在蒸餾壓力為0.15kPa，物料流量、刮膜蒸餾轉(zhuǎn)速、冷卻水溫度與上述實(shí)驗(yàn)條件相同時(shí)，實(shí)驗(yàn)測得溫度對山蒼子油餾余物收率、檸檬醛質(zhì)量分?jǐn)?shù)、檸檬醛收率的影響如圖3所示。從圖3可以看出，在蒸餾壓力一定時(shí)，隨著溫度從35℃升高到55℃，輕分子的平均自由程增大，大量輕分子蒸發(fā)到冷凝面被冷卻收集，而少數(shù)的重分子由于獲得能量，平均自由程也會(huì)增大，可以被冷卻收集。所以餾余物及餾余物中主要成分檸檬醛的收率均有所下降，而其中的檸檬醛的含量逐漸增加。當(dāng)溫度達(dá)到45℃時(shí)，餾余物中檸檬醛含量達(dá)98.2%，此后檸檬醛含量隨溫度增加不明顯。而且高溫易引起使檸檬醛發(fā)生聚合 

分子蒸餾技術(shù)是一種特殊的液液分離技術(shù)，它產(chǎn)生于20世紀(jì)20年代，是伴隨著人們對真空狀態(tài)下氣體運(yùn)動(dòng)理論的深入研究以及真空蒸餾技術(shù)的不斷發(fā)展而逐漸興起的一種新的分離技術(shù)。目前，分子蒸餾技術(shù)已成為分離技術(shù)中的一個(gè)重要分支。
3.基本原理：
（3.1）分子運(yùn)動(dòng)平均自由程。任一分子在運(yùn)動(dòng)過程中都在不斷變化自由程，在某時(shí)間間隔內(nèi)自由程的平均值為平均自由程。設(shè)Vm為某一分子的平均速度，f為碰撞頻率，λm為平均自由程。則λm=Vm/f，故f=Vm/λm 。由熱力學(xué)原理可知:

 那么，可得：

 式中，d為分子的有效直徑，P為分子所處空間的壓強(qiáng)，T為分子所處環(huán)境的溫度,K為波爾茲曼常數(shù)。

（3.2）分離因數(shù)Langmuir研究了高真空下純物質(zhì)的蒸發(fā)現(xiàn)象，從理論上推導(dǎo)出純物質(zhì)的分子蒸發(fā)速率為:

 式中，P0為物質(zhì)的飽和蒸汽壓，Rg為氣體常數(shù)，Ts為液膜表面溫度，M為物質(zhì)的摩爾質(zhì)量。由上式可知，理論分子蒸發(fā)速率只是液體表面溫度和分子種類的函數(shù)。

分子蒸餾是一種非平衡分離過程，分子蒸餾理論分離因數(shù)為:

與普通蒸餾相比，分子蒸餾理論分離因數(shù)增加了(MB/MA)1/2倍，因此，分子蒸餾技術(shù)可以用來分離揮發(fā)度相近但分子量不同的混合物系。

（3.3）分子蒸餾技術(shù)的基本原理。根據(jù)分子運(yùn)動(dòng)平均自由程公式知，不同種類的分子，由于其分子有效直徑不同，故其平均自由程也不同，即其為不同種類分子。從統(tǒng)計(jì)學(xué)觀點(diǎn)看，其逸出液面后不與其他分子碰撞的飛行距離是不同的。分子蒸餾的分離就是利用液體分子受熱后從液面逸出，而不同種類分子逸出后其平均自由程不同這一性質(zhì)來實(shí)現(xiàn)的。輕分子的平均自由程大，重分子的平均自由程小，使得輕分子落在冷凝面上，重分子因達(dá)不到冷凝面而返回原來液面，這樣混合物就得以分離。

4.特點(diǎn)

由分子蒸餾的基本原理可以看出，分子蒸餾是一種區(qū)別于常規(guī)蒸餾的非平衡狀態(tài)下的特殊蒸餾。與常規(guī)蒸餾相比，分子蒸餾有如下的特點(diǎn):

