分子蒸餾技術(shù)及其應用的研究進展

時間：2024-12-30作者：杭州川一實驗儀器有限公司瀏覽：46

分子蒸餾(m olecular isillation是一種在高真空下進行的特殊蒸餾技術(shù)。該技術(shù)自20世紀30年代問世以來得到人們的廣泛重視。20世紀60年代，此項技術(shù)已成功地應用于從濃縮提煉維生素A的工業(yè)化中。雖然近年來一些國家如美國、 德國、日本、瑞典、波蘭以及前蘇聯(lián)等相繼利用分子蒸餾技術(shù)解決了許多分離領域中的難題:但分子蒸餾是一項國內(nèi)外正在工業(yè)化開發(fā)應用的尚未實現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化。我國對分子蒸餾技術(shù)的應用研究起步較晚。偶見60年代的少量報道到80年代末期，國內(nèi)引進了幾套分子蒸餾生產(chǎn)線用于硬脂酸單甘酯等的生產(chǎn).目前該項技術(shù)在我國工業(yè)化推廣應用處于起步階段。但由于該項技術(shù)的**性和*特性以及廣闊的應用前景,較大地激發(fā)了國內(nèi)科研人員的興趣。一些科研單位和大專院校如:廣州漢維有限公司、北京化工大學、華南理工大學化學工程研究所等對此都做了大量的實驗研究工作和分子蒸餾設備的研制和改進，并且有些成果陸續(xù)進行了工業(yè)化生產(chǎn)**了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
分子蒸餾的基本原理1.1分子 運動平均自由程[1]
分子在運動過程中,它的自由程不斷發(fā)生變化在某時間間隔內(nèi)自由程的平均值為平均自由程。設vm為任-分子的平均速度f為分子間的碰撞頻率,)m為平均自由程則)m=vm/f;由熱力學原理可知f=2vm πd2kT,所以)m=kT/2rd2p(1其中d為分子的有效直徑,p為分子所處空間的壓強,T為分子所處環(huán)境的溫度k為波爾茲曼常數(shù)。
1.2分子運動自由程的分布規(guī)律[2]
分子運動自由程的分布規(guī)律可表示為F=1 -e-Nhm(2.式中F為自由程不大于λ的概率λm
為平均自由程入為分子運動自由程.由公式可以得出，對于一群相同狀態(tài)下的運動分子其自由程不小于平均自由程)m的概率為1-F= e-m/m=e- 1=0368。
13分子蒸餾的基本原理[3]
由分子運動自由程的公式可以看出，不同種類的分子,由于其分子有效直徑不同. .其自由程也不相同，即不同種類的分子逸出液面后不與其他分子碰撞的~飛行距離是不相同的。分子蒸餾技術(shù)正是利用不同種類分子逸出液面(蒸發(fā)液面后的平均自由程不同的性質(zhì)實現(xiàn)的。輕分子的平均自由程大，重分子的平均自由程小，若在離液面小于輕分子的平均自由程而大于重分子平均自由程處設置一冷凝 面,使得輕分子落在冷凝面上被冷凝,而重分子因達不到冷凝面而返回原來液面.這樣混合物就得到了分離。
1.4影響分子運動平均自由程 的因素溫度、壓力及分子的有效直徑是影響分子運動平均自由程的主要因素物質(zhì)確定以后，分子的有效直徑一-定.當溫度升高，分子運動加劇分子運動自由程增加:當溫度恒定時，壓力降低單位體積的分子數(shù)減少:分子碰撞的頻率降低分子運動的平均自由程增加。
1.5分子蒸餾的蒸餾速度和相對揮發(fā)度[4]
1.5.1 分子蒸餾速度
分子蒸餾速度是由物質(zhì)分子從蒸發(fā)液面揮發(fā)速度決定.同氣液平衡無關(guān)。Greeberg從這個角度出發(fā)推導出物質(zhì)分子蒸餾速度方程，即:N=p*12πT MR g1/2
(3其中N為摩爾蒸發(fā)
速度(md/cm2. s,P 為組分的蒸汽壓(g/cm2.M為分子量,T為**溫度(K,R g為氣體常數(shù)(gcm/g° mol: K。對于雙組分體系則Ni=cicT.aipi12rRg T Mi1/2
(4.其中ci為摩爾濃度,cT為總的摩爾濃度ci為蒸發(fā)系數(shù),這組函數(shù)關(guān)系比較適合描述離心式蒸餾:對于降膜式分子蒸餾，由于液膜比較厚考慮擴散對蒸餾速度的影響。
