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分子蒸馏竟有传统蒸馏没有的四大优势!

发表时间:2021-01-04  |  点击率:34

    在液-液分离技术当中,蒸馏(精馏)是普遍也是应用为广泛的技术之一了,我们听过普通精馏、萃取精馏、共沸精馏、热泵精馏、反应精馏等等,但是分子蒸馏听过没有?这又是个神马玩意儿呢?

    短程精馏,也叫分子蒸馏,是一种近几年发展迅速的分离技术,它可以解决具有热敏性、高沸点等性质的物质的分离问题[1]。说是叫蒸馏,其实原理并不一样,普通蒸馏依靠的是沸点差异,而分子蒸馏则靠的是分子平均自由程。自由程是啥?就是一个分子和其他分子相继碰撞两次之间经过的直线距离(粗略理解意思就是这个分子热运动能跑多远),平均自由程就是个统计上的平均结果了。

    分子蒸馏的原理图就像上面这样,轻组分自由程长,重组分自由程短,就类似于一群人在一个房间抛一个瘦子和一个胖子,胖子抛的不高,抛到半空在重力作用下又掉了下来,但是瘦子就能抛很高,吧唧,砸天花板上了,然后胖子和瘦子就分开来了(还是当个胖子好……)

    上面这个就是分子蒸馏与普通蒸馏的比较,分子蒸馏技术具有几大特点。1)蒸馏蒸空度高。分子蒸馏仪可以创造一个高真空度系统环境的重要因素是其具有很好的密封性,内部压力可降至0.1Pa以下。2)蒸馏温度低。分子蒸馏分离利用的是分子平均自由程的不同,因此蒸馏温度远低于原料沸点,解决高附加值化学品热敏性的问题。3)分离效率高。分子蒸馏过程由于其不可逆性,使其能够分离普通蒸馏无法分离的物料,这一特点使得分子蒸馏技术可以应用在要求产物高纯度的食品及医药领域。4)物料受热时间短。分子蒸馏仪的刮膜器使得物料在蒸发器表面形成均匀的薄膜增大了蒸发面积,使蒸馏时间更短,降低了物料长时间受热分解的几率,使得分离更加高效,节约了时间成本。

    分子蒸馏在石油化工、食品、医药、香精香料精细化工等领域均有运用,尤其在天然产物及热敏性物料的分离纯化方面得到广泛的应用。例如精制鱼油的提取,鱼油中的EPA、DHA(这玩意儿叫脑黄金,很多婴幼儿产品里面都有这个成分)主要从海产鱼油中提取,采用分子蒸馏的鱼油产品色泽好、气味纯正、过氧化值低。此外还有天然色素、天然维生素、天然挥发精油的提取,都用到分子精馏。而在石油化工领域,可以用于合成润滑油基础油的精制处理,还有用于油品分析,应用在减压馏分油的深拔领域。医药领域用于药物或者中间体的提纯(例如抗HIV-1药物度鲁特韦的关键中间体4-甲氧基乙酰乙酸甲酯的提纯)。

    分子蒸馏技术与其他先进技术结合,可以解决更多的实际问题。然而对于分子蒸馏仪内部流体力学和传质传热过程的机理研究还不够全面,应通过进一步的研究,建立相应的数学模型,为分子蒸馏技术解决现实问题提供理论基础。同时应大力开发低成本、高处理量的分子蒸馏设备,使得分子蒸馏技术可以实现大规模的工业应用。
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