（4.1）操作溫度低，可大大節(jié)省能耗

常規(guī)蒸餾是依靠物料混合物中不同物質(zhì)的沸點(diǎn)差進(jìn)行分離的，而分子蒸餾是靠不同物質(zhì)的分子運(yùn)動(dòng)平均自由程的差別來進(jìn)行分離的，并不要求物料一定要達(dá)到沸騰狀態(tài)，只要分子從液相中揮發(fā)逸出，就可以實(shí)現(xiàn)分離。正因?yàn)榉肿诱麴s是在遠(yuǎn)離沸點(diǎn)下進(jìn)行操作，因此產(chǎn)品的能耗小。

（4.2）蒸餾壓強(qiáng)低，要求在高真空度下操作。

分子運(yùn)動(dòng)平均自由程與系統(tǒng)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(dá)0.1-100Pa。

（4.3）受熱時(shí)間短，降低熱敏性物質(zhì)的熱損傷。

由于分子蒸餾是利用不同物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)平均自由程的差別而實(shí)現(xiàn)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(yùn)動(dòng)平均自由程，這個(gè)距離通常很小，因此輕分子由液面逸出后幾乎未發(fā)生碰撞即射向冷凝面，所以受熱時(shí)間極短。研究測定指出，分子蒸餾受熱時(shí)間僅為幾秒或幾十秒，從而在很大程度上避免了物質(zhì)的分解或聚合。

（4.4）分離程度及產(chǎn)品收率高，尤其適合于特定蒸餾。分子蒸餾的揮發(fā)度可以用下式表示：

式中M1——輕分子相對分子質(zhì)量;

M2——重分子相對分子質(zhì)量;

P1——輕分子飽和蒸汽壓，Pa,

P2——重分子飽和蒸汽壓，Pa;

Tt——相對揮發(fā)度。

但是，常規(guī)蒸餾的相對揮發(fā)度為:

 對比式(5)與式(6)可以看出，由于M2大于M1，因此分子蒸餾的相對揮發(fā)度大于常規(guī)蒸餾的相對揮發(fā)度，這就從理論上證明了分子蒸餾比常規(guī)蒸餾更容易實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的分離。同時(shí)，分子蒸餾由于處于非平衡狀態(tài)下操作及其設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使得分離效率遠(yuǎn)高于常規(guī)蒸餾，從而可使產(chǎn)品的收率大大提高，降低生產(chǎn)成本。
短程分子蒸餾常見問題  

短程分子蒸餾在操作過程中可能會(huì)遇到一些常見問題，這些問題主要涉及溫度控制、真空度、冷凝效果、設(shè)備狀態(tài)以及操作規(guī)范等方面。以下是對這些問題的歸納：  

溫度控制問題：  

溫度控制是短程分子蒸餾過程中的關(guān)鍵因素。如果加熱溫度或冷凝溫度控制不穩(wěn)定，可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品純度下降、產(chǎn)量減少甚至設(shè)備損壞。因此，需要定期檢查溫度傳感器的連接是否牢固，加熱元件是否損壞，以及溫控器的設(shè)定值是否正確。  

真空度不足：  

分子蒸餾過程常在高真空條件下進(jìn)行，以增加分子的平均自由路徑，提高分離效率。真空度不足會(huì)導(dǎo)致物料的沸點(diǎn)升高，影響分離效果。這通常與真空泵的工作狀態(tài)、真空系統(tǒng)的密封性能以及是否有泄漏有關(guān)。因此，需要定期檢查真空泵的工作狀態(tài)，確保真空系統(tǒng)無泄漏，并及時(shí)維修。  

冷凝器溫度不適宜：  

冷凝器溫度對分離效果有很大影響。過高的冷凝器溫度可能導(dǎo)致輕組分無法有效冷凝，而過低的冷凝器溫度則可能導(dǎo)致重組分過度冷凝。因此，需要根據(jù)物料的性質(zhì)和設(shè)備的要求，合理控制冷凝器溫度。  

