分子蒸餾概念

A. 分子蒸餾設備的相關類型

1.降膜式分子蒸餾器
為早期形式，結構簡單，但由於液膜厚，效率差，當今世界各國很少採用。該裝置是採取重力使蒸發面上的物料變為液膜降下的方式。將物料加熱,蒸發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，結構簡單，在蒸發面上形成的液膜較厚，效率差，現在各國很少採用。
2.刮膜式分子蒸餾裝置
我國在80年代末才開展刮膜式分子蒸餾裝置和工藝應用研究。該裝置形成的液膜薄，分離效率高，但較降膜式結構復雜。它採取重力使蒸發面上的物料變為液膜降下的方式，但為了使蒸發面上的液膜厚度小且分布均勻,在蒸餾器中設置了一硬碳或聚四氟乙烯制的轉動刮板。該刮板不但可以使下流液層得到充分攪拌,還可以加快蒸發面液層的更新,從而強化了物料的傳熱和傳質過程。其優點是:液膜厚度小,並且沿蒸發表面流動;被蒸餾物料在操作溫度下停留時間短,熱分解的危險性較小,蒸餾過程可以連續進行,生產能力大。缺點是:液體分配裝置難以完善,很難保證所有的蒸發表面都被液膜均勻覆蓋;液體流動時常發生翻滾現象,所產生的霧沫也常濺到冷凝面上。但由於該裝置結構相對簡單,價格相對低廉,現在的實驗室及工業生產中,大部分都採用該裝置。
3. 刮板式分子蒸餾裝置（Wiped-Film Molecular Still）
刮板式技術（Wiped-Film Style）採用的是Smith式45°對角斜槽刮板，這些斜槽會促使物料圍繞蒸餾器壁向下運動，通過可控的刮板轉動就能夠提供一個程度很高的薄膜混合，使物料產生有效的微小的活躍運動，（而非被動地將物料滾輾在蒸餾器壁上，）這樣就實現了最短的而且可控的物料駐留時間，和可控的薄膜厚度，從而能夠達到最佳的熱能傳導、物質傳輸和分離效率。刮板式分子蒸餾設備通過一個平緩的過程，進料液體流經一個被加熱的圓柱形真空室，利用進料液體薄膜的刮擦作用，將易揮發的成分從不易揮發的成分中分離出來。這種工藝的關鍵卓越優勢在於：短暫的進料液體滯留時間、憑借高真空性能的充分降溫、最佳的混合效率，以及最佳的物質和熱傳導。這種高效的熱分離技術的結果是：最小的產品降解和最高的產品質量。進料液體暴露給加熱壁的時間非常短暫（僅幾秒鍾），這部分歸因於帶縫隙的刮板設計，它迫使液體向下運動，並且滯留時間、薄膜厚度和流動特性都受到嚴格的控制，非常適合熱敏性物質的分離應用。另外，這種帶斜槽的刮板不會將物料甩離蒸餾器壁，污染已被分離出來的輕組分。與傳統的柱式蒸餾設備、降膜式蒸餾設備、旋轉蒸發器和其他分離設備比較，刮板式蒸餾設備被公認為要出色得多。
4.離心式分子蒸餾裝置
離心式分子蒸餾裝置離心力成膜，膜薄，蒸發效率高。但結構復雜，製造及操作難度大。該裝置將物料送到高速旋轉的轉盤中央,並在旋轉面擴展形成薄膜,同時加熱蒸發,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,要求有高速旋轉的轉盤,又需要較高的真空密封技術。離心式分子蒸餾器與刮膜式分子蒸餾器相比具有以下優點:由於轉盤高速旋轉,可得到極薄的液膜且液膜分布更均勻,蒸發速率和分離效率更好;物料在蒸發面上的受熱時間更短,降低了熱敏物質熱分解的危險;物料的處理量更大,更適合工業上的連續生產。
分子蒸餾與常規蒸餾技術相比有以下特點
1．普通蒸餾是在沸點溫度下進行分離操作，而分子蒸餾只要冷熱兩個面之間達到足夠的溫度差.就可以在任何溫度下進行分離.因而分子蒸餾操作溫度遠低於物料的沸點。
2．普通蒸餾有鼓泡、沸騰現象，而分子蒸餾是液膜表面的自由蒸發，操作壓力很低.一般為0．1-1Pa數量級,受熱時間很短，一般僅為十秒至幾十秒.。
3．普通蒸餾的蒸發和冷凝是可逆過程，液相和氣相之間處於動態相平衡，而在分子蒸餾過程中，從加熱面逸出的分子直接飛射到冷凝面上，理論上沒有返回到加熱面的可能性，所以分子蒸餾沒有不易分離的物質。

