分子蒸餾設(shè)備

GK-F80-II分子蒸餾

分子蒸餾概述：

分子蒸餾是一種在高真空下操作的蒸餾方法，這時(shí)蒸氣分子的平均自由程大于蒸發(fā)表面與冷凝表面之間的距離，從而可利用料液中各組分蒸發(fā)速率的差異，對液體混合物進(jìn)行分離。

在一定溫度下，壓力越低，氣體分子的平均自由程越大。當(dāng)蒸發(fā)空間的壓力很低（10^-2 ～10^-4 mmHg），且使冷凝表面靠近蒸發(fā)表面，其間的垂直距離小于氣體分子的平均自由程時(shí)，從蒸發(fā)表面汽化的蒸氣分子，可以不與其他分子碰撞，直接到達(dá)冷凝表面而冷凝。

分子蒸餾工作原理：

分子蒸餾是一種特殊的液--液分離技術(shù)，它不同于傳統(tǒng)蒸餾依靠沸點(diǎn)差分離原理，而是靠不同物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)平均自由程的差別實(shí)現(xiàn)分離。

當(dāng)液體混合物沿加熱板流動(dòng)并被加熱，輕、重分子會(huì)逸出液面而進(jìn)入氣相，由于輕、重分子的自由程不同，因此，不同物質(zhì)的分子從液面逸出后移動(dòng)距離不同，若能恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置一塊冷凝板，則輕分子達(dá)到冷凝板被冷凝排出，而重分子達(dá)不到冷凝板沿混合液排出。這樣，達(dá)到物質(zhì)分離的目的。

分子蒸餾過程：

分子蒸餾過程可分如下四步：分子從液相主體向蒸發(fā)表面擴(kuò)散，通常，液相中的擴(kuò)散速度是控制分子蒸餾速度的主要因素，所以應(yīng)盡量減薄液層厚度及強(qiáng)化液層的流動(dòng)。分子在液層表面上的自由蒸發(fā)，蒸發(fā)速度隨著溫度的升高而上升，但分離因素有時(shí)卻隨著溫度的升高而降低，所以，應(yīng)以被加工物質(zhì)的熱穩(wěn)定性為前提，選擇經(jīng)濟(jì)合理的蒸餾溫度。分子從蒸發(fā)表面向冷凝面飛射。蒸氣分子從蒸發(fā)面向冷凝面飛射的過程中，可能彼此相互碰撞，也可能和殘存于兩面之間的空氣分子發(fā)生碰撞。由于蒸發(fā)分子遠(yuǎn)重于空氣分子，且大都具有相同的運(yùn)動(dòng)方向，所以它們自身碰撞對飛射方向和蒸發(fā)速度影響不大。而殘氣分子在兩面間呈雜亂無章的熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故殘氣分子數(shù)目的多少是影響飛射方向和蒸發(fā)速度的主要因素。分子在冷凝面上冷凝，只要保證冷熱兩面間有足夠的溫度差（一般為70~100℃），冷凝表面的形式合理且光滑則認(rèn)為冷凝步驟可以在瞬間完成，所以選擇合理冷凝器的形式相當(dāng)重要。

分子蒸餾條件：

1、 殘余氣體的分壓必須很低，使殘余氣體的平均自由程長度是蒸餾器和冷凝器表面之間距離的倍數(shù)。

2、 在飽和壓力下，蒸汽分子的平均自由程長度必須與蒸發(fā)器和冷凝器表面之間距離具有相同的數(shù)量級(jí)。

在這此理想的條件下，蒸發(fā)在沒有任何障礙的情況下從殘余氣體分子中發(fā)生。所有蒸汽分子在沒有遇到其它分子和返回到液體過程中到達(dá)冷凝器表面。蒸發(fā)速度在所處的溫度下達(dá)到可能的值。蒸發(fā)速度與壓力成正比，因而，分子蒸餾的餾出液量相對比較小。

分子蒸餾特點(diǎn)：

1、普通蒸餾在沸點(diǎn)溫度下進(jìn)行分離，分子蒸餾可以在任何溫度下進(jìn)行，只要冷熱兩面間存在著溫度差，就能達(dá)到分離目的。

2、普通蒸餾是蒸發(fā)與冷凝的可逆過程，液相和氣相間可以形成相平衡狀態(tài)；而分子蒸餾過程中，從蒸發(fā)表面逸出的分子直接飛射到冷凝面上，中間不與其它分子發(fā)生碰撞，理論上沒有返回蒸發(fā)面的可能性，所以，分子蒸餾過程是不可逆的。

3、普通蒸餾有鼓泡、沸騰現(xiàn)象；分子蒸餾過程是液層表面上的自由蒸發(fā)，沒有鼓泡現(xiàn)象。

4、表示普通蒸餾分離能力的分離因素與組元的蒸汽壓之比有關(guān)，表示分子蒸餾分離能力的分離因素則與組元的蒸汽壓和分子量之比有關(guān)，并可由相對蒸發(fā)速度求出。