設(shè)備結(jié)垢與堵塞：  

長時(shí)間運(yùn)行后，設(shè)備內(nèi)部可能出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象，影響傳熱效果和分離效果。此外，不合適的進(jìn)料粒度或進(jìn)料速度過快也可能導(dǎo)致設(shè)備堵塞。因此，需要定期對設(shè)備進(jìn)行清洗，去除結(jié)垢，并選用合適的進(jìn)料粒度和控制進(jìn)料速度。  

操作不規(guī)范：  

操作人員不熟悉設(shè)備性能或未嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作，也可能導(dǎo)致一系列問題。因此，操作人員應(yīng)接受專業(yè)培訓(xùn)，熟悉設(shè)備性能和操作規(guī)程，并在操作過程中細(xì)心、謹(jǐn)慎。  

綜上所述，短程分子蒸餾過程中可能遇到的問題涉及多個(gè)方面，需要操作人員具備豐富的專業(yè)知識和經(jīng)驗(yàn)，以及良好的設(shè)備維護(hù)和管理能力。通過定期檢查、維護(hù)和規(guī)范操作，可以有效避免這些問題的發(fā)生，確保短程分子蒸餾過程的順利進(jìn)行和產(chǎn)品的高質(zhì)量。
短程分子蒸餾的系統(tǒng)安裝 

短程分子蒸餾的系統(tǒng)安裝是一個(gè)涉及多個(gè)步驟和細(xì)節(jié)的過程，需要仔細(xì)按照操作手冊或廠家指導(dǎo)進(jìn)行。以下是一個(gè)概括性的安裝指南，供您參考：  

一、安裝前準(zhǔn)備  

檢查設(shè)備：確保所有設(shè)備和配件齊全且無損壞，如蒸發(fā)器、冷凝器、真空泵、冷卻水系統(tǒng)等。  

準(zhǔn)備工具：準(zhǔn)備必要的安裝工具，如螺絲刀、扳手、撬棍等。  

閱讀手冊：詳細(xì)閱讀設(shè)備操作手冊，了解安裝步驟和注意事項(xiàng)。  

二、安裝步驟  

安裝支架：  

如果設(shè)備支架未預(yù)裝，需要按照圖紙或手冊指導(dǎo)進(jìn)行組裝。  

確保支架穩(wěn)固，無晃動(dòng)。  

安裝蒸發(fā)器：  

將蒸發(fā)器垂直固定在支架上，確保其水平且同軸。  

安裝成膜框欄和電機(jī)，確保各軸心位置對齊，避免張力。  

連接冷凝器：  

將冷凝器連接到蒸發(fā)器的頂部，確保連接緊密無泄漏。  

連接冷卻水源，檢查冷卻水進(jìn)出口閥門是否正常開啟，壓力是否正常。  

安裝真空系統(tǒng)：  

連接真空泵或氣體進(jìn)料閥門，根據(jù)設(shè)備型號選擇合適的真空系統(tǒng)。  

安裝冷阱，并確保其與設(shè)備連接密閉。  

連接收集瓶：  

將收集瓶連接到冷凝器的出口處，確保密封良好。  

安裝電源和控制系統(tǒng)：  

根據(jù)設(shè)備要求連接電源，確保電壓、頻率等參數(shù)符合要求。  

安裝控制系統(tǒng)，如溫度計(jì)、壓力表、流量計(jì)等，確保正常運(yùn)行。  

檢查各部件：  

仔細(xì)檢查各部件是否安裝到位，無松動(dòng)或損壞。  

確保所有連接部分都涂有真空脂，以增強(qiáng)密封性。  

三、調(diào)試與試運(yùn)行  

進(jìn)行泄漏測試：  

在設(shè)備安裝完成后，進(jìn)行泄漏測試，確保無氣體泄漏。  

試運(yùn)行：  

按照操作手冊指導(dǎo)進(jìn)行試運(yùn)行，檢查設(shè)備各項(xiàng)功能是否正常。  

特別注意加熱單元、真空系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等關(guān)鍵部件的運(yùn)行情況。  

