分子蒸馏工作原理

短程蒸馏器是一个工作在1~0.001mbar压力下热分离技术过程，它较低的沸腾温度，非常适合热敏性、高沸点物。其基本构成：带有加热夹套的圆柱型筒体，转子和内置冷凝器；在转子的固定架上精确装有刮膜器和防飞溅装置。内置冷凝器位于蒸发器的中心，转子在圆柱型筒体和冷凝器之间旋转。

短程蒸馏器由外加热的垂直圆筒体、位于它的中心冷凝器及在蒸馏器和冷凝器之间旋转的刮膜器组成。

蒸馏过程是：物料从蒸发器的顶部加入，经转子上的料液分布器将其连续均匀地分布在加热面上，随即刮膜器将料液刮成一层极薄、呈湍流状的液膜，并以螺旋状向下推进。在此过程中，从加热面上逸出的轻分子，经过短的路线和几乎未经碰撞就到内置冷凝器上冷凝成液，并沿冷凝器管流下，通过位于蒸发器底部的出料管排出；残液即重分子在加热区下的圆形通道中收集，再通过侧面的出料管中流出。

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由分子蒸馏的基本原理可以看出，分子蒸馏是一种区别于常规蒸馏的非平衡状态下的特殊蒸馏。与常规蒸馏相比，分子蒸馏有如下无法比拟的特点:

（1）操作温度低，节省能耗

常规蒸馏是依靠物料混合物中不同物质的沸点差进行分离的，而分子蒸馏是靠不同物质的分子运动平均自由程的差别来进行分离的，并不要求物料一定要达到沸腾状态，只要分子从液相中挥发逸出，就可以实现分离。正因为分子蒸馏是在远离沸点下进行操作，因此产品的能耗小。

（2）蒸馏压强低，要求在高真空度下操作。

分子运动平均自由程与系统压力成反比，只有加大真空度，才能获得足够大的平均自由程。研究指出，分子蒸馏的真空度高达0.1-100Pa。

（3）受热时间短，降低热敏性物质的热损伤。

由于分子蒸馏是利用不同物质分子运动平均自由程的差别而实现分离的，其基本要求是加热面与冷凝面的距离必须小于轻分子的运动平均自由程，这个距离通常很小，因此轻分子由液面逸出后几乎未发生碰撞即射向冷凝面，所以受热时间极短。研究测定指出，分子蒸馏受热时间为几秒或几十秒，从而在很大程度上避免了物质的分解或聚合。

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短程蒸馏(又叫分子蒸馏)是一种热分离工艺，用于分离热敏性产物。短程蒸馏的特点是产物停留时间短、工艺蒸发温度低，力求让蒸馏产物受到尽量小的热应力。可见，短程蒸馏是一种非常温和的蒸馏过程。

短程蒸馏配套真空系统，通过降低操作压力，达到降低产物沸点的目的。这是一种连续分离过程，其产物停留时间低至数十秒(而其他常规分离方法的停留时间达到数小时!)。

所以，在常规蒸馏工艺中(无论是连续的循环、膜式蒸馏，还是非连续的批次蒸馏)，由于高温、长停留时间而分解的产品，用短程蒸馏就能够顺利分离。例如，高分子有机化合物用常规蒸馏方法来分离时，较高工艺温度(如超过200℃)会导致其热敏性的分子链裂解。因此高分子有机化合物的分离几乎都会使用短程蒸馏。

短程蒸馏的工艺压力和温度范围通常在1到1x10-3 mbar、150到280℃。

短程蒸馏特别适合以下热敏性产物的蒸馏、蒸发、浓缩和汽提：

分子蒸馏又称为短程蒸馏，它的原理是在高真空度条件下操作，具有蒸馏压力低、操作温度低、受热时间短、分离效率高等优点，特别适用于高分子量、高沸点、高粘度、热敏性及易氧化物系的分离。1,8-桉叶油素和α-蒎烯是桉叶精油的主要组分，在医药化工领域有着重要的应用，该文运用分子蒸馏技术对以上2种物质进行分馏纯化，为桉叶精油的精制提供新的工艺思路和参考。

研究结果表明，分子蒸馏能够对桉叶精油进行有效的纯化精制，桉叶初级精油经过二级分子蒸馏精制后，馏出物中1,8-桉叶油素和α-蒎烯的含量分别为60.80%和31.58%，较一级分子蒸馏所得初级桉叶精油中含量分别提高了76.50%和55.72%。较传统精油提纯方法如水蒸气蒸馏法、有机溶剂萃取法等具有明显优势。

分子蒸馏技术作为一种绿色温和的分离技术提纯桉叶精油具有可行性，在纯化过程中，不会对精油有效成分造成破坏，热敏成分不易分解变质，不会发生聚合等现象，可摆脱化学处理方法的束缚，真正保持其***的特性。随着人们追求天然产品、回归自然潮流的兴起，新产品不断出现，分子蒸馏技术必将因其***质量、条件温和的工艺特点而备受青睐。

短程分子蒸馏系统分离物质的原理？

分子蒸馏是一种特殊的液体分离技术，它与传统蒸馏依靠沸点差分离原理不同，而是靠不同物质分子运动平均自由程的差别实现分离。分子蒸馏是一种在高真空下操作的蒸馏方法，蒸气分子的平均自由程大于蒸发表面与冷凝表面之间的距离，从而可利用料液中各组分蒸发速率的差异，对液体混合物进行分离。  

在一定温度下，压力越低，气体分子的平均自由程越大。当蒸发空间的压力很低（100～10000mmHg），且使冷凝表面靠近蒸发表面，其间的垂直距离小于气体分子的平均自由程时，从蒸发表面汽化的蒸气分子，可以不与其他分子碰撞，直接到达冷凝表面而冷凝。当液体混合物沿加热板流动并被加热，轻、重分子会逸出液面而进入气相，由于轻、重分子的自由程不同，因此，不同物质的分子从液面逸出后移动距离不同，若能恰当地设置一块冷凝板，则轻分子达到冷凝板被冷凝排出，而重分子达不到冷凝板沿混合液排出。这样，达到物质分离的目的。

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分子蒸馏过程

短程蒸馏器还适合于进行分子蒸馏。分子流从加热面直接到冷凝器表面。分子蒸馏过程可发如下四步：

分子蒸馏分子从液相主体向蒸发表面扩散

通常，液相中的扩散速度是控制分子蒸馏速度的主要因素，所以应尽量减薄液层厚度及强化液层的流动。

分子蒸馏分子在液层表面上的自由蒸发

蒸发速度随着温度的升高而上升，但分离因素有时却随着温度的升高而降低，所以，应以被加工物质的热稳定性为前提，选择经济合理的蒸馏温度。

分子蒸馏分子从蒸发表面向冷凝面飞射

蒸气分子从蒸发面向冷凝面飞射的过程中，可能彼此相互碰撞，也可能和残存于两面之间的空气分子发生碰撞。由于蒸发分子远重于空气分子，且大都具有相同的运动方向，所以它们自身碰撞对飞射方向和蒸发速度影响不大。而残气分子在两面间呈杂乱无章的热运动状态，故残气分子数目的多少是影响飞射方向和蒸发速度的主要因素。

分子蒸馏分子在冷凝面上冷凝

只要保证冷热两面间有足够的温度差（一般为70~100℃），冷凝表面的形式合理且光滑则认为冷凝步骤可以在瞬间完成，所以选择合理冷凝器的形式相当重要。

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