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分子蒸餾設(shè)備的技術(shù)過程介紹

分子蒸餾是一種液-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。由于分子蒸餾技術(shù)能解決大量常規(guī)蒸餾技術(shù)所不能解決的問題，這種新型蒸餾方式近年在業(yè)內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。

分子蒸餾須在設(shè)計(jì)蒸發(fā)器內(nèi)才能實(shí)現(xiàn)，國(guó)外引進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)時(shí)翻譯成短程蒸餾器(分子蒸餾器)。在特定真空條件下，這時(shí)物料蒸汽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(duì)液體混合物進(jìn)行分離。

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。分子蒸餾四個(gè)過程：

1、 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)。

2、 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。

3、 分子從蒸發(fā)表面向冷凝面飛射：蒸汽分子從蒸發(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(duì)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。

4、 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，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。

短程蒸餾器(分子蒸餾器)在刮板薄膜蒸發(fā)器的內(nèi)部設(shè)計(jì)了內(nèi)置冷凝器，精密制造的轉(zhuǎn)子部件能在0.001mbar高真空下穩(wěn)定運(yùn)行，從而真正實(shí)現(xiàn)分子蒸餾原理。

短程蒸餾器(分子蒸餾器)的特點(diǎn)：

1.真空：短程蒸餾的構(gòu)造設(shè)計(jì)，允許操作壓力達(dá)到極低的操作真空，實(shí)驗(yàn)規(guī)模的設(shè)備真空可達(dá)0.001mbar，即使工業(yè)規(guī)模的設(shè)備也能達(dá)到0.01-0.05mbar。

2. 操作溫度遠(yuǎn)低于物料的沸點(diǎn)：由于短程蒸餾采用中心冷凝，物料流動(dòng)截面積等于蒸發(fā)表面，使得蒸發(fā)器和冷凝器之間只存在輕微的壓降，也就是說真空系統(tǒng)尾端真空度幾乎和蒸發(fā)器的真空接近。極低的工作壓力確保了極低的蒸餾溫度，因此短程蒸餾是目前來說溫和的蒸餾方式。

3. 受熱時(shí)間短： 由采用垂直刮板成膜設(shè)計(jì)，物料在加熱壁上的停留時(shí)間短，對(duì)其他蒸餾而言，受熱時(shí)間一般較長(zhǎng)(30分鐘以上甚至幾十個(gè)小時(shí))，而短程蒸餾僅為十幾秒。由于短程蒸餾加熱壁與冷凝器間有嚴(yán)格的距離要求，由液面逸出的輕分子，幾乎瞬時(shí)就到達(dá)冷凝面，汽相輕分子受熱時(shí)間在這個(gè)過程中可以忽略不計(jì)。熱分解的可能被小化。

4. 傳質(zhì)和傳熱效率優(yōu)越：短程蒸餾采用機(jī)械刮膜系統(tǒng)，區(qū)別于其他如降膜類蒸發(fā)器的成膜不均缺陷，在短程蒸發(fā)器內(nèi)物料成膜厚度均勻而且流動(dòng)特性優(yōu)良，由于液面和加熱面的面積幾乎相等，傳質(zhì)和傳熱效率優(yōu)越。

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