調(diào)整參數(shù)：  

根據(jù)待分離混合物的性質(zhì)和沸點(diǎn)差異，調(diào)整合適的操作溫度和壓力。  

四、注意事項(xiàng)  

安全第一：在安裝和調(diào)試過程中，始終注意安全，避免觸電、燙傷等危險(xiǎn)。  

仔細(xì)操作：按照操作手冊或廠家指導(dǎo)進(jìn)行操作，避免誤操作導(dǎo)致設(shè)備損壞或人身傷害。  

定期檢查：在設(shè)備運(yùn)行過程中，定期檢查各部件的運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理潛在問題。  

五、總結(jié)  

短程分子蒸餾的系統(tǒng)安裝是一個(gè)復(fù)雜而精細(xì)的過程，需要仔細(xì)按照操作手冊或廠家指導(dǎo)進(jìn)行。通過充分的準(zhǔn)備、正確的安裝步驟和嚴(yán)格的調(diào)試與試運(yùn)行，可以確保設(shè)備正常運(yùn)行并達(dá)到預(yù)期的分離效果。  

蒸餾實(shí)驗(yàn)的用途和特點(diǎn)如下：  

用途  

蒸餾實(shí)驗(yàn)是一種廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域的化學(xué)分離技術(shù)，其主要用途包括：  

工業(yè)制品生產(chǎn)：在煉油廠中，原油經(jīng)過蒸餾可以得到不同的油品，如汽油、柴油、液化氣等。此外，在化學(xué)工業(yè)中，蒸餾也被用來處理天然氣以得到液化氣，或者將水進(jìn)行蒸餾以獲取高純度的水。  

食品加工：在釀造白酒的過程中，需要將酒精從發(fā)酵液中分離出來，這就需要用到蒸餾技術(shù)。此外，一些特殊的食品如香草提取物、檸檬酸等，也通過蒸餾進(jìn)行提取。  

醫(yī)藥制品制造：生產(chǎn)藥用酒精時(shí)需要進(jìn)行蒸餾，同時(shí)制造某些藥品時(shí)也需要用到蒸餾技術(shù)，以確保產(chǎn)品的純度和質(zhì)量。  

環(huán)境保護(hù)：蒸餾技術(shù)還可以用于處理工業(yè)廢氣，通過蒸餾可以得到高純度的化學(xué)品，從而減輕對環(huán)境的污染。  

實(shí)驗(yàn)室研究：在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中，蒸餾常被用來純化化合物，或者從混合物中分離出單一化合物，以滿足實(shí)驗(yàn)需求。  

特點(diǎn)  

蒸餾實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)主要包括：  

直接獲得所需產(chǎn)品：蒸餾操作可以直接獲得所需的產(chǎn)品，無需經(jīng)過復(fù)雜的后續(xù)處理，因此操作流程相對簡單。  

適用范圍廣：蒸餾不僅可以用于分離液體混合物，還可以分離氣體混合物或固體混合物（如通過加壓液化或加熱熔化并減壓的方式）。這使得蒸餾在多個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。  

需要消耗大量能量：蒸餾過程中需要產(chǎn)生大量的氣相和液相，因此需要消耗大量的能量。為了建立汽液兩相混合系統(tǒng)，可能還需要高壓、高溫、真空或低溫等條件，這也會(huì)帶來一定的技術(shù)問題和能耗。  

高效分離：由于混合物中各組分揮發(fā)性的差異，蒸餾可以高效地將它們分離出來，得到純度較高的產(chǎn)品。  

設(shè)備多樣：根據(jù)實(shí)驗(yàn)或生產(chǎn)的需求，蒸餾設(shè)備有多種類型，如普通蒸餾裝置、短程蒸餾裝置等。這些設(shè)備各具特點(diǎn)，可以滿足不同的分離需求。

天津君歌主要的分子蒸餾系列產(chǎn)品列表: