一、分子蒸馏器的基本原理
分子蒸馏器基于蒸发和冷凝的物理原理,通过在高真空状态下利用分子自由程的差异实现物质的分离。与传统蒸馏技术相比,德大天壹分子蒸馏具有以下显著优势:
1.低温操作:适用于热敏性物质,避免因高温导致的物料降解。
2.高真空环境:减少物料氧化,提高产品质量。
3.高效分离:对沸点相近的物质具有优良的分离能力。
二、德大天壹分子蒸馏器的制造技术
分子蒸馏器的制造涉及材料选择、精密加工和装配等多个环节。以下是制造过程中需要重点关注的几个方面:
1.材料选择:设备主体通常采用耐腐蚀、不易变形的材料,如不锈钢或特种合金,以确保设备在高真空条件下长期运行。
2.加工精度:蒸馏器内部组件(如加热器、冷凝器)需要具备高加工精度,以确保蒸发和冷凝过程的高效性。
3.密封性设计:由于分子蒸馏器需要在高真空环境下工作,设备的密封性能至关重要。采用先进的密封技术,如金属密封或柔性密封,可以有效防止气体泄漏。
三、分子蒸馏加工流程优化
1.短程蒸馏器即在刮板蒸发器的基础上在内部安置一个冷凝器。当进料混合物受热后某轻物质分子运动至一定距离时碰到冷凝器即被凝结成液体分离出来,重物质而沿器壁流下。由于轻物质汽相在内部即被冷凝,使得真空压降很小可保持设备内较高真空度。
2.极高真空:短程蒸馏特殊的构造设计,允许操作压力达到极低的操作真空,实验规模的设备真空可达0.1Pa,即使工业规模的设备也能达到1-5Pa。
3.操作温度远低于物料的沸点:由于短程蒸馏采用中心冷凝,物料流动截面积等于蒸发表面,使得蒸发器和冷凝器之间只存在轻微的压降,也就是说真空系统尾端真空度几乎和蒸发器的真空接近。极低的工作压力确保了极低的蒸馏温度,因此短程蒸馏是目前来说是一种温和的蒸馏方式。
4.分子蒸馏特点:混合物的分离是由于不同种类的分子逸出液面的平均自由程不同的性质来实现的,并不需要完全沸腾,所以蒸发器内物料实际蒸发温度略低于着空下条件下物料理论沸点。这点与蒸馏有本质的区别。
5.短程蒸馏受热时间短: 由采用垂直刮板成膜设计,物料在加热壁上的停留时间短,对其他蒸馏而言,受热时间一般较长(30分钟以上甚至几十个小时),而短程蒸馏仅为十几秒。由于短程蒸馏加热壁与冷凝器间有严格的距离要求,由液面逸出的轻分子,几乎瞬时就到达冷凝面,汽相轻分子受热时间在这个过程中可以忽略不计。热分解的可能被降低。
6传质和传热效率优越:短程蒸馏采用机械刮膜系统,区别于其他如降膜类蒸发器的成膜不均缺陷,在短程蒸发器内物料成膜厚度均匀而且流动特性优良,由于液面和加热面的面积几乎相等,传质和传热效率优越。
6.进出料系统可加热保温,更加适用于熔点高的物料。
7.进料量和出料量可以精确计量,方便科学计算提纯浓度和产品得率。
8.系统真空度高,对热敏性、高沸点的物料分离效果明显。
9.DEA一直坚持“出厂前总装调试-整体发货-现场零安装”原则,为客户节约现场安装工程的庞大费用和宝贵时间。
10.DEA领先行业的设计制造水平,我们悬臂式转子成熟可靠轻量化,结构坚固拥有很长的使用寿命。
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12. 维护简单,占地少,轻量化便移动。
四、应用实例
分子蒸馏技术已成功应用于多种行业。例如,在制药领域,用于提纯天然活性成分;在食品领域,用于浓缩和提取香精油;在化工领域,用于高沸点物质的分离等。这些应用场景充分体现了分子蒸馏技术的广泛适用性和高效性能。
DEA提供试验、中试,生产规模分子蒸馏/短程蒸馏设备,主要型号:DZL-5-G ,DZL-5 , DZL-10 , DZL-20, DZL-50, DZL-100,DZL-200等。蒸发面积从 0.05m 2 到 5m 2 ,真空度可达 0.1 Pa,蒸发器最高使用温度可达350 ℃ ,设备主要材质有:GG-17高硼硅玻璃、S304不锈钢、S316L不锈钢和其他材质。分子蒸馏主要应用领域有:食品、药物、精细化工、电子材料、塑料工程及聚合物,如多元醇、脂肪酸、多元酚类化合物、聚氨酯、环氧树脂、乳酸、单甘酯、香精香料、重油以及石蜡油的分离提纯等。
五、未来发展方向
随着科技进步和市场需求的不断增长,分子蒸馏技术将朝着智能化和绿色化方向发展。例如,结合自动化控制系统,实现对加工流程的实时监控和调节;采用更加环保的材料和工艺,减少对环境的影响。此外,通过与其他分离技术(如膜分离、超临界萃取)相结合,可以进一步拓展其应用范围。
总之,分子蒸馏器作为一种重要的热分离设备,在现代工业中具有不可替代的作用。通过不断优化加工流程和提升制造工艺,其应用前景将更加广阔。