分子蒸馏器（短程蒸馏器）

描述：

分子蒸馏是一种在高真空下操作地蒸馏方法，这时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地差异，对液体地混合物进行分离。
在沸腾地薄膜和冷凝面之间的压差是蒸汽流向的驱动力，对于微小地压力降就会引起蒸汽的流动。在1mbar下运行要求在沸腾面和冷凝面之间非常短的距离，基于这个原理制作地蒸馏器称为短程蒸馏器。短程蒸馏器（分子蒸馏）有一个内置冷凝器在加热面地对面，并使操作压力降到0.001mbar。
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**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。
鉴于分子蒸馏在原理上根本区别于常规蒸馏, 因而它具备着许多常规蒸馏无法比拟的优点。
　　1、操作温度低。
　　常规蒸馏是靠不同物质的沸点差进行分离的, 而分子蒸馏是靠不同物质分子运动自由程的差别进行分离的,因此, 后者是在远离(远低于)沸点下进行操作的。
　　2、蒸馏压强低。
　　由于分子蒸馏装置独特的结构形式, 其内部压强极小, 可以获得很高的真空度。同时, 由分子运动自由程公式可知, 要想获得足够大的平均自由程, 可以通过降低蒸馏压强来获得, 一般为X×10-1Pa数量级。
　　从以上两点可知, 尽管常规真空蒸馏也可采用较高的真空度,但由于其结构上的制约(特别是板式塔或填料塔), 其阻力较分子蒸馏装置大得多, 因而真空度上不去, 加之沸点以上操作, 所以其操作温度比分子蒸馏高得多。如某液体混合物在真空蒸馏时的操作温度为260℃, 而分子蒸馏仅为150℃。
　　3．受热时间短。
　　鉴于分子蒸馏是基于不同物质分子运动自由程的差别而实现分离的因而受加热面与冷凝面的间距要小于轻分子的运动自由程(即距离很短), 这样由液面逸出的轻分子几乎未碰撞就到达冷凝面, 所以受热时间很短。另外, 若采用较先进的分子蒸馏结构, 使混合液的液面达到薄膜状, 这时液面与加热面的面积几乎相等, 那么, 此时的蒸馏时间则更短。假定真空蒸馏受热时间为1h, 则分子蒸馏仅用十几秒。
　　4．分离程度高。
　　分子蒸馏常常用来分离常规蒸馏不易分开的物质,然而就这两种方法均能分离的物质而言, 分子蒸馏的分离程度更高。分子蒸馏的挥发度一般用下式表示:
　　ατ= p1/p2• (M2 / M1)1/2。式中M1为轻组分分子量；M2为重组分分子量；p1、p2分别是组分1和2的蒸气压。
　　而常规蒸馏的相对挥发度, α=p1/p2。在p1/p2相同的情况下, 重组分的分子量M2比轻组分的分子量M1大, 所以ατ比α大。这就表明分子蒸馏较常规蒸馏更易分离, 且随着M1、M2差别越大则分离程度越高。
　　从分子蒸馏技术以上的特点可知, 它在实际的工业化应用中较常规蒸馏技术具有以下明显的优势。
　　对于高沸点、热敏性及易氧化物料的分离, 分子蒸馏提供了**分离方法。因为分子蒸馏是在很低温度下操作, 且受热时间很短;
　　分子蒸馏可极有效地脱除液体中的低分子物质(如有机溶剂、臭味等), 这对于采用溶剂萃取后液体的脱溶是非常有效的方法;
　　分子蒸馏可有选择的蒸出目的产物, 去除其他杂质, 通过多级分离可同时分离两种以上的物质;
　　分子蒸馏的分离过程是物理过程, 因而可很好地保护被分离物质不受污染和侵害。随着工业化的发展, 分子蒸馏技术已广泛应用于高附加值物质的分离, 特别是天然物的分离, 因而被称为天然品质的保护者和回归者。