短程分子蒸餾,也叫分子蒸餾,是一種近幾年發展迅速的分離技術,它可以解決具有熱敏性、高沸點等性質的物質的分離問題。說是叫蒸餾,其實原理并不一樣,普通蒸餾依靠的是沸點差異,而分子蒸餾則靠的是分子平均自由程。自由程是啥?就是一個分子和其他分子相繼碰撞兩次之間經過的直線距離(粗略理解意思就是這個分子熱運動能跑多遠),平均自由程就是個統計上的平均結果了。
分子蒸餾和普通蒸餾的比較
上面這個就是分子蒸餾與普通蒸餾的比較,分子蒸餾技術具有幾大特點。1)蒸餾蒸真空度 分子蒸餾儀可以創造一個高真空度系統環境的重要因素是其具有很好的密封性,內部壓力可降至0.1Pa 以下。2)蒸餾溫度低。分子蒸餾分離利用的是分子平均自由程的不同,因此蒸餾溫度遠低于原料沸點,解決高附加值化學品熱敏性的問題。3)分離效率高。短程分子蒸餾過程由于其不可逆性,使其能夠分離普通蒸餾無法分離的物料,這一特點使得分子蒸餾技術可以應用在要求產物高純度的食品及醫藥領域。4)物料受熱時間短。分子蒸餾儀的刮膜器使得物料在蒸發器表面形成均勻的薄膜增大了蒸發面積,使蒸餾時間更短,降低了物料長時間受熱分解的幾率,使得分離更加高效,節約了時間成本。
短程分子蒸餾安裝及使用說明。上海原廠家提供分子蒸餾系統實驗

短程蒸餾特色:
真空度高、蒸餾溫度低。系統真空度:0.001mbar
傳熱系數大、蒸發效率高:于旋轉的刮膜裝置將物料在蒸發筒體內表面刮成均勻的薄膜,有效降低了熱阻,在極高的真空度下,使得易蒸發物質非常容易從物料中蒸餾分離出來;由于筒體內表面與刮膜器之間的液膜處于劇烈的湍動狀態,物料中的不同組份傳遞以及與加熱夾套內的加熱介質的熱量傳遞都非常高效;此外,由于筒體內表面的高光潔度以及刮膜器的不停運動,使得加熱面不容易結焦、結垢,也有助于增大總傳熱系數,提高蒸發效率。
受熱時間短:進入短程蒸餾器的物料由分配盤均勻分布到垂直的加熱面上,在重力和刮膜器的雙重作用下沿長度有限的加熱面呈螺旋下轉,在蒸發器內的停留時間很短,一般為幾秒~幾十秒(平均停留時間與加熱面長度、刮膜器的形式及物料的特性、膜厚等參數相關)。此外,短程蒸餾器的“無死體積”設計,避免了物料在分配盤、加熱面和刮膜系統等部位堆積,減少了熱敏性物質的熱聚合和熱分解。
上海原廠家提供分子蒸餾系統實驗短程分子蒸餾的設計原理。

分子蒸餾的工作原理
分子蒸餾是一種特殊的液--液分離技術,不同于傳統蒸餾依靠沸點差分離原理,而是靠不同物質分子運動平均自由程的差別實現分離。
當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入氣相,由于輕、重分子的自由程不同,因此,不同物質的分子從液面逸出后移動距離不同,若能恰當地設置一塊冷凝板,則輕分子達到冷凝板被冷凝排出,而重分子達不到冷凝板沿混合液排出。這樣,達到物質分離的目的。
在沸騰的薄膜和冷凝面之間的壓差是蒸汽流向的驅動力,對于微小的壓力降就會引起蒸汽的流動。在1mbar下運行要求在沸騰面和冷凝面之間非常短的距離,基于這個原理制作的蒸餾器稱為短程蒸餾器。短程蒸餾器(分子蒸餾)有一個內置冷凝器在加熱面的對面,并使操作壓力降到0.001mbar。
短程蒸餾器工作在1~0.001mbar壓力下進行熱分離。它較低的沸騰溫度,非常適合熱敏性、高沸點物。其基本構成:帶有加熱夾套的圓柱型筒體,轉子和內置冷凝器;在轉子的固定架上精確裝有刮膜器和防飛濺裝置。內置冷凝器位于蒸發器的中心,轉子在圓柱型筒體和冷凝器之間旋轉。
分子蒸餾是一種特殊的液一液分離技術,它不同于傳統蒸餾依靠沸點差分離原理,而是與被蒸餾混合物的分子量的大小有關,能夠實現遠離沸點下的操作,分子量差異越大,分子自由程相差越大,餾出物就越純。這里的分子自由程(用λ表示)是指一個分子相鄰兩次碰撞之間所走的路程。
在高真空的條件下,液體混合物沿著加熱板流動被加熱,根據不同分子量物質的分子平均自由程的不同,它們在汽化表面與冷凝表面之間分子平均自由程的大小以及蒸發度也明顯的不同,輕組分分子的分子平均自由程的大,而重組分分子的分子平均自由程小,使得輕組分恰好能到達冷凝板上面被冷凝,使其沿冷凝板留下;而重組分分子因達不到冷凝板而沿著加熱板留下,從而將不同物質進行分離。
短程分子蒸餾在生物提純中使用。

分子蒸餾設備受熱時間短,降低熱敏性物質的熱損傷。由于分子蒸餾是利用不同物質分子運動平均自由程的差別而實現分離的,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生碰撞即射向冷凝面,所以受熱時間短。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的分解或聚合。分子蒸餾設備分離程度及產品收率高,尤其適合于特定蒸餾。分子蒸餾的相對揮發度大于常規蒸餾的相對揮發度,這就從理論上證明了分子蒸餾比常規蒸餾更容易實現物質的分離。同時,分子蒸餾由于處于非平衡狀態下操作及其設備的內部結構特點,使得分離效率遠高于常規蒸餾,從而可使產品的收率提高。短程分子蒸餾實驗方案設計。上海原廠家提供分子蒸餾系統實驗
短程分子蒸餾是一種新型的物理法分離技術。上海原廠家提供分子蒸餾系統實驗
短程分子蒸餾器就是根據分子蒸餾的原理而設計的,是模擬分子蒸餾的模型,由于其加熱面和冷卻面的距離很近,阻力很小,故稱短程蒸餾器。由于內置冷凝器的作用,能把汽化的汽相瞬間液化,收縮體積,因此能維持設備內部的高真空。短程蒸餾器的操作真空可達0.1Pa(絕壓),是其它蒸發、蒸餾設備無法達到的,因此,短程蒸餾器特別適用于在常壓下高沸點,用普通分離方法難以分離的物料,作為一種新型的液--液分離設備已有很多行業得到了成功經驗。根據物料特性的不同,也有各種刮板形式的選擇,原理與刮板蒸發器相似。
上海原廠家提供分子蒸餾系統實驗