分子蒸馏80858.doc

1. 简介分子蒸馏技术是一种新型的特殊的液一液分离技术，由于分子蒸馏在低氧惰性条件下蒸馏其蒸馏温度低物料受热时间短，操作压力低(真空度高)，分离程度及产率高，产品质量高，其成分在蒸馏前后不会有太大变化．在分离后的产品可避免有机溶剂等优点EI-71特别适应于高沸点热敏性以及易氧化物料的分离纯化至目前为止，分子蒸馏技术已广泛应用于石油化工、精细化工、食品工业、医药保健等行业的物质分离和提纯，尤其是高分子量、高沸点、高粘度的物质及热稳定性的有机化合物的浓缩和纯化，由于世界各国的不断研究开发和应用，正在涉及国民经济的更多领域分子蒸馏技术在1920年开始于德国和英国，美国的K．C．C．Hick Mantm 和他的科研小组进行了进一步研究该技术与传统的蒸馏方法不同，是一种对高沸点，热敏性物料进行有效的分离纯化手段，1971年HoU6 JKurucz E和Bor6di A⋯ 对分子蒸馏技术进行进一步研究提出只要蒸发面和冷凝面存在温差蒸发即可在任何温度下进行并将分子蒸馏技术成功的运用于浓缩鱼肝油中提炼维生素A的工业中1995年Juraj Lutisan和Jan Cvengros[12]运用理想气体动力学理论到处分子平均自由程提出分子蒸馏的分离作用是利用液体分子受热会从液面逸出．而且不同种类分子逸出后其平均自由程不同来实现的。

2 分子蒸馏技术的基本原理 分子蒸馏不同于一般的蒸馏技术它是运用不同物质分子运动平均自由程的差别而实现物质的分离,因而能够实现在远离沸点下操作 所谓分子运动平均自由程，是指在某一时间间隔内分子自由程的平均值；而分子运动自由程则是一个分子在相邻两次分子碰撞之间所经过的路程 根据热力学原理，分子运动平均自由程可用下式表示：式中 K—一波尔兹曼常数；P—— 分子运动所处的空间压力；T—— 分子运动所处的空间温度；d— — 分子有效直径由式(1)可以看出，压力、温度及分子有效直径是影响分子运动平均自由程的三个主要因素根据分子运动理论,液体混合物的分子受热后运动会加剧,当接受到足够能量时,就会从液面逸出而成为气相分子,随着液面上方气相分子的增加,有一部分气体就会返回液体,在外界条件保持恒定情况下,就会达到分子运动的动态平衡从宏观上看达到了平衡 液体混合物为达到分离的目的,首先进行加热,能量足够的分子逸出液面,轻分子的平均自由程大,重分子平均自由程小,若在离液面小于轻分子的平均自由程而大于重分子平均自由程处设置一冷凝面,使得轻分子不断被冷凝,从而破坏了轻分子的动平衡而使混合液中的轻分子不断逸出,而重分子因达不到冷凝面很快趋于动态平衡,不再从混合液中逸出,这样,液体混合物便达到了分离的目的。

其分离过程由下图所示：3 分子蒸馏系统与主要设备工业上广为应用的分子蒸馏设备主要有自由降膜式、旋转刮膜式和机械离心式三种自由降膜式由于蒸发强度低而逐渐淘汰；机械离心式则由于结构复杂仅仅在特定场合应用；目前，旋转刮膜式分子蒸馏设备正在众多领域开发应用如：旋转刮膜式分子蒸馏设备结构:图3 旋转刮膜式分子蒸馏设备l一驱动装置 2一密封装置 3一液体分布器4一进料管5一刮膜机构 6一加热夹套 7一导流板 8一设备筒体9一冷凝装置 lO一加热介质接管 ll一冷却水出口l2一蒸出液出口 l3一冷却水入口 l4一蒸出液收集l5一蒸余液收集 l6一蒸余液收集 l7一真空接口l8一支座 l9一加热介质口 2O一工艺仪表接口4 现状分子蒸馏技术的应用十分广阔，尽管目前由于技术上存在一定的难度尚未得以广泛推广，但是到目前为止，仍然在许多领域得到日益增多的开发和应用1)食品工业方面：单脂肪酸甘油酯的分离提纯，芳香油精翩，天然色素的提取和微量溶剂的脱除，辣椒红色素的制取，天然抗氧化剂的生产，鱼油精制，高碳脂肪酸的分离和纯化，毛油脱游离脂肪酸，食品中胆固醇的脱除，单丹桂酸甘油脂制备等2)医药工业方面：脱除中药中残留的农药、有害金属和化学残留物、脱溶剂、脱色，天然维生素E提取，维生素K1提纯，维生素A提取，L一乳酸及其聚合物制备，柠檬醛纯化，中碳链脂肪酸甘三酯精制，大豆油提取生育酚等。

天然维生素E 制取β- 胡萝卜素的提取(3)石油化工方面：碳氢化合物分离，渣油及其类似物质的分离，表面活性剂提纯，化工中间体的精制，高粘度润滑油制取，真空泵油、制动液、废油回收，沥青脱蜡，聚氨酯制品生产等利用分子蒸馏可以制取高纯烷基多苷—经3 级分子蒸馏可达到残留脂肪醇≤015 %的高纯产品,其生产工艺如下:(4)塑料工业方面：增塑剂提纯，高分子物质脱臭，环氧树脂、丙烯酸脂、异氰酸酯等树脂类物质精制等5)香料工业方面天然香精油脱臭、脱色和提纯，烷基多甘制取等玫瑰油提纯此外，还在涂料工业、化妆品工业、农业和核工业等方面也有很多应用5 展 望分子蒸馏作为一种特殊的液液分离技术能在远低于液体沸点的温度下进行，对于高沸点、热敏性、易氧化物系L的分离纯化比普通蒸馏的方法要优越得多随着分子蒸馏技术研究的不断深入和发展它在油脂工业、精细化工、食品添加剂、医药工业、保健食品等工业方面的应用也将更高效更广泛但随着人们对高品质和天然绿色产品的追求，分子蒸馏在工业生产中的应用前景广阔而且它的应用也将会带来极好的社会效益和经济效益6 评价参考文献：[1] 冯武文,杨村,于宏奇，一种新型分离技术—分子蒸馏技术.化工生产与技术，2000，7（4）[2] Jural Lutisan, Gvengros. Mean free path molecular on molecular distillation. The Chemical Engineering Journal, 1995, 56:39.[3] 李向荣，方晓，陈青俊,等. 反相液相色普法同时测定食物中维生素K1和K2. Acta Nutrimenta Sinica, Mar.1998, 20(1)[4] US4529546[5] Vitamin K1 Purification Process in a Molecular Evaporator. J.CVENGROS, M. MARZEK, and G. KMET。