分子蒸餾工作原理

短程蒸餾器是一個工作在1~0.001mbar壓力下熱分離技術過程，它較低的沸騰溫度，非常適合熱敏性、高沸點物。其基本構成：帶有加熱夾套的圓柱型筒體，轉子和內置冷凝器；在轉子的固定架上精確裝有刮膜器和防飛濺裝置。內置冷凝器位于蒸發器的中心，轉子在圓柱型筒體和冷凝器之間旋轉。

短程蒸餾器由外加熱的垂直圓筒體、位于它的中心冷凝器及在蒸餾器和冷凝器之間旋轉的刮膜器組成。

蒸餾過程是：物料從蒸發器的頂部加入，經轉子上的料液分布器將其連續均勻地分布在加熱面上，隨即刮膜器將料液刮成一層極薄、呈湍流狀的液膜，并以螺旋狀向下推進。在此過程中，從加熱面上逸出的輕分子，經過短的路線和幾乎未經碰撞就到內置冷凝器上冷凝成液，并沿冷凝器管流下，通過位于蒸發器底部的出料管排出；殘液即重分子在加熱區下的圓形通道中收集，再通過側面的出料管中流出。

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由分子蒸餾的基本原理可以看出，分子蒸餾是一種區別于常規蒸餾的非平衡狀態下的特殊蒸餾。與常規蒸餾相比，分子蒸餾有如下無法比擬的特點:

（1）操作溫度低，節省能耗

常規蒸餾是依靠物料混合物中不同物質的沸點差進行分離的，而分子蒸餾是靠不同物質的分子運動平均自由程的差別來進行分離的，并不要求物料一定要達到沸騰狀態，只要分子從液相中揮發逸出，就可以實現分離。正因為分子蒸餾是在遠離沸點下進行操作，因此產品的能耗小。

（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，降低熱敏性物質的熱損傷。

由于分子蒸餾是利用不同物質分子運動平均自由程的差別而實現分離的，其基本要求是加熱面與冷凝面的距離必須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生碰撞即射向冷凝面，所以受熱時間極短。研究測定指出，分子蒸餾受熱時間為幾秒或幾十秒，從而在很大程度上避免了物質的分解或聚合。

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短程蒸餾(又叫分子蒸餾)是一種熱分離工藝，用于分離熱敏性產物。短程蒸餾的特點是產物停留時間短、工藝蒸發溫度低，力求讓蒸餾產物受到盡量小的熱應力。可見，短程蒸餾是一種非常溫和的蒸餾過程。

短程蒸餾配套真空系統，通過降低操作壓力，達到降低產物沸點的目的。這是一種連續分離過程，其產物停留時間低至數十秒(而其他常規分離方法的停留時間達到數小時!)。

所以，在常規蒸餾工藝中(無論是連續的循環、膜式蒸餾，還是非連續的批次蒸餾)，由于高溫、長停留時間而分解的產品，用短程蒸餾就能夠順利分離。例如，高分子有機化合物用常規蒸餾方法來分離時，較高工藝溫度(如超過200℃)會導致其熱敏性的分子鏈裂解。因此高分子有機化合物的分離幾乎都會使用短程蒸餾。

短程蒸餾的工藝壓力和溫度范圍通常在1到1x10-3 mbar、150到280℃。

短程蒸餾特別適合以下熱敏性產物的蒸餾、蒸發、濃縮和汽提：

分子蒸餾又稱為短程蒸餾，它的原理是在高真空度條件下操作，具有蒸餾壓力低、操作溫度低、受熱時間短、分離效率高等優點，特別適用于高分子量、高沸點、高粘度、熱敏性及易氧化物系的分離。1,8-桉葉油素和α-蒎烯是桉葉精油的主要組分，在醫藥化工領域有著重要的應用，該文運用分子蒸餾技術對以上2種物質進行分餾純化，為桉葉精油的精制提供新的工藝思路和參考。

研究結果表明，分子蒸餾能夠對桉葉精油進行有效的純化精制，桉葉初級精油經過二級分子蒸餾精制后，餾出物中1,8-桉葉油素和α-蒎烯的含量分別為60.80%和31.58%，較一級分子蒸餾所得初級桉葉精油中含量分別提高了76.50%和55.72%。較傳統精油提純方法如水蒸氣蒸餾法、有機溶劑萃取法等具有明顯優勢。

分子蒸餾技術作為一種綠色溫和的分離技術提純桉葉精油具有可行性，在純化過程中，不會對精油有效成分造成破壞，熱敏成分不易分解變質，不會發生聚合等現象，可擺脫化學處理方法的束縛，真正保持其***的特性。隨著人們追求天然產品、回歸自然潮流的興起，新產品不斷出現，分子蒸餾技術必將因其***質量、條件溫和的工藝特點而備受青睞。

短程分子蒸餾系統分離物質的原理？

分子蒸餾是一種特殊的液體分離技術，它與傳統蒸餾依靠沸點差分離原理不同，而是靠不同物質分子運動平均自由程的差別實現分離。分子蒸餾是一種在高真空下操作的蒸餾方法，蒸氣分子的平均自由程大于蒸發表面與冷凝表面之間的距離，從而可利用料液中各組分蒸發速率的差異，對液體混合物進行分離。  

在一定溫度下，壓力越低，氣體分子的平均自由程越大。當蒸發空間的壓力很低（100～10000mmHg），且使冷凝表面靠近蒸發表面，其間的垂直距離小于氣體分子的平均自由程時，從蒸發表面汽化的蒸氣分子，可以不與其他分子碰撞，直接到達冷凝表面而冷凝。當液體混合物沿加熱板流動并被加熱，輕、重分子會逸出液面而進入氣相，由于輕、重分子的自由程不同，因此，不同物質的分子從液面逸出后移動距離不同，若能恰當地設置一塊冷凝板，則輕分子達到冷凝板被冷凝排出，而重分子達不到冷凝板沿混合液排出。這樣，達到物質分離的目的。

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分子蒸餾過程

短程蒸餾器還適合于進行分子蒸餾。分子流從加熱面直接到冷凝器表面。分子蒸餾過程可發如下四步：

分子蒸餾分子從液相主體向蒸發表面擴散

通常，液相中的擴散速度是控制分子蒸餾速度的主要因素，所以應盡量減薄液層厚度及強化液層的流動。

分子蒸餾分子在液層表面上的自由蒸發

蒸發速度隨著溫度的升高而上升，但分離因素有時卻隨著溫度的升高而降低，所以，應以被加工物質的熱穩定性為前提，選擇經濟合理的蒸餾溫度。

分子蒸餾分子從蒸發表面向冷凝面飛射

蒸氣分子從蒸發面向冷凝面飛射的過程中，可能彼此相互碰撞，也可能和殘存于兩面之間的空氣分子發生碰撞。由于蒸發分子遠重于空氣分子，且大都具有相同的運動方向，所以它們自身碰撞對飛射方向和蒸發速度影響不大。而殘氣分子在兩面間呈雜亂無章的熱運動狀態，故殘氣分子數目的多少是影響飛射方向和蒸發速度的主要因素。

分子蒸餾分子在冷凝面上冷凝

只要保證冷熱兩面間有足夠的溫度差（一般為70~100℃），冷凝表面的形式合理且光滑則認為冷凝步驟可以在瞬間完成，所以選擇合理冷凝器的形式相當重要。

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