Короткопутевая молекулярная дистилляция
Экстракция
Молекулярная дистилляция с коротким путём - Техническая спецификация
1. Обзор продукта
Молекулярная дистилляция с коротким путём (также называемая короткопутной дистилляцией или молекулярной дистилляцией) — это специализированная технология разделения жидкость-жидкость в высоком вакууме, которая обеспечивает разделение на основе разницы в средней длине свободного пробега молекул различных веществ в условиях экстремально высокого вакуума. Её основной особенностью является чрезвычайно короткое расстояние между поверхностью испарения и поверхностью конденсации, что позволяет молекулам лёгкой фракции быстро достигать конденсатора после испарения, в то время как молекулы тяжёлой фракции не могут достичь конденсатора из-за меньшей длины свободного пробега и стекают вниз вдоль поверхности испарения для выгрузки. Это оборудование особенно подходит для разделения и очистки высококипящих, термочувствительных и легкоокисляемых материалов. Оно широко применяется в фармацевтической, пищевой, химической промышленности, защите окружающей среды и других областях.
2. Принцип работы
Принцип действия основан на разнице в длине свободного пробега молекул лёгких и тяжёлых компонентов, покидающих жидкую фазу. В условиях высокого вакуума материал стекает вниз в виде жидкой тонкой плёнки по внутренней стенке испарителя, при этом вращающаяся скребковая система обеспечивает чрезвычайно тонкую и равномерно распределённую плёнку. После испарения молекулы лёгкой фракции могут быстро конденсироваться на внутреннем конденсаторе, так как расстояние между поверхностью испарения и поверхностью конденсации чрезвычайно мало (меньше средней длины свободного пробега молекул лёгкой фракции). Молекулы тяжёлой фракции не могут достичь конденсатора из-за меньшей длины свободного пробега и выводятся вдоль поверхности испарения, таким образом достигается направленное разделение. Поскольку рабочая температура значительно ниже точки кипения материала, а время нагрева составляет от нескольких секунд до десятков секунд, активность термочувствительных материалов максимально сохраняется.
3. Типы конструкций
Плёночный молекулярный испаритель со скребками: Использует вращающиеся скребки из ПТФЭ или нержавеющей стали 316L для принудительного формирования равномерной тонкой плёнки (<1 мм), обеспечивая высокую эффективность разделения; является основным типом в настоящее время.
Плёночный молекулярный испаритель падающего типа: Основан на гравитационном формировании плёнки; простая конструкция, но более толстая плёнка, низкая эффективность разделения; используется редко.
Центробежный молекулярный испаритель: Использует центробежную силу для формирования плёнки; тонкая плёнка и высокая эффективность испарения, но сложная конструкция, трудное вакуумное уплотнение и высокие производственные затраты.
Стеклянная система молекулярной дистилляции: Основной корпус выполнен из высокоборосиликатного стекла 3.3; полностью прозрачная и визуально наблюдаемая; подходит для лабораторных экспериментов и разработки процессов.
Система из нержавеющей стали: Полностью выполненная из нержавеющей стали 316L; высокая прочность, устойчивость к высоким температурам и давлению; подходит для пилотного и промышленного непрерывного производства.
Гибридный испаритель: Сочетает функциональность плёночного испарителя со скребками с насадочной ректификационной колонной; подходит для разделения термочувствительных соединений с близкими температурами кипения.
