離(li)心式(shi)分子蒸餾(liu)器(qi)的(de)工作(zuo)原(yuan)理(li)如(ru)下(xia):
1. 物(wu)料分布與(yu)成(cheng)膜(mo):
- 待分離的(de)液體混合物通(tong)過(guo)進料系統(tong)被(bei)送(song)到高(gao)速旋轉的(de)轉盤中(zhong)央(yang)。轉盤(pan)通(tong)常(chang)以(yi)較(jiao)高(gao)的(de)速度旋轉,比如(ru)每分鐘(zhong)數(shu)千(qian)轉(zhuan)甚(shen)至(zhi)更(geng)高(gao)的(de)轉速。
- 物料(liao)在(zai)離心力(li)的(de)作(zuo)用(yong)下(xia)向(xiang)轉(zhuan)盤(pan)邊(bian)緣擴(kuo)散(san),並(bing)在旋轉面(mian)迅(xun)速(su)擴展形成(cheng)極薄的(de)液膜(mo)。由(you)於離心力(li)的(de)存(cun)在,液(ye)膜(mo)的(de)厚度可(ke)以(yi)被(bei)控(kong)制得(de)非常(chang)薄且(qie)分布極為均勻(yun)。
2. 加(jia)熱蒸發:
- 在液膜(mo)形(xing)成(cheng)的(de)同時(shi),蒸(zheng)餾(liu)器(qi)的(de)加熱系統(tong)對(dui)轉(zhuan)盤及(ji)液(ye)膜(mo)進(jin)行加熱(re)。物料獲(huo)得(de)熱(re)量後,液膜(mo)中(zhong)的(de)分子運動(dong)加劇,當分子獲得足(zu)夠的(de)能(neng)量時(shi),就(jiu)會從(cong)液膜(mo)表(biao)面(mian)逸(yi)出(chu)而(er)成(cheng)為氣相分子。
- 因為液膜(mo)薄,物(wu)料(liao)能(neng)夠在短時(shi)間(jian)內(nei)快速被(bei)加(jia)熱至(zhi)適合蒸發的(de)溫度,並且(qie)受(shou)熱均(jun)勻(yun),大(da)大提高了(le)蒸(zheng)發的(de)效率。
3. 分子飛射(she)與分離:
- 從(cong)液膜(mo)表(biao)面(mian)逸(yi)出(chu)的(de)蒸氣分子在高真(zhen)空環(huan)境下(xia)向(xiang)對(dui)面(mian)的(de)冷凝面飛射(she)。在這個(ge)過(guo)程中(zhong),蒸(zheng)氣(qi)分子基本不與(yu)其他分子發生(sheng)碰撞(或(huo)者碰撞概率極低),可(ke)以(yi)看(kan)作(zuo)是(shi)近(jin)似自(zi)由(you)地(di)向(xiang)冷凝面運動(dong)。
- 不同物(wu)質的(de)分子由於其分子質量、大(da)小(xiao)等因(yin)素的(de)不同,具有(you)不同的(de)分子運動(dong)平均(jun)自(zi)由(you)程。輕分子的(de)平均(jun)自(zi)由(you)程較(jiao)大(da),能(neng)夠順(shun)利地(di)到(dao)達冷凝面;而重(zhong)分子的(de)平均(jun)自(zi)由(you)程較(jiao)小(xiao),在到達冷凝面之(zhi)前(qian)就(jiu)會失去動(dong)能(neng),無(wu)法(fa)到達(da)冷凝面。
4. 冷凝與收集(ji):
- 當(dang)輕分子到達冷凝面時,由(you)於冷熱兩面間(jian)存(cun)在足(zu)夠的(de)溫度差,輕(qing)分子會在瞬(shun)間(jian)冷凝成(cheng)液體。
- 冷凝後的(de)液體分子會沿著(zhe)冷凝面流(liu)下(xia),通(tong)過(guo)特定(ding)的(de)收集(ji)裝置(zhi)被(bei)收集(ji)起(qi)來,從(cong)而實(shi)現了(le)與重(zhong)分子的(de)分離。而(er)重(zhong)分子則會沿著(zhe)轉盤(pan)邊(bian)緣的(de)特定(ding)通(tong)道(dao)排出(chu),或者在蒸(zheng)發面附(fu)近(jin)積(ji)累,隨後通(tong)過(guo)相應的(de)排出裝置(zhi)排(pai)出蒸(zheng)餾(liu)器(qi)。
總(zong)的(de)來說(shuo),離心式(shi)分子蒸餾(liu)器(qi)利(li)用(yong)高(gao)速(su)旋轉的(de)轉盤產生(sheng)的(de)離心力(li)形成(cheng)極薄的(de)液膜(mo),在(zai)高(gao)真(zhen)空、加(jia)熱的(de)條件下(xia),根(gen)據不同分子的(de)平均(jun)自(zi)由(you)程差異(yi)實(shi)現物(wu)質的(de)高效分離。這種(zhong)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)使(shi)得離(li)心式(shi)分子蒸餾(liu)器(qi)具有(you)蒸發效率高、分離效(xiao)果(guo)好、適用(yong)於熱敏(min)性(xing)物(wu)質分離等優點,但同時(shi)也(ye)存(cun)在結(jie)構(gou)復(fu)雜、制造(zao)及操(cao)作(zuo)難度(du)大(da)、設備成(cheng)本高等特點(dian)。