技(ji)術文章(zhang)
當(dang)前位(wei)置(zhi):首頁 > 技(ji)術文章(zhang) > 分(fen)子(zi)蒸(zheng)餾的最(zui)佳(jia)轉速(su)範(fan)圍是多(duo)少?
分(fen)子(zi)蒸(zheng)餾的最(zui)佳(jia)轉速(su)範(fan)圍並非固(gu)定(ding)值,而是由物料特性(xing)、設(she)備(bei)類(lei)型(xing)(刮膜(mo)式(shi)/離心(xin)式(shi))及(ji)分(fen)離目(mu)標(biao)共(gong)同(tong)決(jue)定(ding),核心(xin)原則(ze)是在液(ye)膜(mo)均(jun)勻性(xing)、厚度(du)合理(li)性(xing)與物料穩定(ding)性(xing)(不飛濺、不降解) 之(zhi)間找(zhao)到(dao)平衡。以(yi)下(xia)是具體(ti)分(fen)析(xi):
壹(yi)、按(an)設(she)備(bei)類(lei)型(xing)劃分(fen)的典(dian)型(xing)轉速(su)範(fan)圍
1. 刮膜(mo)式(shi)分(fen)子(zi)蒸(zheng)餾
依(yi)賴(lai)刮板(ban)的機(ji)械(xie)剪切力鋪(pu)展(zhan)物料,轉速(su)範(fan)圍通常為(wei) 50-500 rpm,具(ju)體(ti)細分(fen):
- 低(di)粘(zhan)度物料(如精(jing)油、溶(rong)劑(ji),粘度(du)<100 cP):200-400 rpm
此(ci)時(shi)刮板(ban)可(ke)將(jiang)液(ye)膜(mo)厚(hou)度(du)控制在30-80 μm,既(ji)保(bao)證(zheng)輕組(zu)分(fen)快(kuai)速逸(yi)出(chu),又(you)避免因轉速(su)過(guo)高(gao)導致物料被(bei)甩(shuai)出蒸(zheng)發器。
- 中高(gao)粘度物料(如樹脂、油脂(zhi),粘(zhan)度(du)100-10000 cP):100-300 rpm
較(jiao)低轉速(su)可(ke)減(jian)少刮板(ban)對(dui)高(gao)粘度物料的過(guo)度(du)剪切(避免局部(bu)過(guo)熱或(huo)降解),同(tong)時(shi)通過刮板(ban)持(chi)續(xu)推(tui)動形(xing)成(cheng)100-300 μm的均(jun)勻液(ye)膜(mo)(過(guo)薄(bo)會因(yin)粘性(xing)阻力(li)導(dao)致膜斷裂)。
2. 離心(xin)式(shi)分(fen)子(zi)蒸(zheng)餾
依(yi)賴(lai)離心(xin)力鋪(pu)展物料(無刮板(ban)接觸),轉速(su)範(fan)圍通常為(wei) 300-1500 rpm(因(yin)設(she)備(bei)直(zhi)徑(jing)而異(yi),直徑(jing)越(yue)小(xiao)需(xu)越(yue)高(gao)轉速(su)),具(ju)體(ti)細分(fen):
- 低(di)粘(zhan)度物料:500-1000 rpm
離心(xin)力需(xu)克(ke)服(fu)重(zhong)力,將(jiang)物料從(cong)中心(xin)甩(shuai)向邊(bian)緣,形(xing)成(cheng)20-50 μm的超(chao)薄(bo)液(ye)膜(mo)(轉速(su)過(guo)低會導(dao)致邊緣無液(ye)膜(mo))。
- 中高(gao)粘度物料:800-1500 rpm
高(gao)轉速(su)產生的強(qiang)離心(xin)力(F∝轉速(su)²)才(cai)能突破物料內(nei)聚(ju)力(li),實現均(jun)勻鋪展(zhan),膜(mo)厚通常控制在50-150 μm(若(ruo)轉速(su)不足(zu),會出(chu)現中心(xin)堆(dui)積、邊緣(yuan)空白(bai))。
二、關(guan)鍵影響因素(su)與調(tiao)整原則(ze)
1. 物料粘度(du)
- 粘(zhan)度(du)越(yue)高(gao),所需(xu)轉速(su)越(yue)高(gao)(刮膜(mo)式(shi)需(xu)更(geng)強(qiang)剪切,離心(xin)式(shi)需(xu)更(geng)強(qiang)離心(xin)力),但(dan)上(shang)限(xian)受(shou)設(she)備(bei)功(gong)率(lv)和物料穩定(ding)性(xing)限(xian)制(如高(gao)粘度物料轉速(su)過(guo)高(gao)易導致刮板(ban)卡(ka)滯(zhi))。
