分子蒸餾技術(shù)是一項(xiàng)比較新的液-液分離技術(shù),主要在高真空條件下進(jìn)行,也被稱為短程蒸餾,還尚未廣泛使用于工業(yè)化生產(chǎn)中,但是其蒸餾溫度低,體系真空度高,物料受熱時(shí)間短,分離程度高等特點(diǎn),在應(yīng)用過程中可以解決大量常規(guī)蒸餾技術(shù)不能解決的問題。
我國(guó)對(duì)分子蒸餾技術(shù)的應(yīng)用研究起步較晚,偶見60年代的少量報(bào)道,到80年代末期,國(guó)內(nèi)引進(jìn)了幾套分子蒸餾生產(chǎn)線用于硬脂酸單甘酯等的生產(chǎn),目前處于起步階段。
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(shí)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(shè)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(dá)不到冷凝面而返回原來液面,這樣混合物就得到了分離。由于輕分子只走了很短的距離即被冷凝,所以分子蒸餾亦稱短程蒸餾)。
分子蒸餾技術(shù)無毒、無害、無污染、無殘留,可得到純凈安全的產(chǎn)物,且操作工藝簡(jiǎn)單,設(shè)備少,因而適用于分離高沸點(diǎn)、熱敏性和易被氧化的物質(zhì),在醫(yī)藥行業(yè)的維生素和中草藥有效成分的提取、食品、化妝品和石化行業(yè)已有比較廣泛的應(yīng)用。
一套完整的分子蒸餾設(shè)備有分子蒸發(fā)器、脫氣系統(tǒng)、進(jìn)料系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、冷卻真空系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等六大部分組成。其中分子蒸發(fā)器是最核心的組成部分。最常用的有降膜式、刮膜式和離心式三種分子蒸餾設(shè)備。
刮膜式蒸發(fā)器
?。?)降膜式分子蒸餾器
是最早使用的分子蒸餾設(shè)備,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)便,危險(xiǎn)性較小,蒸餾過程可以連續(xù)進(jìn)行,生產(chǎn)力較大,但是由于液膜厚,效率差,已經(jīng)較少使用。
?。?)刮膜式蒸發(fā)器
可以形成比較薄的液膜,生產(chǎn)效率較高,從而強(qiáng)化了物料的傳熱和傳質(zhì)過程,提高了分離效能,但是降膜的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,因而對(duì)工藝要求較高。
?。?)離心式蒸發(fā)器
通過離心力來形成液態(tài)膜,成膜效果好,為提高分離效率,往往需要采用多級(jí)串聯(lián)使用而實(shí)現(xiàn)不同物質(zhì)的多級(jí)分離,設(shè)備的制造成本高。