分子蒸餾工作原理

短程蒸餾器是一個工作在1~0.001mbar壓力下熱分離技術(shù)過程,，它較低的沸騰溫度，非常適合熱敏性,、高沸點(diǎn)物,。其基本構(gòu)成：帶有加熱夾套的圓柱型筒體,，轉(zhuǎn)子和內(nèi)置冷凝器；在轉(zhuǎn)子的固定架上精確裝有刮膜器和防飛濺裝置,。內(nèi)置冷凝器位于蒸發(fā)器的中心,，轉(zhuǎn)子在圓柱型筒體和冷凝器之間旋轉(zhuǎn)。

短程蒸餾器由外加熱的垂直圓筒體,、位于它的中心冷凝器及在蒸餾器和冷凝器之間旋轉(zhuǎn)的刮膜器組成,。

蒸餾過程是：物料從蒸發(fā)器的頂部加入，經(jīng)轉(zhuǎn)子上的料液分布器將其連續(xù)均勻地分布在加熱面上,，隨即刮膜器將料液刮成一層極薄,、呈湍流狀的液膜，并以螺旋狀向下推進(jìn),。在此過程中,，從加熱面上逸出的輕分子，經(jīng)過短的路線和幾乎未經(jīng)碰撞就到內(nèi)置冷凝器上冷凝成液,，并沿冷凝器管流下,，通過位于蒸發(fā)器底部的出料管排出；殘液即重分子在加熱區(qū)下的圓形通道中收集,，再通過側(cè)面的出料管中流出,。

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由分子蒸餾的基本原理可以看出,，分子蒸餾是一種區(qū)別于常規(guī)蒸餾的非平衡狀態(tài)下的特殊蒸餾。與常規(guī)蒸餾相比,，分子蒸餾有如下無法比擬的特點(diǎn):

（1）操作溫度低,，節(jié)省能耗

常規(guī)蒸餾是依靠物料混合物中不同物質(zhì)的沸點(diǎn)差進(jìn)行分離的,，而分子蒸餾是靠不同物質(zhì)的分子運(yùn)動平均自由程的差別來進(jìn)行分離的，并不要求物料一定要達(dá)到沸騰狀態(tài),，只要分子從液相中揮發(fā)逸出,，就可以實(shí)現(xiàn)分離。正因?yàn)榉肿诱麴s是在遠(yuǎn)離沸點(diǎn)下進(jìn)行操作,，因此產(chǎn)品的能耗小,。

（2）蒸餾壓強(qiáng)低，要求在高真空度下操作,。

分子運(yùn)動平均自由程與系統(tǒng)壓力成反比,，只有加大真空度，才能獲得足夠大的平均自由程,。研究指出,，分子蒸餾的真空度高達(dá)0.1-100Pa。

（3）受熱時間短,，降低熱敏性物質(zhì)的熱損傷,。

由于分子蒸餾是利用不同物質(zhì)分子運(yùn)動平均自由程的差別而實(shí)現(xiàn)分離的，其基本要求是加熱面與冷凝面的距離必須小于輕分子的運(yùn)動平均自由程,，這個距離通常很小,，因此輕分子由液面逸出后幾乎未發(fā)生碰撞即射向冷凝面，所以受熱時間極短,。研究測定指出,，分子蒸餾受熱時間為幾秒或幾十秒，從而在很大程度上避免了物質(zhì)的分解或聚合,。

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短程蒸餾(又叫分子蒸餾)是一種熱分離工藝，用于分離熱敏性產(chǎn)物,。短程蒸餾的特點(diǎn)是產(chǎn)物停留時間短,、工藝蒸發(fā)溫度低，力求讓蒸餾產(chǎn)物受到盡量小的熱應(yīng)力,?？梢姡坛陶麴s是一種非常溫和的蒸餾過程,。

短程蒸餾配套真空系統(tǒng),，通過降低操作壓力，達(dá)到降低產(chǎn)物沸點(diǎn)的目的,。這是一種連續(xù)分離過程,，其產(chǎn)物停留時間低至數(shù)十秒(而其他常規(guī)分離方法的停留時間達(dá)到數(shù)小時!)。

所以,，在常規(guī)蒸餾工藝中(無論是連續(xù)的循環(huán),、膜式蒸餾,，還是非連續(xù)的批次蒸餾)，由于高溫,、長停留時間而分解的產(chǎn)品,，用短程蒸餾就能夠順利分離。例如,，高分子有機(jī)化合物用常規(guī)蒸餾方法來分離時,，較高工藝溫度(如超過200℃)會導(dǎo)致其熱敏性的分子鏈裂解。因此高分子有機(jī)化合物的分離幾乎都會使用短程蒸餾,。

短程蒸餾的工藝壓力和溫度范圍通常在1到1x10-3 mbar,、150到280℃。

短程蒸餾特別適合以下熱敏性產(chǎn)物的蒸餾,、蒸發(fā),、濃縮和汽提：

分子蒸餾又稱為短程蒸餾，它的原理是在高真空度條件下操作,，具有蒸餾壓力低,、操作溫度低、受熱時間短,、分離效率高等優(yōu)點(diǎn),，特別適用于高分子量、高沸點(diǎn),、高粘度,、熱敏性及易氧化物系的分離。1,8-桉葉油素和α-蒎烯是桉葉精油的主要組分,，在醫(yī)藥化工領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用,，該文運(yùn)用分子蒸餾技術(shù)對以上2種物質(zhì)進(jìn)行分餾純化，為桉葉精油的精制提供新的工藝思路和參考,。

研究結(jié)果表明,，分子蒸餾能夠?qū)﹁袢~精油進(jìn)行有效的純化精制，桉葉初級精油經(jīng)過二級分子蒸餾精制后,，餾出物中1,8-桉葉油素和α-蒎烯的含量分別為60.80%和31.58%,，較一級分子蒸餾所得初級桉葉精油中含量分別提高了76.50%和55.72%。較傳統(tǒng)精油提純方法如水蒸氣蒸餾法,、有機(jī)溶劑萃取法等具有明顯優(yōu)勢,。

分子蒸餾技術(shù)作為一種綠色溫和的分離技術(shù)提純桉葉精油具有可行性，在純化過程中,，不會對精油有效成分造成破壞,，熱敏成分不易分解變質(zhì)，不會發(fā)生聚合等現(xiàn)象，可擺脫化學(xué)處理方法的束縛,，真正保持其***的特性,。隨著人們追求天然產(chǎn)品,、回歸自然潮流的興起,，新產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，分子蒸餾技術(shù)必將因其***質(zhì)量,、條件溫和的工藝特點(diǎn)而備受青睞,。

短程分子蒸餾系統(tǒng)分離物質(zhì)的原理？

分子蒸餾是一種特殊的液體分離技術(shù),，它與傳統(tǒng)蒸餾依靠沸點(diǎn)差分離原理不同,，而是靠不同物質(zhì)分子運(yùn)動平均自由程的差別實(shí)現(xiàn)分離。分子蒸餾是一種在高真空下操作的蒸餾方法,，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（100～10000mmHg）,，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,，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,。當(dāng)液體混合物沿加熱板流動并被加熱,，輕、重分子會逸出液面而進(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,。

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分子蒸餾過程

短程蒸餾器還適合于進(jìn)行分子蒸餾。分子流從加熱面直接到冷凝器表面,。分子蒸餾過程可發(fā)如下四步：

分子蒸餾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,。

分子蒸餾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。

分子蒸餾分子從蒸發(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,。

分子蒸餾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,。

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