分子蒸馏原理示意图
- 格式:vsd
- 大小:108.00 KB
- 文档页数:1
分子蒸馏的原理分子蒸馏是一种特殊的液--液分离技术,它不同于传统蒸馏依靠沸点差分离原理,而是靠不同物质分子运动平均自由程的差别实现分离。
这里,分子运动自由程(用λ表示)是指一个分子相邻两次碰撞之间所走的路程。
当液体混合物沿加热板流动并被加热,轻、重分子会逸出液面而进入气相,由于轻、重分子的自由程不同,因此,不同物质的分子从液面逸出后移动距离不同,若能恰当地设置一块冷凝板,则轻分子达到冷凝板被冷凝排出,而重分子达不到冷凝板沿混合液排出。
这样,达到物质分离的目的。
分子蒸馏技术的特点分子蒸馏技术作为一种与国际同步的高新分离技术,具有其它分离技术无法比拟的优点:1、操作温度低(远低于沸点)、真空度高(空载≤1Pa)、受热时间短(以秒计)、分离效率高等,特别适宜于高沸点、热敏性、易氧化物质的分离;2、可有效地脱除低分子物质(脱臭)、重分子物质(脱色)及脱除混合物中杂质;3、其分离过程为物理分离过程,可很好地保护被分离物质不被污染,特别是可保持天然提取物的原来品质;4 、分离程度高,高于传统蒸馏及普通的薄膜蒸发器。
分子蒸馏技术工业化应用产品A氨基酸酯阿魏酸三萜醇酯B丙烯酸酯丙二醇酯苯乙烯-丙烯腈丙交酯薄荷酯白术挥发油苯基马来酰亚胺柏木油菠萝酮苯甲酸C12~C15醇酯C长链二元酸(C9-C18)粗石蜡除草剂柴胡挥发油茶树油苍术油川芎提取物蚕蛹油D单甘酯(单硬脂酸甘油酯单月桂酸甘油脂等)(牛油及猪油等)脱胆固醇大蒜油丁三醇当归提取物2-丁基辛醇独活提取物豆甾醇独活提取物多糖酯多不饱和脂肪酸对苯二甲酸二乙酯脱除多氯联苯E二十八烷醇(米糠蜡、蜂蜡、蔗蜡)二聚酸二十碳五烯酸(EPA)二十二碳六烯酸(DHA)二十二烷内酯二异氰酸酯三聚体F废油再生番茄红素辅酶Q蜂蜡呋喃脂酚醛树脂防风提取物氟油(全氟烃、氟氯碳油、全氟聚醚)G高碳醇固化剂(脱除TDI、MDI、HDI等)共轭亚油酸果糖酯硅油(聚硅氧烷或聚硅醚)谷甾醇谷维素桂皮油香茅油香根油橄榄油广藿香油(广藿香醇、广藿香酮)癸二酸二辛酯光稳定剂H花生四烯酸(ARA)胡椒基丁醚β-胡萝卜素及类胡萝卜素(棕榈油柑橘油甜橙油桔皮油螺旋藻等)海狗油(双酚A及F型)环氧树脂花椒籽油红花籽油互叶白千层油J聚甘油酯聚酯聚醚聚烯烃聚乙二醇(酯)聚氨酯聚戊烯醇聚四氢呋喃姜油树脂姜辣素姜烯酚焦油角鲨烯结构酯芥酸酰胺碱金属精炼甲基庚烯酮间甲基苯甲酸3-甲基吲哚激素缩体姜樟油鲸醇K葵花籽油糠蜡矿物油渣脱蜡奎宁衍生物扩散泵油天然抗氧化剂L沥青脱蜡辣椒油树脂辣椒红色素辣椒碱氯菊酯磷酸酯连翘挥发油邻苯二甲酸二辛酯M玫瑰油米槁精油没食子酸醛类衍生物毛油脱酸(高酸值米糠油、小麦胚芽油、花椒籽油等)米糠蜡茉莉精油煤焦油酶解脂肪酸N萘甲醛柠檬醛P