分子蒸餾技術(shù)的原理和應用

分子蒸餾技術(shù)的原理和應用分子蒸餾技術(shù)簡介然的特性，使保健產(chǎn)品的質(zhì)量邁上一個臺階。英、德、蘇相繼設(shè)計制造了多套分子蒸餾裝置，用于濃縮維生素Ａ，但當時由于各種緣由，應用面太窄，進展速度很慢。但是，在過往地三十多年中，人們始終在不斷地重視著這項的液－液分別技術(shù)的進展，對分別裝置精益求精、完善，術(shù)得到了快速的進展。點，因此，就分子蒸餾裝置本身來說，其開發(fā)爭論的內(nèi)容尚格外豐富。自然物質(zhì)的提取方面應用較為突出，如：從魚油中提取EPADHA、從植物油中提取自然維生素E等。另外，在精細化工中間體方面的提取和分別，品種也越來越多。但未見產(chǎn)業(yè)化應用的報道。下的長期穩(wěn)定運行。該項技術(shù)屬國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進。工藝條件，為進展產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)奠定了根底。１、分子蒸餾的操縱溫度遠低于物料的沸點：溫度下進展操縱的，這一點與常規(guī)蒸餾有本質(zhì)的區(qū)分。２、蒸餾壓強低：因此分子蒸餾是在很低的壓強下進展操縱，一般為×10-1Pa〔×10-3托數(shù)目級〕。３、受熱時間短：蒸餾僅為十幾秒。４、分子蒸餾比常規(guī)蒸餾分別程度更高，能分別常規(guī)蒸餾不易分開的物質(zhì)：分子蒸餾的相對揮發(fā)度ατ =(P1/P2)?(M2/M1)?br/> 式中：M1—輕組份分子量M2－重組份分子量P1/P2ατ>α。這就說明同種混合液分子蒸餾較常規(guī)蒸餾更易分解。分子蒸餾的特點打算了它在實際應用中較傳統(tǒng)技術(shù)有明顯的上風：可被廣泛應用于自然物質(zhì)的提取中。者和回回者。值物料的分別上被廣泛用作脫臭、脫色及提純的手段。分子蒸餾技術(shù)簡介由程〔用λ表示〕是指一個分子相鄰兩次碰撞之間所走的路程。到冷凝板沿混合液排出。這樣，到達物質(zhì)分別的目的。的優(yōu)點：秒計〕、分別效率高等，特別適宜于高沸點、熱敏性、易氧化物質(zhì)的分別；2〔脫臭〕、重分子物質(zhì)〔脫色〕及脫除混合物中雜質(zhì)；3是可保持自然提取物的原來品質(zhì)；4▲分子蒸餾技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應用范圍化學產(chǎn)業(yè)：高碳醇、碳氫化合物、芥酸酰胺、油酸酰胺、塔爾油、硅油、潤滑油、真空食品產(chǎn)業(yè)：精制魚油、魚肝油、脂肪酸及其衍生物、二聚酸、生養(yǎng)酚、單甘酯、脂肪酸等。醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)：素等?；b品產(chǎn)業(yè)：塑料及涂料產(chǎn)業(yè)：異氰酸酯、環(huán)氧樹脂、丙烯酸酯、增塑劑等。農(nóng)業(yè)：氯菊酯、增效醚、氧化樂果、除草劑、殺蟲劑等。分子蒸餾技術(shù)的根本原理〔一〕分子運動均勻自由程：任一分子在運動過程中都在不斷變化自由程。在某時間間隔內(nèi)自由程的均勻值為均勻自由程。設(shè)Vm＝某一分子的均勻速度f＝碰撞頻率則λλmm＝＝均勻自由程Vm／f ∴f＝Vm／λmπd由熱力學原理可知，f＝(2)絍m?