在原有技术的基础上有了很大的突破。从整个技术的实现过程可以看出,分子蒸馏的**是分子蒸馏设备。
在技术方面,分子蒸馏突破了传统蒸馏依靠沸点差分离的原理,而是依靠不同物质分子运动平均自由程的差别来实现物质的分离,采用这种分离原理所得到的好处可不止一点两点。在设备方面,主要有三种分子蒸馏设备是较为常用的,分别是降膜式蒸馏设备、刮膜式蒸馏设备以及离心式蒸馏设备。
当然,*靠这些蒸馏设备是无法完成分子蒸馏的,还要与物料输入输出系统、加热冷凝系统、高真空机组、仪表控制装置等组成一个完整的工艺系统,从而的分离出所需的物质。
短程分子蒸馏在生物提纯中使用。操作方便短程分子蒸馏免费试验适用范围
蒸馏是化工单元操作中分离混合液体的一种方法,分为常压蒸馏和减压蒸馏,主要是利用混合液体中各组份的挥发度不同以实现分离的目的.也就是说,被分离的轻组份液体其饱和蒸汽压大于系统的压力时,物料就能被分离,因此系统中的压力越低(真空度越高)越容易被分离.分子蒸馏是在普通蒸馏的基础上引进饱和蒸汽压和分子平均自由程的概念,将脱离液相主体的轻组份分子以*快的速度捕捉积聚,也就是加热面到冷凝面的距离等于或小于轻组份分子的逸出自由程,但必须大于重组份的分子平均自由程,为了得到好的捕捉效果,冷凝面积要大于蒸发面积,以达到分子蒸馏的目的,但由于受设备结构的影响,实际的设备不可能达到理想分子蒸馏的条件,只能接近或模拟分子蒸馏,因此我们称之为短程蒸馏器,决定短程蒸馏器分离能力的因素有以下几个方面:
1.混合液体中轻组份从液相主体向加热面的扩散速度.
2.轻组份的饱和蒸汽压及系统的真空度.
3.轻组份分子逸出到捕捉及冷凝积聚的速度(即加热面到冷凝面的距离).
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分子蒸馏的工作原理
分子蒸馏是一种特殊的液--液分离技术,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。
短程蒸馏器工作在1~0.001mbar压力下进行热分离。它较低的沸腾温度,非常适合热敏性、高沸点物。其基本构成:带有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器和防飞溅装置。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。
分子蒸馏比较大的特点就是蒸发温度比减压蒸馏更低,但是问题也是有的,首先是机理方面,比常规精馏复杂,还难以直接进行设计,需要前期实验。常规蒸馏,主要依据不同物质的沸点与相对挥发度进行设计,但是对于分子蒸馏,分子的自由程对蒸发过程的贡献更大,因为不同物质的扩散层厚度受分子自由程的影响更大。因此分子蒸馏是一个与常规蒸馏完全不同的过程。另外就是设备结构复杂,有转动机械,也有冷却的内外筒。此外内外筒间距要求小,而在大型设备中内外筒安装的同心度是一个问题。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。
分子蒸馏亦称短程蒸馏,它是一项较新的尚未广泛应用于工业化生产的液—液分离技术.其应用能解决大量
常规蒸馏技术所不能解决的问题。分子蒸馏与常规蒸馏技术相比有以下特点:
1.普通蒸馏是在沸点温度下进行分离操作:而分子蒸馏只要冷热两个面之间达到足够的温度差,就可以在任何温度下进行分离,因而分子蒸馏操作温度远低于物料的沸点。
2.普通蒸馏有鼓泡、沸腾现象:而分子蒸馏是液膜表面的自由蒸发,操作压力很低,一般为0.1—1Pa数量级;受热时间很短.一般*为十秒至几十秒。
3.普通蒸馏的蒸发和冷凝是可逆过程,液相和气相之间处于动态相平衡;而在分子蒸馏过程中,从加热面逸出的分子直接飞射到冷凝面上,理论上没有返回到加热面的可能性,所以分子蒸馏没有不易分离的物质。因此分子蒸馏特别适用高沸点、相对分子质量差异较大、热稳定性差的有机混合液体的分离,能**降低高沸点物 料的分离成本,并极好地保证物料的原有品质。
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分子蒸馏亦称短程蒸馏.它是一项较新的尚未广泛应用于工业化生产的液-液分离技术.其应用能解决大量常规蒸馏技术所不能解决的问题。一套完整的分子蒸馏设备主要包括:分子蒸发器、脱气系统、进料系统、加热系统、冷却真空系统和控制系统。分子蒸馏装置的重要部分是分子蒸发器,其种类主要有3种:(1)降膜式:为早期形式,结构简单,但由于液膜厚,效率差,当今世界各国很少采用;小型酿酒设备是如何过滤杂质的白酒酿造工艺在我国传承了数千年的历史了,不管在哪个朝代哪个地方它都是人们生活中不可缺少的一部分。(2)刮膜式:形成的液膜薄,分离效益高,但较降膜式结构复杂;(3)离心式:离心力成膜,膜薄,蒸发效益高,但结构复杂,真空密封较难,设备的制造成本高。为提升分离效率,往往需要采用多级串联使用而实现不同物质的多级分离。
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