分子蒸餾的技術(shù)以及及應(yīng)用推廣（一）

時間：2024-12-27作者：杭州川一實驗儀器有限公司瀏覽：155

分子蒸餾技術(shù)是一種特殊的液液分離技術(shù)，它產(chǎn)生于20世紀20年代，是伴隨著人們對真空狀態(tài)下氣體運動理論的深入研究以及真空蒸餾技術(shù)的不斷發(fā)展而逐漸興起的一種新的分離技術(shù)。目前，分子蒸餾技術(shù)已成為分離技術(shù)中的一個重要分支。
  分子蒸餾(moleculardistillation)也稱短程蒸餾(short-pathdistillation)，是一種在高真空下(殘氣分子的壓力<0.1Pa)進行的連續(xù)蒸餾過程。分子蒸餾過程與傳統(tǒng)的蒸餾過程不同，傳統(tǒng)蒸餾是在沸點溫度下進行分離的，蒸發(fā)與冷凝過程是可逆的，液相與汽相間會形成平衡狀態(tài)。分子蒸餾過程是一個不可逆的，并且在遠離物質(zhì)常壓沸點溫度下進行的蒸餾過程，較確切地說，它是分子蒸發(fā)的過程。
 　　1基本原理
 　　(1)分子運動平均自由程。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)自由程的平均值為平均自由程。設(shè)Vm為某一分子的平均速度，f為碰撞頻率，λm為平均自由程。則λm=Vm/f，故f=Vm/λm。由熱力學(xué)原理可知:
 　　那么，可得：
 　　式中，d為分子的有效直徑，P為分子所處空間的壓強，T為分子所處環(huán)境的溫度,K為波爾茲曼常數(shù)。
  　(2)分離因數(shù)Langmuir研究了高真空下純物質(zhì)的蒸發(fā)現(xiàn)象，從理論上推導(dǎo)出純物質(zhì)的分子蒸發(fā)速率為:
 　　式中，P0為物質(zhì)的飽和蒸汽壓，Rg為氣體常數(shù)，Ts為液膜表面溫度，M為物質(zhì)的摩爾質(zhì)量。由上式可知，理論分子蒸發(fā)速率只是液體表面溫度和分子種類的函數(shù)。
 　　分子蒸餾是一種非平衡分離過程，分子蒸餾理論分離因數(shù)為:
 　　與普通蒸餾相比，分子蒸餾理論分離因數(shù)增加了(MB/MA)1/2倍，因此，分子蒸餾技術(shù)可以用來分離揮發(fā)度相近但分子量不同的混合物系。
 　　(3)分子蒸餾技術(shù)的基本原理。根據(jù)分子運動平均自由程公式知，不同種類的分子，由于其分子有效直徑不同，故其平均自由程也不同，即其為不同種類分子。從統(tǒng)計學(xué)觀點看，其逸出液面后不與其他分子碰撞的飛行距離是不同的。分子蒸餾的分離就是利用液體分子受熱后從液面逸出，而不同種類分子逸出后其平均自由程不同這一性質(zhì)來實現(xiàn)的。輕分子的平均自由程大，重分子的平均自由程小，使得輕分子落在冷凝面上，重分子因達不到冷凝面而返回原來液面，這樣混合物就得以分離。
 　　2特點
 　　由分子蒸餾的基本原理可以看出，分子蒸餾是一種區(qū)別于常規(guī)蒸餾的非平衡狀態(tài)下的特殊蒸餾。與常規(guī)蒸餾相比，分子蒸餾有如下無法比擬的特點:
(1)操作溫度低，可大大節(jié)省能耗
常規(guī)蒸餾是依靠物料混合物中不同物質(zhì)的沸點差進行分離的，而分子蒸餾是靠不同物質(zhì)的分子運動平均自由程的差別來進行分離的，并不要求物料要達到沸騰狀態(tài)，只要分子從液相中揮發(fā)逸出，就可以實現(xiàn)分離。正因為分子蒸餾是在遠離沸點下進行操作，因此產(chǎn)品的能耗小。
(2)蒸餾壓強低，要求在高真空度下操作。
分子運動平均自由程與系統(tǒng)壓力成反比，只有加大真空度，才能獲得足夠大的平均自由程。研究指出，分子蒸餾的真空度高達0.1-100Pa。
(3)受熱時間短，降低熱敏性物質(zhì)的熱損傷。
由于分子蒸餾是利用不同物質(zhì)分子運動平均自由程的差別而實現(xiàn)分離的，其基本要求是加熱面與冷凝面的距離小于輕分子的運動平均自由程，這個距離通常很小，因此輕分子由液面逸出后幾乎未發(fā)生碰撞即射向冷凝面，所以受熱時間較短。研究測定指出，分子蒸餾受熱時間僅為幾秒或幾十秒，從而在很大程度上避免了物質(zhì)的分解或聚合。
(4)分離程度及產(chǎn)品收，尤其適合于特定蒸餾。分子蒸餾的揮發(fā)度可以用下式表示：
式中M1——輕分子相對分子質(zhì)量;
M2——重分子相對分子質(zhì)量;
P1——輕分子飽和蒸汽壓，Pa,
P2——重分子飽和蒸汽壓，Pa;
Tt——相對揮發(fā)度。
但是，常規(guī)蒸餾的相對揮發(fā)度為: 對比式(5)與式(6)可以看出，由于M2大于M1，因此分子蒸餾的相對揮發(fā)度大于常規(guī)蒸餾的相對揮發(fā)度，這就從理論上證明了分子蒸餾比常規(guī)蒸餾較*實現(xiàn)物質(zhì)的分離。同時，分子蒸餾由于處于非平衡狀態(tài)下操作及其設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點，使得分離效率遠**常規(guī)蒸餾，從而可使產(chǎn)品的收率大大提高，降低生產(chǎn)成本。
杭州川一實驗儀器有限公司專注于全自動氮吹儀,一體化蒸餾儀,光化學(xué)反應(yīng)儀,氮氣發(fā)生器,分子蒸餾儀等, 歡迎致電 17366658694

