分子蒸馏原理分子蒸馏技术不同于一般蒸馏技术,它是一种利用不同物质分子运动自由程的差别,对含有不同物质的物料在液-液状态下进行分离的技术
它能使液体在远低于其沸点的温度下将其所含的不同物质分离,鉴于其在高真空下运行,且因其特殊的结构型式,因而它又具备蒸馏压强低、受热时间短、分离程度高等特点,能大大降低高沸点物料的分离成本,极好地保护热敏性物质的品质
从而能解决大量常规蒸馏技术所不能解决的问题
为了实现分子蒸馏,各国研制了多种结构的分子蒸馏体系,主要表现三种类型:一是降膜式,二是刮膜式,三是离心式
降膜式装置为早期形式,结构简单,但由于液膜厚,效率差,现在世界各国很少采用
刮膜式分子蒸馏装置,形成液膜薄,分离效率高,但较降膜式结构复杂
离心式分子蒸馏装置离心力成膜,膜薄,蒸发效率高
但结构复杂,制造及操作难度大
为了提高分离效率,往往需要采用多级串联使用
即离心薄膜式和转子刷膜式,前一种体系的处理量大,适用于工业;实验室用的多为刮(刷)膜蒸发器
不管何种形式的分子蒸馏,其原理都是相同的
分子运动自由程分子碰撞:分子与分子之间存在着相互作用力
当两分子离得较远时,分子之间的作用力表现为吸引力,但当两分子接近到一定程度后,分子之间的作用力会改变为排斥力,并随其接近程度,排斥力迅速增加
当两分子接近到一定程度,排斥力的作用使两分子分开,这种由接近而至排斥分离的过程就是分子的碰撞过程
分子有效直径:分子在碰撞过程中,两分子质心的最短距离,即发生斥离的质心距离
分子运动自由程:一个分子相邻两次分子碰撞任一分子在运动过程中都在变化自由程,而在一定的外界条件下,不同物质的分子其自由程各不相同
就某一种分子来说,在某时间间隔内自由程的平均值称为平均自由程
根据分子运动理论,液体混合物的分子受热后运动会加剧,当分子获得足够能量时,就会从液面逸出而成为气相分子
随着液面上方气相分子的增加,有一部分