食品工程原理 吸收与蒸馏（中国农业大学食品学院）

LnFWxF??xWdxy?x （*）

式中x与y互成平衡，只要知道平衡关系，积分上式可得结果。

①平衡关系满足汽液平衡方程（理想溶液），即

y??x1?(??1)x1，代入（*）式积分，得：

?xF1?xw?Ln???Ln?Ln?W??1?xw1?xF?F②平衡关系为直线，即 y=mx+b，代入（*）

式积分，得： LnWF?1m?1Ln(m?1)xF?b(m?1)xw?b ，

(m?1)

对蒸馏的初态和终态作物料衡算，有

D?F?WDxD?FxF?Wx w两式联立可解得D,xD。

［例7-7］在常压下将某原料液组成为

0.55(易挥发组分的摩尔分率)的两组分溶

液分别进行简单蒸馏和平衡蒸馏，若汽化率为l/3，试求两种情况下的釜液和馏出液组成。假设在操作范围内体系的相对挥发度α为2.0。 解：

1） 平衡蒸馏

q=2/3，xF=0.55，α=2.0 代入q线方程

yD?qq?1xw?xFq?1 得：

yD??2xw?1.65 (1)

yD与xw满足汽液平衡方程

yD??xw1?(??1)xw?2xw1?xw （2）

(1)，(2)联解得：xW=0.494，yD=0.662 2)简单蒸馏

q=W/F=2/3, xF=0.55，α=2.0

?xF1?xw?Ln??Ln?代入 LnW???1?x1?xwF??F1?0.551?xw?Ln??2Ln?Ln? 22?1?xw1?0.55?31中得：

解得：xw=0.483

xD?FDxF?WDxw?1D/FxF?W/FD/Fxw?3xF?2xw?3?0.55?2?0.483?0.684

计算表明：在馏出率相等的条件下，简单蒸馏所得到的馏出物的浓度高于平衡蒸馏。 7.4.2.3 精馏原理

精馏：使混合物多次且同时进行部分汽化与部分冷凝的过程。

(1)工业精馏装臵 如图所示：

精馏装臵主要由3部分组成：

①塔顶冷凝器 其作用是冷凝塔顶蒸汽，提

供回流和塔顶液态产品；

②精馏塔 其作用是提供分离的场所； ③塔底再沸器 其作用是提供塔内上升蒸汽。

(2)板式精馏塔塔板上的传质 板式精馏塔内部是由多块塔板组成，每一块塔板主要分3个区即承液区、开孔区、降液区，如图所示：

工业上常用的一些塔板形式如下图所示：