B. 分子蒸餾的設備

一套完整的分子蒸餾設備主要包括：分子蒸發器、脫氣系統、進料系統、加熱系統、冷卻真空系統和控制系統。分子蒸餾裝置的核心部分是分子蒸發器，其種類主要有3種：(1)降膜式：為早期形式，結構簡單，但由於液膜厚，效率差，當今世界各國很少採用；(2)刮膜式:形成的液膜薄，分離效率高，但較降膜式結構復雜；(3)離心式：離心力成膜，膜薄，蒸發效率高，但結構復雜，真空密封較難，設備的製造成本高。為提高分離效率，往往需要採用多級串聯使用而實現不同物質的多級分離。 （Wiped-Film Molecular Still）
刮板式技術（Wiped-Film Style）採用的是Smith式45°對角斜槽刮板，這些斜槽會促使物料圍繞蒸餾器壁向下運動，通過可控的刮板轉動就能夠提供一個程度很高的薄膜混合，使物料產生有效的微小的活躍運動，（而非被動地將物料滾輾在蒸餾器壁上，）這樣就實現了最短的而且可控的物料駐留時間，和可控的薄膜厚度，從而能夠達到最佳的熱能傳導、物質傳輸和分離效率。刮板式分子蒸餾設備通過一個平緩的過程，進料液體流經一個被加熱的圓柱形真空室，利用進料液體薄膜的刮擦作用，將易揮發的成分從不易揮發的成分中分離出來。這種工藝的關鍵卓越優勢在於：短暫的進料液體滯留時間、憑借高真空性能的充分降溫、最佳的混合效率，以及最佳的物質和熱傳導。這種高效的熱分離技術的結果是：最小的產品降解和最高的產品質量。進料液體暴露給加熱壁的時間非常短暫（僅幾秒鍾），這部分歸因於帶縫隙的刮板設計，它迫使液體向下運動，並且滯留時間、薄膜厚度和流動特性都受到嚴格的控制，非常適合熱敏性物質的分離應用。另外，這種帶斜槽的刮板不會將物料甩離蒸餾器壁，污染已被分離出來的輕組分。與傳統的柱式蒸餾設備、降膜式蒸餾設備、旋轉蒸發器和其他分離設備比較，刮板式蒸餾設備被公認為要出色得多。 離心式分子蒸餾裝置離心力成膜，膜薄，蒸發效率高。但結構復雜，製造及操作難度大。該裝置將物料送到高速旋轉的轉盤中央,並在旋轉面擴展形成薄膜,同時加熱蒸發,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,要求有高速旋轉的轉盤,又需要較高的真空密封技術。離心式分子蒸餾器與刮膜式分子蒸餾器相比具有以下優點:由於轉盤高速旋轉,可得到極薄的液膜且液膜分布更均勻,蒸發速率和分離效率更好;物料在蒸發面上的受熱時間更短,降低了熱敏物質熱分解的危險;物料的處理量更大,更適合工業上的連續生產。

C. 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，它不同於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並被加熱，輕、重分子會逸出液面而進入氣相，由於輕、重分子的自由程不同，因此，不同物質的分子從液面逸出後移動距離不同，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，對於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，基於這個原理製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，並使操作壓力降到0.001mbar。
短程蒸餾器是一個工作在1~0.001mbar壓力下熱分離技術過程，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。內置冷凝器位於蒸發器的中心，轉子在圓柱型筒體和冷凝器之間旋轉。
短程蒸餾器由外加熱的垂直圓筒體、位於它的中心冷凝器及在蒸餾器和冷凝器之間旋轉的刮膜器組成。
蒸餾過程是：物料從蒸發器的頂部加入，經轉子上的料液分布器將其連續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，並以螺旋狀向下推進。在此過程中，從加熱面上逸出的輕分子，經過短的路線和幾乎未經碰撞就到內置冷凝器上冷凝成液，並沿冷凝器管流下，通過位於蒸發器底部的出料管排出；殘液即重分子在加熱區下的圓形通道中收集，再通過側面的出料管中流出。

D. 分子蒸餾設備的基本簡介

分子蒸餾亦稱短程蒸餾，它是一項較新的尚未廣泛應用於工業化生產的液回-液分離技術，其應用能解決答大量常規蒸餾技術所不能解決的問題。
一套完整的分子蒸餾設備主要包括：分子蒸發器、脫氣系統、進料系統、加熱系統、冷卻真空系統和控制系統。分子蒸餾裝置的核心部分是分子蒸發器，其種類主要有3種：(1)降膜式：為早期形式，結構簡單，但由於液膜厚，效率差，當今世界各國很少採用；(2)刮膜式:形成的液膜薄，分離效率高，但較降膜式結構復雜；(3)離心式：離心力成膜，膜薄，蒸發效率高，但結構復雜，真空密封較難，設備的製造成本高。為提高分離效率，往往需要採用多級串聯使用而實現不同物質的多級分離。