- 例:處(chu)理(li)粘(zhan)度(du)10000 cP的聚(ju)合物熔(rong)體(ti)時(shi),刮膜(mo)式(shi)轉速(su)通常不超(chao)過200 rpm(避(bi)免刮板(ban)負(fu)載(zai)過(guo)大(da)),離心(xin)式(shi)需(xu)1200-1500 rpm(確(que)保(bao)膜覆(fu)蓋全(quan)表面)。
2. 蒸(zheng)發(fa)器結構(gou)
- 刮膜(mo)式(shi):刮板(ban)與(yu)蒸(zheng)發(fa)器間隙(xi)(通常0.5-2 mm)越(yue)小(xiao),相(xiang)同(tong)轉速(su)下(xia)剪切力越(yue)強(qiang),可(ke)適(shi)當(dang)降低轉速(su)(如(ru)間隙(xi)1 mm時(shi),轉速(su)可(ke)比(bi)2 mm時(shi)低20%)。
- 離心(xin)式(shi):蒸(zheng)發器直徑(jing)越(yue)大(da),邊緣(yuan)線速度越(yue)高(gao),相同(tong)轉速(su)下(xia)離心(xin)力越(yue)強(qiang)(如(ru)直(zhi)徑500 mm的設(she)備(bei),300 rpm即(ji)可(ke)達到(dao)直(zhi)徑200 mm設(she)備(bei)800 rpm的離心(xin)效果(guo))。
3. 分(fen)離目(mu)標(biao)
- 若(ruo)需(xu)富(fu)集(ji)高(gao)揮(hui)發(fa)度輕組(zu)分(fen)(如(ru)提純(chun)香精(jing)中的低(di)沸(fei)點成(cheng)分(fen)),需(xu)較(jiao)薄液(ye)膜(mo)(對(dui)應較(jiao)高(gao)轉速(su)),以(yi)縮短(duan)分(fen)子(zi)逸(yi)出(chu)路徑;
- 若(ruo)需(xu)避(bi)免熱敏(min)性(xing)物料降解(如(ru)維(wei)生素(su)、中藥(yao)活性(xing)成分(fen)),需(xu)適(shi)當(dang)降低轉速(su)(增(zeng)厚液(ye)膜(mo)可(ke)減(jian)少物料與高(gao)溫蒸發(fa)器的直(zhi)接接觸時(shi)間,但(dan)需(xu)平衡分(fen)離效率(lv))。
三、實操(cao)建(jian)議:如(ru)何(he)確(que)定(ding)最(zui)佳(jia)轉速(su)?
1. 預(yu)實驗測試(shi):從(cong)設(she)備(bei)推(tui)薦的中間轉速(su)開(kai)始(shi)(如刮膜(mo)式(shi)200 rpm,離心(xin)式(shi)800 rpm),觀(guan)察(cha)液(ye)膜(mo)狀(zhuang)態(tai)(通過視(shi)窗(chuang)或(huo)取樣(yang)分(fen)析(xi)):
- 若(ruo)膜(mo)厚不均(jun)(有堆(dui)積或(huo)空白(bai)區),逐(zhu)步提高(gao)轉速(su);
- 若(ruo)出(chu)現物料飛濺(真空(kong)系(xi)統中檢(jian)測(ce)到(dao)霧(wu)狀顆粒)或(huo)膜斷(duan)裂,降低轉速(su)。
2. 結(jie)合分(fen)離效率(lv):通過檢(jian)測(ce)餾出(chu)物純(chun)度和收率調(tiao)整轉速(su)——在膜(mo)均(jun)勻的前提下(xia),轉速(su)提高(gao)(膜變薄(bo))通常能提升(sheng)輕組(zu)分(fen)收率,但(dan)需(xu)避(bi)免過度(du)耗(hao)能或(huo)物料損(sun)失(shi)。
總結
- 刮膜(mo)式(shi):50-500 rpm(低(di)粘(zhan)度200-400 rpm,高(gao)粘度100-300 rpm);
- 離心(xin)式(shi):300-1500 rpm(低(di)粘(zhan)度500-1000 rpm,高(gao)粘度800-1500 rpm)。
實際(ji)操作(zuo)中需(xu)根(gen)據物料粘度(du)、設(she)備(bei)規(gui)格(ge)及分(fen)離需(xu)求動態(tai)調整,核心(xin)是保(bao)證(zheng)液(ye)膜(mo)“薄(bo)而不斷(duan)、勻而不飛"。
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