• 詞條

  詞條說明

• 水質(zhì)分析一體化蒸餾儀的優(yōu)缺點

  川一儀器水質(zhì)分析一體化蒸餾儀是根據(jù)實驗室蒸餾預(yù)處理操作規(guī)程，集恒溫加熱、蒸餾終點自動控制、冷卻水循環(huán)于一體的新型智能蒸餾處理裝置。該儀器廣泛適用于環(huán)保、疾控、水產(chǎn)、供排水、高校、科研院所、廠礦企業(yè)等各類化學(xué)實驗室需要蒸餾處理的場所，如揮發(fā)酚、氰化物、氨氮、凱氏氮油中水分等項目的蒸餾處理；食品檢測領(lǐng)域中的二氧化硫殘留量以及甲醛、酒精度等的蒸餾操作。川一儀器水質(zhì)分析一體化蒸餾儀可分為簡易型、經(jīng)濟型、標

• 無菌均質(zhì)器的工作原理

  拍打式無菌均質(zhì)器主要操作步驟： 1.準備好預(yù)處理的樣品，裝入無菌均質(zhì)袋中。 2.打開均質(zhì)器的門（可全開啟），將無菌均質(zhì)袋開口部分在關(guān)上門時夾住。 3.選擇好程序（如拍擊速度、拍擊時間等），開始拍擊勻質(zhì)工作；勻質(zhì)完畢后，打開均質(zhì)器的門，取出處理好的樣品，暫放在樣品架上。轉(zhuǎn)子和定子的精密配合，工作頭（轉(zhuǎn)子和定子鍛件制造）爪式結(jié)構(gòu)，雙向吸料，剪切效率高。間歇式高剪切分散乳化均質(zhì)機是通過轉(zhuǎn)子高速平穩(wěn)的旋轉(zhuǎn)

• 低溫恒溫槽常見問題處理

  常見問題處理1、水循環(huán)使用了一年多之后，制冷速度好像越來越慢了，在氣溫越高時越明顯？答：水循環(huán)使用很簡單，但是定期的維護保養(yǎng)工作還是不能忽視的。有很多看似故障的毛病其實就是沒有定期做維護保養(yǎng)引起的。水循環(huán)自身的電功率和制冷劑從負載中帶走的熱量都需要從前通風罩處的散熱器中排走，如果前通風罩上吸滿灰塵和柳棉等就會妨礙這些熱量的散發(fā)，制冷效果將大打折扣。一般來說在正常的使用條件下制冷量下降都是因為通風散

• 如何選擇合適的冷凍干燥機

  1、凍干面積凍干機型號中的數(shù)字代表該型號凍干機的凍干面積，用戶應(yīng)根據(jù)自己的需要，通過計算來確定需用多大凍干面積的凍干機。例如每批需凍干1.8公斤(升)液體量的產(chǎn)品,用物料盤裝載物料，每盤裝載10㎜厚，則可計算得凍干板層的負荷面積：A(面積，㎡)=V(體積，m3)/H(高度，m)=0.0018m3/0.01m=0.18㎡即需選用板層負荷面積為0.18㎡的凍干機。2、冷阱溫度冷阱是冷凍干燥過程捕獲水分