E. 分子蒸餾合減壓蒸餾一樣嗎如果不一樣，有什麼區別

分子蒸餾是利用不同物質分子運動自由程的差別，對物質進行蒸餾。
減壓蒸餾是利用在低壓環境下，物質沸點會降低這一原理對高沸點物質進行蒸餾。

F. 分子蒸餾的優勢優點

1. 蒸餾溫度低，分子蒸餾是在遠低於沸點的溫度下進行操作的，只要存在溫度差就可以達到分離目的，這是分子蒸餾與常規蒸餾的本質區別。
2. 蒸餾真空度高，分子蒸餾裝置其內部可以獲得很高的真空度，通常分子蒸餾在很低的壓強下進行操作，因此物料不易氧化受損。
3. 蒸餾液膜薄,傳熱效率高。
4. 物料受熱時間短，受加熱的液面與加冷凝面之間的距離小於輕分子的平均自由程，所以由液面逸出的輕分子幾乎未經碰撞就達到冷凝面。因此，蒸餾物料受熱時間短，在蒸餾溫度下停留時間一般幾秒至幾十秒之間，減少了物料熱分解的機會。
5. 分離程度更高，分子蒸餾能分離常規不易分開的物質
6. 沒有沸騰鼓泡現象，分子蒸餾是液層表面上的自由蒸發，在低壓力下進行，液體中無溶解的空氣，因此在蒸餾過程中不能使整個液體沸騰，沒有鼓泡現象。
7. 無毒、無害、無污染、無殘留，可得到純凈安全的產物，且操作工藝簡單，設備少。分子蒸餾技術能分離常規蒸餾不易分離的物質。
8. 分子蒸餾設備價格昂貴，分子蒸餾裝置必須保證體系壓力達到的高真空度，對材料密封要求較高，且蒸發面和冷凝面之間的距離要適中，設備加工難度大，造價高。
9. 產品耗能小，由於分子蒸餾整個分離過熱損失少，且由於分子蒸餾裝置獨特的結構形式,內部壓強極低,內部阻力遠比常規蒸餾小,因而可大大節省能耗。 從分子蒸餾技術以上的特點可知,它在實際工業化的應用中比常規蒸餾技術具有以下明顯的優勢:
(1)對於高沸點、熱敏及易氧化物料的分離,分子蒸餾提供了最佳分離方法。因為分子蒸餾在遠低於物料沸點的溫度下操作,而且物料停留時間短;
(2)分子蒸餾可極有效地脫除液體中的物質如有機溶劑、臭味等,這對於採用溶劑萃取後液體的脫溶是非常有效的方法;
(3)分子蒸餾可有選擇地蒸出目的產物,去除其它雜質,通過多級分離可同時分離2種以上的物質;
(4)分子蒸餾的分餾過程是物理過程,因而可很好地保護被分離物質不受污染和侵害。

G. 精餾與分子蒸餾能達到同樣效果嗎

不能呀，分子蒸餾時利用分子運動的原來來蒸餾的，而精餾是通過物料的沸點來蒸餾的。因該說分子蒸餾比精餾更先進，更精密。

H. 分子蒸餾技術的介紹

分子蒸餾是一種特殊的液--液分離技術，它不同於傳統蒸餾依靠沸點差分離原理回，而是靠不同物質分子運答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並被加熱，輕、重分子會逸出液面而進入氣相，由於輕、重分子的自由程不同，因此，不同物質的分子從液面逸出後移動距離不同，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。

I. 分子蒸餾的過程

短程蒸餾器還適合於進行分子蒸餾。分子流從加熱面直接到冷凝器表面。分內子蒸餾過程容可發如下四步： 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重要。

J. 分子蒸餾的原理是什麼為什麼要在真空條件下操作

真空保溫是針對抄對流傳熱和接觸襲傳熱的傳熱介質去掉，化為真空，來達到保溫效果。
由於氣體壓強的降低，氣體密度也將會降低，氣體分子平均自由程將增大，氣體分子間和氣體分子與容器壁的碰撞頻率和強度相對減弱（這些碰撞通俗講就是傳熱）。
傳熱分三種途徑：1，對流傳熱；2，接觸傳熱；3，輻射傳熱，前兩個傳熱途徑都需要傳熱介質，真空中介質沒有了（工程上不可能絕對真空）阻止了前兩種傳熱的發生，因此可以保溫（但仍有輻射傳熱，所以真空的暖瓶內壁還要再塗水銀就是為了阻止輻射傳熱）。