分子蒸餾優(yōu)勢優(yōu)點(diǎn)：

從分子蒸餾技術(shù)以上的特點(diǎn)可知，它在實(shí)際工業(yè)化的應(yīng)用中比常規(guī)蒸餾技術(shù)具有以下明顯的優(yōu)勢:

(1)對于高沸點(diǎn)、熱敏及易氧化物料的分離，分子蒸餾提供了分離方法。因?yàn)榉肿诱麴s在遠(yuǎn)低于物料沸點(diǎn)的溫度下操作，而且物料停留時(shí)間短;

(2)分子蒸餾可極有效地脫除液體中的物質(zhì)如有機(jī)、臭味等，這對于采用萃取后液體的脫溶是非常有效的方法;

(3)分子蒸餾可有選擇地蒸出目的產(chǎn)物，去除其它雜質(zhì)，通過多級(jí)分離可同時(shí)分離2種以上的物質(zhì);

(4)分子蒸餾的分餾過程是物理過程，因而可很好地保護(hù)被分離物質(zhì)不受污染和侵害。

分子蒸餾優(yōu)點(diǎn)：

1. 蒸餾溫度低，分子蒸餾是在遠(yuǎn)低于沸點(diǎn)的溫度下進(jìn)行操作的，只要存在溫度差就可以達(dá)到分離目的，這是分子蒸餾與常規(guī)蒸餾的本質(zhì)區(qū)別。

2. 蒸餾真空度高，分子蒸餾裝置其內(nèi)部可以獲得很高的真空度，通常分子蒸餾在很低的壓強(qiáng)下進(jìn)行操作，因此物料不易氧化受損。

3. 蒸餾液膜薄，傳熱效率高。

4. 物料受熱時(shí)間短，受加熱的液面與加冷凝面之間的距離小于輕分子的平均自由程，所以由液面逸出的輕分子幾乎未經(jīng)碰撞就達(dá)到冷凝面。因此，蒸餾物料受熱時(shí)間短，在蒸餾溫度下停留時(shí)間一般幾秒至幾十秒之間，減少了物料熱分解的機(jī)會(huì)。

5. 分離程度更高，分子蒸餾能分離常規(guī)不易分開的物質(zhì)。

6. 沒有沸騰鼓泡現(xiàn)象，分子蒸餾是液層表面上的自由蒸發(fā)，在低壓力下進(jìn)行，液體中無溶解的空氣，因此在蒸餾過程中不能使整個(gè)液體沸騰，沒有鼓泡現(xiàn)象。

7. 無毒、無害、無污染、無殘留，可得到純凈安全的產(chǎn)物，且操作工藝簡單，設(shè)備少。分子蒸餾技術(shù)能分離常規(guī)蒸餾不易分離的物質(zhì)。

8. 分子蒸餾設(shè)備價(jià)格昂貴，分子蒸餾裝置必須保證體系壓力達(dá)到的高真空度，對材料密封要求較高，且蒸發(fā)面和冷凝面之間的距離要適中，設(shè)備加工難度大，造價(jià)高。

9. 產(chǎn)品耗能小，由于分子蒸餾整個(gè)分離過熱損失少，且由于分子蒸餾裝置獨(dú)特的結(jié)構(gòu)形式，內(nèi)部壓強(qiáng)極低，內(nèi)部阻力遠(yuǎn)比常規(guī)蒸餾小，因而可大大節(jié)省能耗。

分子蒸餾設(shè)備組成：

分子蒸餾設(shè)備主要包括：分子蒸發(fā)器、脫氣系統(tǒng)、進(jìn)料系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、冷卻真空系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。分子蒸餾裝置的核心部分是分子蒸發(fā)器，其種類主要有3種：(1)降膜式：為早期形式，結(jié)構(gòu)簡單，但由于液膜厚，效率差，當(dāng)今各國很少采用；(2)刮膜式:形成的液膜薄，分離效率高，但較降膜式結(jié)構(gòu)復(fù)雜；(3)離心式：離心力成膜，膜薄，蒸發(fā)效率高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，真空密封較難，設(shè)備的制造成本高。為提高分離效率，往往需要采用多級(jí)串聯(lián)使用而實(shí)現(xiàn)不同物質(zhì)的多級(jí)分離。

分子蒸餾應(yīng)用：

食品工業(yè)：

1、單甘酯的生產(chǎn)

2、魚油的精制

3、油脂脫酸

4、高碳醇的精制

精細(xì)化工：

1、芳香油的提純

2、高聚物中間體的純化

3、羊毛脂的提取

醫(yī)藥工業(yè)：

1、提取天然維生素A、維生素E;

2、制取氨基酸及葡萄糖的衍生物;