1.5.2相對揮發(fā)度
分子蒸餾表示組分分離難易程度用相對揮發(fā)度表示。在分子蒸餾過程中理論相對揮發(fā)度用以下表示:a1=p1op2oM2M1(5,其中p1o為組分1的飽和蒸汽壓:p2o為組分2的飽和蒸汽壓,M1為組分1的分子量,M2為組分2的分子量。在實際過程中，對于雙組分體系。真空相對揮發(fā)度為:a2=Y(1-X X(1-Y
(6.其中Y為在氣相中的摩爾分率，X為在液相中的摩爾分率。
2分子蒸餾裝置[5]
分子蒸餾技術(shù)的**為分子蒸餾裝置。各國研制出了多種多樣分子蒸餾裝置,但根據(jù)形成蒸發(fā)液膜的不同設計和結(jié)構(gòu)差異,大致可分為3大類(1降膜式分子蒸餾器(lling fim evapo2
raor(2刮膜式分子蒸餾器(iped-fIm evap02
tator(3離心式分子蒸餾器(entifigal evapora2
tor。
2.1降膜式分子蒸餾器
該裝置是采取重力使蒸發(fā)面上的物料變?yōu)橐耗そ迪碌姆绞?。將物料加熱蒸發(fā)物就可在相對方向的冷凝面.上凝縮。降膜式裝置為早期形式結(jié)構(gòu)簡單在蒸發(fā)面上形成的液膜較厚效率差.現(xiàn)在各國很少采用。2.2刮 膜式分子蒸餾裝置該裝置是采取重力使蒸發(fā)面_上的物料變?yōu)橐耗そ迪碌姆绞?，但為了使蒸發(fā)面上的液膜厚度小且分布均勻，在蒸餾器中設置了-硬碳或聚四
氟乙烯制的轉(zhuǎn)動刮板。該刮板不但可以使下流液層得到充分攪樣，還可以加快蒸發(fā)面液層的較新.從而強化了物料的傳熱和傳質(zhì)過程。其優(yōu)點是液腹厚度小,并且沿蒸發(fā)表面流動，披蒸餾物料在操作溫度下停留時間短，熱分解的危險性較小蒸餾過程可以連續(xù)進行生產(chǎn)能力大。缺點是液體分配裝置難以完善,很難保證所有的綦發(fā)表面都被液膜均勻覆蓋,液體流動時常發(fā)生翻濠現(xiàn)象所產(chǎn)生的霧沫也常展到冷凝面上。但由于該裝置結(jié)構(gòu)相對簡單，價格相對低廉，現(xiàn)在的實驗室及工業(yè)生產(chǎn)中,大部分都采,用該裝置。
2.3離心式分子蒸餾裝置
將物料送到高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤*，并在旋轉(zhuǎn)面擴展形成薄膜同時加熱蒸發(fā)，使之與對面的冷凝面凝縮該裝置是目前較為理想的分子蒸餾裝置。但與其它兩種裝置相比要求有高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤,又需要較高的真空密封技術(shù)。離心式分子蒸餾器與刮膜式分子蒸餾器相比具有以下優(yōu)點:由于轉(zhuǎn)盤高速旋轉(zhuǎn)?？傻玫捷^薄的液膜且液膜分布較均勻,蒸發(fā)速率和分離效率較好;物料在蒸發(fā)面上的受熱時間較短降低了熱敏物質(zhì)熱分解的危險:物料的處理量較大較適合工業(yè)上的連續(xù)生產(chǎn)。
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• 詞條

  詞條說明

• 智能萬用一體化蒸餾儀的調(diào)試

  1、打開冷水循環(huán)開關(guān)，冷凝管開始進水，觀察各接口是否漏水，若漏水需要重新密封連接。冷凝管的循環(huán)水加滿后，水箱正常液位在黃線與紅線之間?？梢酝ㄟ^儀器正面右側(cè)綠色的水流計是否旋轉(zhuǎn)來判斷循環(huán)水是否正常運行。2.具體操作方式將蒸餾瓶內(nèi)加入蒸餾水，上面通過中空的密封塞、軟管與防倒吸裝置密封連通，長臂口與冷凝瓶密封連通，冷凝瓶餾出液通過軟管與接收瓶密封連通。2.1選擇蒸餾實驗打開總開關(guān)、輔開關(guān)，進入“預設菜單

• 細胞計數(shù)儀的使用步驟

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