分子蒸馏仪的工作原理是把不同的物质分开

我们要讲的这个分子蒸馏仪(Molecular Distillation),它的工作原理是把不同的物质分开。在超高真空度的环境下,混合物里的各个分子因为自由程不一样,就会跑到不同的地方。 你要知道,分子蒸馏就是一种利用这个原理的特殊分离技术。它根据混合物中各组分分子平均自由程的不同,把轻组分和重组分分离开来。说白了,轻组分是跑得比较快的,也就是那些沸点低、挥发性强的物质;重组分就是跑不动的,也就是沸点高、挥发性弱的物质。 那轻组分(Light Ends)和重组分(Heavy Ends)具体指什么呢?简单来说,轻组分就是指沸点较低、挥发性强、分子平均自由程较长的那部分。这个性质让它们分子小、容易逃逸,能轻松飞过蒸发面和冷凝面之间的距离。你可以从馏出液或轻馏分出口把它们收集起来。重组分就是指沸点较高、挥发性弱、分子平均自由程较短的那部分。这一类分子大、不容易跑远,通常就留在蒸发面附近原地冷却或者被截留了。 你在操作的时候,怎么判断哪些是轻组分,哪些是重组分呢?主要看分子平均自由程。轻组分跑得快,重组分跑不动。 现在给你举个例子,你之前想回收含碘乙醇洗液对吧?如果用分子蒸馏仪来做这个回收,效果会比普通精馏塔好很多。 这个体系里的轻组分主要是乙醇和微量水。乙醇的沸点是78℃,水的沸点是100℃,虽然常压下不算太高温环境了,但是在分子蒸馏的高真空环境下,它们的有效沸点会大大降低。 所以在高真空环境下,乙醇和水就能迅速挥发了,飞射到对面的冷凝板上变成液体流出来收集起来。 这部分就是我们想要回收的目标产物了,就是那个含有95%乙醇浓度的溶液,直接回用在洗涤粉体上就可以了。 再说说重组分吧。主要成分是碘(Iodine)、还有微量高沸有机物和夹带的少量乙醇。虽然碘在常温下是固体,但在乙醇体系中它是大分子而且不易挥发。 所以在高真空环境下它挥发性能远不如乙醇好。因为分子平均自由程短,它就只能留在蒸发面附近或者顺着流道流走了。 所以我们只需要把它们当做杂质或废液处理就可以了。 通过对比你会发现普通精馏和分子蒸馏有很大不同:普通精馏是从塔底到塔顶逐渐分离出不同沸点的物质;而分子蒸馏是中间有一个蒸发面,轻组分飞过去冷凝下来流出来收集;而重组分就留在原地顺着流道排出去了。 为什么分子蒸馏特别适合这种分离呢?因为它温度远低于物质的常压沸点温度特别低时间也特别短只有几秒到几十秒。 这样就可以有效防止碘在高温下氧化升华或者发生副反应了。确保回收的乙醇不含碘也不被高温破坏掉了。 最后总结一下吧:在你操作分子蒸馏仪的时候: 轻组分等于乙醇加水(也就是你想要的东西),放在馏出口收集起来; 重组分等于碘加杂质(就是你要丢弃的东西),放在残液口收集起来就行了。