分子蒸餾是一種特殊的液-液分離技術(shù),它不同于傳統(tǒng)蒸餾依靠沸點差分離原理,而是靠不同物質(zhì)分子運動平均自由程的差別實現(xiàn)分離。當液體混合物沿加熱板流動并被加熱,輕、重分子會逸出液面而進入氣相,由于輕、重分子的自由程不同,因此,不同物質(zhì)的分子從液面逸出后移動距離不同,若能恰當?shù)卦O置一塊冷凝板,則輕分子達到冷凝板被冷凝排出,而重分子達不到冷凝板沿混合液排出,由此達到物質(zhì)分離的目的。
在分子蒸餾工藝中,真空度的控制精度決定了分離物質(zhì)的純度,目前絕大多數(shù)分子蒸餾設備中真空度控制系統(tǒng)普遍還都采用液環(huán)真空泵與旋片式真空泵結(jié)合氣體流量計的技術(shù),這種通過氣體流量計調(diào)節(jié)進氣流量的方法無法實現(xiàn)高精度的真空度穩(wěn)定控制,具體是以下幾方面原因:
(1)分子蒸餾過程的真空度變化范圍一般為0.1~100Pa,這種高真空范圍對氣體流量計的真空漏率有較高要求,一般氣體流量計很難滿足要求,必須使用專門用于高真空的氣體流量計。
(2)氣體流量計的調(diào)節(jié)精細度普遍較粗,如果要實現(xiàn)高精密的氣體流量調(diào)節(jié),同樣要使用高檔更精密的氣體流量計。
(3)通常氣體流量計的響應速度比較慢,很難實現(xiàn)在1秒之內(nèi)完成全閉到全關(guān)的動作時間。
(4)多數(shù)分子蒸餾中的真空傳感器普遍采用精度較差的數(shù)字皮拉尼電阻規(guī)和電熱偶規(guī)等。
(5)絕大多數(shù)調(diào)節(jié)氣體流量計的PID控制器精度較差,多為12位AD和DA轉(zhuǎn)換器,極少用到16位的AD和DA轉(zhuǎn)換器,PID控制器的精度是決定分子蒸餾真空度控制精度的關(guān)鍵。