4. Подробные технические характеристики
4.1 Основные стандартные спецификации
Диапазон площади испарения: от 0,05 м² до 50 м²Диапазон производительности: от 0,1 л/ч до нескольких тонн/часРабочий вакуум: от 0,001 мбар до 10 ПаРабочая температура: от комнатной до 350°C (до 350°C для типа из нержавеющей стали)Толщина плёнки: <0,5 мм
4.2 Техническая таблица параметров
| Модель | Площ. испар. (м²) | Площ. конденс. (м²) | Внутр. диам. (мм) | Расход сырья (л/ч) | Скор. вращ. (об/мин) | Мощность двиг. (Вт) | Темп. нагр. (°C) | Вакуум (Па) | Габариты Д×Ш×В (мм) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| FMD-60(A) | 0,05 | 0,10 | 60 | 0,1~2,0 | 0~450 | 120 | комн.~200 | ≤10 | 1500×600×1800 |
| FMD-80(A) | 0,10 | 0,15 | 80 | 0,3~4,0 | 0~450 | 120 | комн.~200 | ≤10 | 1600×650×1900 |
| FMD-100(A) | 0,15 | 0,20 | 100 | 0,5~5,0 | 0~450 | 120 | комн.~200 | ≤10 | 1700×700×2000 |
| FMD-150(A) | 0,25 | 0,40 | 150 | 1,0~8,0 | 0~450 | 120 | комн.~200 | ≤10 | 1800×750×2100 |
| FMD-200(A) | 0,35 | 0,50 | 190 | 1,5~10,0 | 0~450 | 200 | комн.~200 | ≤10 | 1900×800×2200 |
| FMD-230(A) | 0,50 | 0,65 | 220 | 2,0~15,0 | 0~300 | 200 | комн.~200 | ≤10 | 2100×850×2300 |
4.3 Условия проектирования
| Параметр | Диапазон значений | Примечания |
|---|---|---|
| Расчётное давление | -0,1 МПа (абсолютное давление 1~10 Па) | Условия высокого вакуума |
| Расчётная температура | от комнатной до 350°C | Для нержавеющей стали до 350°C |
| Предельный вакуум системы | 0,001 мбар (0,1 Па) | Пластинчато-роторный насос + диффузионный насос |
| Толщина плёнки | <0,5 мм | Принудительное формирование скребками |
| Время пребывания | от секунд до десятков секунд | Значительно меньше традиционной дистилляции |
| Расстояние испар.-конденс. | <10 см | Конструкция с коротким путём |
4.4 Параметры основных компонентов
| Компонент | Материал/Спецификация | Параметр |
|---|---|---|
| Скребковая система | ПТФЭ / SS316L вращающиеся скребки | Толщина плёнки < 0,5 мм |
| Испаритель | Боросиликатное стекло 3.3 / нерж. сталь 316L | Обогрев через рубашку |
| Внутренний конденсатор | Боросиликатное стекло / нерж. сталь 316L | Интегрирован с испарителем |
| Вакуумная система | Пластинчато-роторный насос + масляный диффузионный насос | Предельный вакуум 0,001 мбар |
| Уплотнительная система | Магнитная муфта / FKM / фторопласт | Поддержание высокого вакуума |
| Система подачи | Шестерёнчатый насос / дозирующий насос | Регулируемая скорость подачи |
5. Выбор материалов (соответствие международным стандартам)
| Компонент | Материал | Марка | Характеристики |
|---|---|---|---|
| Корпус испарителя (стекло) | Боросиликатное стекло 3.3 | — | Прозрачный, коррозионностойкий, высокая химическая стабильность, низкая механическая прочность |
| Корпус испарителя (нерж. сталь) | Нержавеющая сталь 316L | S31603 / 1.4404 | Высокая прочность, устойчивость к высоким темп. и давлению, для пром. производства |
| Скребок | ПТФЭ (политетрафторэтилен) | — | Антиадгезионный, химически стойкий, для высоковязких материалов |
| Скребок (высокотемп.) | Графит / SS316L | S31603 | Износостойкий, долгий срок службы, для непрерывного производства и >200°C |
| Труба конденсатора | Боросиликатное стекло / нерж. сталь 316L | S31603 / 1.4404 | Интегрирована с испарителем, расстояние короткого пути <10 см |
| Уплотнения | FKM / EPDM / фторопласт | — | Стойкость к высокой темп. и вакууму, герметичность |
| Опорная рама | Нерж. сталь 304 / окрашенная углер. сталь | S30408 / 1.4301 | Прочная конструкция, коррозионная стойкость |
6. Типичные области применения (основные мировые отрасли)
Фармацевтика: разделение и очистка активных фармацевтических субстанций (АФС); концентрирование натурального витамина E; очистка ЭПК и ДГК из рыбьего жира.