PET再生(聚对苯二甲酸乙二醇酯)葡萄糖衍生物天然苹果香精帕罗西汀硼酸乙二醇醚Q 茄尼醇(废次烟叶、马铃薯叶)3-羟基丙腈(HPN)R (矿物及合成)润滑油(聚α-烯烃、石蜡氯化合成油、烷基苯合成油、聚异丁烯合成油)L-乳酸松香酯肉桂醛(肉桂油)山苍子油S 生物柴油(脂肪酸甲酯或乙酯)三烯生育酚三氯新(三氯-2羟基二苯醚)三甘醇三十烷醇三聚酸双甘油酯鼠尾草抗氧剂石油渣油(精制或脱除)杀虫剂食用油脱酸缩水甘油基化合物羧酸二酯(润滑油)蒜素鲨烯(三十碳六烯酸)十二烷内酯双-β-羟乙基对苯二甲酸酯酸性氯化物生物碱衍生物四唑-1-乙酸三聚甲醛回收(天然及合成)生育酚T碳氢化合物萜烯烃(酯)桃醛塔尔油(妥尔油)W(天然及合成)脂溶性维生素(A、D、E、K)烷基糖苷(烷基苷烷基多苷烷基多糖苷烷基聚糖苷烷基葡萄糖苷)烷基酚微晶蜡戊二醛维生素E醋酸酯肟类X小麦胚芽油新洋茉莉醛香附子烯α-香附酮香芝麻蒿挥发油香叶醇香紫苏内酯Y亚麻酸油酸酰胺(深海及发酵)鱼油鱼肝油燕麦油羊毛脂羊毛醇异氰酸酯预聚物岩兰草油月桂二酸氧化乐果(聚)乙二醇酯油酸二乙醇酰胺月桂酸二乙酰胺乙醛酸乙酰氨基苯乙酸乙酯异构体亚麻籽油同位素铀浓缩依托芬那酯乙氧基脂肪醇乙氧脂肪酸液化煤乙烯基吡咯烷酮玉米油乙酰柠檬酸酯腰果油异丙烯二羧酸酯Z植物甾醇植物蜡芝麻素真空泵油制动液中碳链甘油三酯(MCT)脂肪酸及其衍生物增塑剂增效醚甾醇酯蔗糖酯紫罗兰酮酯类油(双酯、多元醇酯、复酯)植物油脱臭馏出物紫苏籽油蔗蜡棕蜡镇静剂棕榈油分子蒸馏与传统蒸馏的不同可由下表看出:由上述对比看出,分子蒸馏较传统蒸馏具有明显的技术及经济优势:1、产品质量高。
分子蒸馏的原理、仪器及发展前景24 简介在一定温度下,压力越低,气体分子的平均自由程越大。
当蒸发空间的压力很低(10-2 ,10-4 mmHg),且使冷凝表面靠近蒸发表面,其间的垂直距离小于气体分子的平均自由程时,从蒸发表面汽化的蒸气分子,可以不与其他分子碰撞,直接到达冷凝表面而冷凝。
工作原理分子蒸馏是一种特殊的液--液分离技术,它不同于传统蒸馏依靠沸点差分离原理,而是靠不同物质分子运动平均自由程的差别实现分离。
当液体混合物沿加热板流动并被加热,轻、重分子会逸出液面而进入气相,由于轻、重分子的自由程不同,因此,不同物质的分子从液面逸出后移动距离不同,若能恰当地设置一块冷凝板,则轻分子达到冷凝板被冷凝排出,而重分子达不到冷凝板沿混合液排出。
这样,达到物质分离的目的。
分子蒸馏设备在沸腾的薄膜和冷凝面之间的压差是蒸汽流向的驱动力,对于微小的压力降就会引起蒸汽的流动。
在1mbar下运行要求在沸腾面和冷凝面之间非常短的距离,基于这个原理制作的蒸馏器称为短程蒸馏器。
短程蒸馏器(分子蒸馏)有一个内置冷凝器在加热面的对面,并使操作压力降到0.001mbar。
短程蒸馏器是一个工作在1~0.001mbar压力下热分离技术过程,它较低的沸腾温度,非常适合热敏性、高沸点物。