────KT其中：d－分子有效直徑P－分子所處空間的壓強T－分子所處環(huán)境的溫度K－波爾茲曼常數(shù)K T則：λm＝────?────(2)濺小 睵〔二〕分子運動均勻自由程的分布規(guī)律：分子運動自由程的分布規(guī)律為正態(tài)分布，其概率公式為：F=1-e-λ／λm其中： F －自由程度≤λm的概率λm－分子運動的均勻自由程λ －分子運動自由程或大于均勻自由程λm1-F=e-λ／λm=e-1=36.8%〔三〕分子蒸餾的根本原理：直徑不同，其均勻自由程也不同，換句話說，不同種類的分子溢出液面后不與其它分子碰撞的飛行間隔是不同的。分子蒸餾技術(shù)正是利用不同種類分子溢出液面后均勻自由程不同離液面小于輕分子的均勻自由程而大于重分子均勻自由程處設(shè)置一冷回原來液面，這樣混合物就分別了?！踩撤肿诱麴s技術(shù)中的相關(guān)模型：規(guī)格蒸發(fā)器中獲得的蒸發(fā)條件，可以安全地推廣到生產(chǎn)裝置的設(shè)計中。相關(guān)的模型有：１、膜形成對于降膜、無機械運動的垂直壁上的膜厚，Nasselt公式為：σm＝〔3v2Re/g〕1/3其中：σm－名義膜厚［米］v－物料動力粘度［2?秒-1］g－重力加速度［米?秒-2］Re－雷諾數(shù)，無因次Re>400時，該方程成立。這里：Re＝υ／vυ －外表載荷［3?秒-1?米-1］對于機械式刮膜來看，上述公式并不適用，一般由試驗確定，其膜0.05-0.5mm但從上述公式可以看出機械式刮膜中膜厚的影響參數(shù)主要有外表載荷、物料粘度和刮片元件作用于膜上的力。２、熱分解Hickman和Embree對分解幾率給出以下公式：Z=pt式中： Z－分解幾率p－〔T〕t－停留時間［秒］量，通過分解幾率可以看出物料的熱損傷?？吹轿锪显诜肿诱麴s中的分解幾率和停留時間比其他類型的蒸餾器低了幾個數(shù)目級。因此，用分子蒸餾可以保證物料少受破壞，從而保證了物料的品質(zhì)。系統(tǒng)類型 停留時間［秒］ 工作壓力［毫托］ 分解幾率［Z=p?t］穩(wěn)定性指數(shù)［Z1=lgz］間歇蒸餾柱4000760×1033×1099.48間歇蒸餾300020×1036×1077.78旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器30002×1036×1066.78真空循環(huán)蒸發(fā)器10020×1032×1066.30薄膜蒸發(fā)器252×1035×1044.70分子蒸發(fā)器101 101.00３、蒸發(fā)速度模型爭論，而實際的應用要由試驗確定。LangMuir-KnudsenG=k?p?(M/T)健 ∈街校?br/>G－蒸發(fā)速度［Kg/m2?h］M－分子量p－蒸汽壓［mbar］T－蒸餾溫度［k］k－常數(shù)分子蒸餾技術(shù)的應用〔一〕應用范圍種以上。今后，隨著現(xiàn)代人們崇尚自然、回回自然的潮流興起，分子蒸餾技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品必將有更寬闊的時常遠景?，F(xiàn)就其應用領(lǐng)域先容如下：石油化工方面：等的純化、羊毛酸酯、羊毛醇酯等的制取等。塑料產(chǎn)業(yè)方面：增塑劑的提純、高分子物質(zhì)的脫臭、樹脂類物質(zhì)的精制等。食品產(chǎn)業(yè)方面：90月桂酸單甘酯、丙二醇脂等；提取脂肪酸及其衍生物、生產(chǎn)二聚脂肪酸等；從動植物中提取自然產(chǎn)物如魚油、米糠油、小麥胚芽油等。醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)方面：提取合成及自然維生素Ａ、Ｅ；制取氨基酸及葡萄糖衍生物等。香料產(chǎn)業(yè)方面：處理自然精油，脫臭、脫色、進步純度，使自然香料的品位大大進步。如桂皮油、玫瑰油、香根油、香茅油、山蒼子油等。〔二〕應用舉例下面列舉一些典型的分子蒸餾生產(chǎn)工藝：１、低沸點、熱敏性物料的分別如香料類物質(zhì)，該類物質(zhì)揮發(fā)性強，熱敏性高，其共同的工藝其次級脫臭或純化，第三級脫色或純化。如：┎→產(chǎn)品１玫瑰油→第一〔脫氣〕→其次級→┃ ┎→產(chǎn)品２┖→蒸余物→第三級→┃┖→渣品的附加值大大進步。２、高沸點、熱敏性物料的分別該類物質(zhì)分別的關(guān)鍵是溫度和受熱時間的掌握。假設(shè)溫度和受熱時間掌握得不好，不但影響分別效果，而且還會使物質(zhì)歧化宿合。如：┎→付產(chǎn)品魚油乙酯→第一級(脫腥)→其次級(提純)→┃┎→主產(chǎn)品┖→蒸余物→第三級(脫色)→┃┖→渣量進步，保護了自然的構(gòu)造。３、主產(chǎn)品是不揮發(fā)物，餾出物是少量低沸點組份該類物質(zhì)如辣椒紅色素脫溶，魚油甘三酯脫酸等。承受二級分子蒸餾即可完成。如：辣椒紅色素脫溶┎→溶劑辣椒紅色素→第一級(脫溶)→┃ ┎→溶劑┖→蒸余物→其次級(脫溶)→┃┖→合格產(chǎn)品辣椒紅色素中含有1%-2%的溶劑，經(jīng)分子蒸餾，產(chǎn)品中溶劑殘留量<20ppm，到達質(zhì)量要求。４、常溫下呈固態(tài)或粘性很大的物質(zhì)的分別該類物質(zhì)如硬脂酸單甘酯、丙二醇脂等。以硬脂酸單甘酯的生40酯、三甘酯、甘油以及硬脂酸等物質(zhì)，假設(shè)不對單甘酯進展精制，則其乳化效果不好，價值也不高，而經(jīng)過三級分子蒸餾精制，可以獲得90%以上純度的單甘酯，從而進步其使用效果及附加值。┎→甘油〔返回利用〕┎→甘油＋游離脂肪酸原料→第一級→┃ ┃〔返回利用〕 ┎→單甘酯(脫氣)┖→蒸余物→其次級→┃ ┃┖→蒸余物→第三級→┃〔返回利用〕┖→二、三酯５、產(chǎn)品與其催化劑的分別該類物料的特點是產(chǎn)品與催化劑都易分解，而最好能回收利用價格昂揚的催化劑。如在催化劑鈷磷化合物催化下用烯烴羰基合成制高級脂肪酸醇的工藝中，催化劑和產(chǎn)品醇要分開?？沙惺芏壏肿诱麴s完成。┎→溶劑混合物→第一級(脫氣)→其次級→┃〔〕化劑的分解。分子蒸餾裝置的性能規(guī)格回納起來，分子蒸餾裝置主要有以下特點：１、承受了能適應不同粘度物料的布料構(gòu)造，使液體分布均勻，有效地避開了返混，明顯地進步了產(chǎn)品質(zhì)量。節(jié)約了能耗。了分子運動的行程，進步了裝置的分別效率。４、設(shè)計了獨特、穎的動、靜密封構(gòu)造，解決了高溫、高真空下密封變形的補償題目，保證了設(shè)備高真空下能長期穩(wěn)定運行的性能。的調(diào)整性能及適應力量。漏題目，保證了裝置的連續(xù)性運轉(zhuǎn)。７、優(yōu)化了真空獲得方式，進步了設(shè)備的操縱彈性，避開了因壓力波動對設(shè)備正常操縱性能的干擾。８、設(shè)備運行牢靠，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。９、適應多種產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，可進展多品