Пищевая промышленность: отделение свободных жирных кислот из пищевых масел и рыбьего жира; концентрирование моноглицеридов; концентрирование натуральных пигментов (напр., каротиноидов).
Тонкая химия: очистка акриловой кислоты и акрилатов; дегазация силиконовых масел и кремнийорганических смол; очистка и концентрирование полимерных мономеров.
Ароматизаторы и отдушки: удаление терпенов и концентрирование эфирных масел; очистка ароматических веществ в натуральных ароматизаторах.
Нефтехимия: выделение микрокристаллического воска из вакуумного остатка нефтепереработки; разделение различных марок синтетического воска Фишера-Тропша.
Экология и новая энергетика: регенерация и очистка отработанных смазочных и трансформаторных масел; извлечение органических растворителей из маточных растворов фармпроизводства.
7. Стандарты проектирования и сертификация (международное признание)
| Стандарт/Сертификация | Описание |
|---|---|
| HG/T 6133-2022 | Отраслевой стандарт химической промышленности Китая: молекулярный (короткопутный) дистиллятор |
| GB/T 150 / GB/T 151 | Китайские нормы проектирования сосудов под давлением |
| ASME VIII Div.1 | Нормы США по сосудам под давлением (опционально клеймо U) |
| PED 2014/68/EU | Европейская директива по оборудованию, работающему под давлением (маркировка CE) |
| ATEX | Европейская директива по взрывозащите (опционально взрывозащищённое исполнение) |
| GMP | Правила надлежащей производственной практики (санитарное/гигиеническое исполнение) |
| ISO 9001:2015 | Система менеджмента качества |
| UL | Сертификация безопасности США |
8. Возможности настройки
Индивидуальная площадь испарения: от 0,05 м² до 50 м² и более, от лабораторных до промышленных масштабов.
Индивидуальные материалы: нерж. сталь 304/316L, титановый сплав, хастеллой и другие специальные коррозионностойкие материалы.
Класс взрывозащиты: сертификация ATEX, ExdIIBT4 / ExdIIBT6 и др.
Индивидуальная система нагрева: масляный обогрев, паровой обогрев, комбинации электрических модулей.
Индивидуальная вакуумная система: пластинчато-роторный насос + диффузионный насос, группа насосов Рутса, группа сухих вакуумных насосов.
Модернизация автоматизации: полностью автоматическое управление ПЛК, сенсорный HMI, онлайн-мониторинг температуры и вакуума, удалённое управление и регистрация данных.
Индивидуальная скребковая система: скребки из ПТФЭ (универсальные), графитовые скребки (высокотемп. >200°C), скребки из нерж. стали (износостойкие, долговечные).
Многоступенчатая последовательная система: двух- или многоступенчатая конфигурация для многоуровневого разделения.
Отделка поверхности: санитарная зеркальная полировка (Ra≤0,4 мкм), травление и пассивация.
Конструктивное исполнение: блочно-модульное на салазках, проходное для чистых помещений.
Присоединительные стандарты: фланцы ANSI B16.5, DIN 2633, JIS или санитарные зажимные соединения Tri-Clamp.
9. Данные, необходимые для заказа
Наименование материала и основной компонентный состав
Расход подачи (кг/ч или л/ч)
Температура и вязкость подаваемого материала
Требуемая чистота и выход лёгкой фракции
Термочувствительность материала (максимально допустимая температура)
Условия охлаждающей воды на месте и температура на входе
Доступный на месте источник тепла (термомасло / давление пара / электрическая мощность)
Условия установки (в помещении/на улице, требования по взрывозащите)
Требуемые сертификации (ASME/CE/ATEX/GMP и т.д.)