技術(shù)文章
1. 進(jìn)料階段
- 原料準(zhǔn)備:首先要對(duì)原料進(jìn)行預(yù)處理。這包括對(duì)原料進(jìn)行過濾,去除其中的固體雜質(zhì),如在從植物提取物中分離有效成分時(shí),要過濾掉植物殘?jiān)?;?duì)原料進(jìn)行預(yù)熱處理,使其接近或達(dá)到合適的進(jìn)料溫度,這樣可以提高進(jìn)料的流動(dòng)性,確保原料能夠順利進(jìn)入分子蒸餾裝置。
- 進(jìn)料方式:原料通過進(jìn)料泵輸送到分子蒸餾裝置的蒸發(fā)器中。進(jìn)料泵可以精確控制進(jìn)料的速度和流量。在進(jìn)料管道上通常會(huì)配備流量控制器和壓力傳感器,以保證進(jìn)料的穩(wěn)定性。例如,根據(jù)分子蒸餾裝置的大小和處理能力,以及原料的性質(zhì),進(jìn)料速度可以控制在幾毫升/分鐘到幾十升/分鐘不等。
2. 蒸發(fā)階段
- 薄膜形成:原料進(jìn)入蒸發(fā)器后,通過特定的方式在蒸發(fā)器壁上形成薄膜。如果是刮膜式分子蒸餾裝置,內(nèi)部的刮板會(huì)將原料均勻地刮在加熱壁上,形成薄而均勻的液膜;若是降膜式裝置,則是依靠重力和液體自身的流動(dòng)性,使原料在蒸發(fā)器壁上形成液膜。液膜的厚度一般在0.05 - 1mm之間,薄液膜有利于分子的快速蒸發(fā)。
- 加熱蒸發(fā):蒸發(fā)器通過加熱系統(tǒng)(如夾套加熱、內(nèi)置盤管加熱等)對(duì)液膜進(jìn)行加熱。加熱介質(zhì)可以是導(dǎo)熱油、蒸汽等。在高真空環(huán)境下(壓力通常為0.1 - 100Pa),液體分子獲得足夠的能量,從液膜表面逸出。此時(shí),輕分子和重分子都開始蒸發(fā),但由于輕分子的自由程較長,它們更容易從液膜表面逸出并向冷凝器方向運(yùn)動(dòng)。
3. 分離階段
- 分子運(yùn)動(dòng)與分離:在高真空環(huán)境中,蒸發(fā)出來的分子根據(jù)其自由程的差異進(jìn)行分離。輕分子能夠在幾乎不受到重分子干擾的情況下,向冷凝器運(yùn)動(dòng)。而重分子由于自由程較短,大部分會(huì)落回蒸發(fā)器中的液膜表面。例如,在分離魚油中的多不飽和脂肪酸(輕分子)和甘油三酯(重分子)時(shí),多不飽和脂肪酸分子的自由程較長,能夠順利地向冷凝器運(yùn)動(dòng),而甘油三酯分子則大多返回液膜。
4. 冷凝階段
- 蒸汽冷凝:分子蒸餾裝置的冷凝器位于蒸發(fā)器附近,其溫度遠(yuǎn)低于蒸發(fā)器溫度。從蒸發(fā)器逸出的輕分子蒸汽在向冷凝器運(yùn)動(dòng)的過程中,遇到低溫的冷凝器表面,失去能量而被冷凝成液體。冷凝器通常采用冷卻水或其他低溫介質(zhì)進(jìn)行冷卻,其內(nèi)部有冷卻管道或冷卻夾套,以保證有足夠低的溫度使蒸汽冷凝。
- 餾分收集:冷凝后的輕分子液體通過管道收集到輕餾分收集器中。而留在蒸發(fā)器中的重分子物質(zhì),可以在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候通過重餾分出口收集到重餾分收集器中,或者留在蒸發(fā)器中進(jìn)行進(jìn)一步的處理。
5. 真空系統(tǒng)運(yùn)行階段
- 真空維持:在整個(gè)分子蒸餾過程中,真空系統(tǒng)一直處于工作狀態(tài)。真空泵(如擴(kuò)散泵、分子泵等)不斷地抽出裝置內(nèi)的氣體,維持高真空環(huán)境。真空管道要保證良好的密封性,防止空氣泄漏。同時(shí),真空系統(tǒng)中還會(huì)配備真空閥門,用于控制真空度和氣體的進(jìn)出,例如在設(shè)備啟動(dòng)和停止過程中,通過閥門來調(diào)節(jié)真空系統(tǒng)的操作。
6. 清洗和維護(hù)階段
- 定期清洗:在完成一定批次的蒸餾操作后,需要對(duì)分子蒸餾裝置進(jìn)行清洗。清洗的主要目的是去除蒸發(fā)器、冷凝器和管道內(nèi)殘留的物料,防止物料積累、結(jié)焦或變質(zhì),影響下一次的蒸餾效果。清洗過程通常包括用適當(dāng)?shù)娜軇_洗裝置,然后用清水沖洗,最后進(jìn)行干燥。
- 部件檢查和維護(hù):定期檢查裝置的各個(gè)部件,如蒸發(fā)器的加熱系統(tǒng)是否正常、刮板(如果是刮膜式裝置)是否磨損、真空系統(tǒng)的密封性是否良好等。對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)進(jìn)行維修或更換部件,以確保分子蒸餾裝置的正常運(yùn)行。