其基本构成:带有加热夹套的圆柱型筒体,转子和内置冷凝器;在转子的固定架上精确装有刮膜器和防飞溅装置。
内置冷凝器位于蒸发器的中心,转子在圆柱型筒体和冷凝器之间旋转。
短程蒸馏器由外加热的垂直圆筒体、位于它的中心冷凝器及在蒸馏器和冷凝器之间旋转的刮膜器组成。
蒸馏过程是:物料从蒸发器的顶部加入,经转子上的料液分布器将其连续均匀地分布在加热面上,随即刮膜器将料液刮成一层极薄、呈湍流状的液膜,并以螺旋状向下推进。
在此过程中,从加热面上逸出的轻分子,经过短的路线和几乎未经碰撞就到内置冷凝器上冷凝成液,并沿冷凝器管流下,通过位于蒸发器底部的出料管排出;残液即重分子在加热区下的圆形通道中收集,再通过侧面的出料管中流出。
二、分餾圖2-1 分餾裝置示意圖一、原理:分餾(fractional distillation)是兩種或兩種以上的液體混合物,利用分段蒸餾的方式達到分離的目的。
分餾裝置與簡單蒸餾類似,但在蒸餾瓶的上方加裝一支含有填充物的分餾管(fractionation column)。
蒸餾瓶中的液體混合物經加熱汽化,蒸汽從蒸餾瓶沿著分餾管上升,碰到溫度稍低的填充物,部分蒸汽會凝結,凝結的液體有些將再度蒸發,因此在分餾管中會發生一連串凝結與蒸發。
由於凝結的液相中含有較多低揮發性的成分,蒸發的氣體中則含有較多高揮發性成分,因此當蒸汽往上升,其中的高揮發性物質含量增多,在理想的狀況下,最後到達管頂的蒸汽幾乎全是高揮發的物質,留在蒸餾瓶底部的液體則多為低揮發組成分,而達到分離的目的。
一般沸點差異較小的液體混合物,無法利用簡單蒸餾達到完全分離的效果時,利用分餾,讓氣體和液體在分餾管中經多次的平衡,可達到分離沸點相近混合物的目的,分離曲線如圖2-2~2-4所示。
二、器材:分餾的儀器裝置主要由蒸餾瓶、分餾管、三叉管、溫度計、冷凝管、連接彎管和收集瓶組成。
其他器材包括:鐵架、廣用夾、升降台、加熱包、變壓器、海砂、沸石以及鋁箔。
分餾管分餾管是達成分餾分離最重要的部分。
影響分餾效率的因素包含:分餾管的填充材料、分餾管的長度、分餾管的溫度控制以及混合溶液中各成分物的沸點差距。
填充物必須是不與試樣溶液反應的材料,例如玻璃或鋼絲絨。
填充物的表面積越大或者是分餾管越長,能使氣液相平衡越充分,分離的效果會越好;不過留在填充物表面所損失的殘液就越多,收集的餾出液就會變少,因此必須在純度與收量之間求取平衡,以決定使用何種填充物與分餾管的長度。
理想的分餾過程,分餾管下方的溫度與蒸餾瓶內液體的沸騰溫度接近,往上溫度隨之降低,分餾管頂端的溫度則與易揮發成分的沸點接近。
透過蒸餾速率的調節以及分餾管的保溫才能建立管內的理想溫度梯度而有良好的分離效果。
三、實驗操作:(一)填充分餾管使用已裝填玻璃碎片的分餾管,或者是將玻璃珠經粉體漏斗裝填到空的分餾管中備用。