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1、分子蒸餾技術及其應用郭法謀（廣西大學生命科學與技術學院，廣西南寧530004）摘要：分子蒸餾是一種新型的分離技術，與傳統(tǒng)的分離技術相比：操作溫度遠低于液體沸點，蒸餾壓力在極高真空度下，受熱時間短，系統(tǒng)基本絕氧，能最大限度地保證物系中的有效成分。本文分析了分子蒸餾技術的機理與特點，以及分子蒸餾技術在化工、醫(yī)藥、輕工和食品行業(yè)的應用情況和發(fā)展趨勢。關鍵詞：分子蒸餾；分離提??；天然色素；維生素Abstract：Moleculardistillationisanewtypeofseparationtechnique,andcomparedtothetraditionalseparationtech
2、nology:Operatingtemperaturewellbelowtheliquidboilingpoint,distillationathighvacuumpressure,theheatingtimeisshort,thesystembasicallynooxygen,canmaximizethesecuritiesdepartmentoftheactiveingredient.Thispaperanalyzesthemechanismofmoleculardistillationtechnologyandfeatures,aswellasmoleculardistillatio
3、ntechnologyinthechemicalindustry,medicine,lightindustryandfoodindustryapplicationsanddevelopmenttrends.Keywords:Moleculardistillation;Isolation;Naturalpigment;Vitamin分子蒸餾技術又叫短程蒸餾(shortpathdistillation)，是一種高效新型液液分離技術，近幾十年來得到了迅猛發(fā)展，特別是隨著世界各國越來越推崇綠色食品和回歸大自然浪潮的掀起，這種環(huán)境友好的純物理分離技術更加備受睞．分子蒸餾技術是一種溫和的分離技術，特別
4、適合于濃縮、純化或分離高分子量、高沸點、高粘度的物質及熱穩(wěn)定性差的有機混合物和天然產(chǎn)物的分離．它廣泛地應用于石油化工、食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、日用化工工業(yè)、香精香料工業(yè)、農(nóng)藥工業(yè)和塑料工業(yè)等[1]。1分子蒸餾技術的基本原理及特點分子蒸餾技術的原理不同于常規(guī)蒸餾，它突破了常規(guī)蒸餾依靠沸點差分離的原理，而是依靠不同物質分子運動平均自由程的差別實現(xiàn)物質的分離，因此，它具有常規(guī)蒸餾不可比擬的優(yōu)點，如蒸餾壓強低、受熱時間短、操作溫度低和分離程度高等。1.1分子蒸餾基本原理分子蒸餾不同于一般的蒸餾技術，它是運用不同物質分子運動平均自由程的差別而實現(xiàn)物質的分離,因而能夠實現(xiàn)在遠離沸點下操作。根據(jù)分子運動理論
5、,液體混合物的分子受熱后運動會加劇,當接受到足夠能量時,就會從液面逸出而成為氣相分子,隨著液面上方氣相分子的增加,有一部分氣體就會返回液體,在外界條件保持恒定情況下,就會達到分子運動的動態(tài)平衡。從宏觀上看達到了平衡[2]。液體混合物為達到分離的目的,首先進行加熱,能量足夠的分子逸出液面,輕分子的平均自由程大,重分子平均自由程小,若在離液面小于輕分子的平均自由程而大于重分子平均自由程處設置一冷凝面,使得輕分子不斷被冷凝,從而破壞了輕分子的動態(tài)衡而使混合液中的輕分子不斷逸出,而重分子因達不到冷凝面很快趨于動態(tài)平衡,不再從混合液中逸出,這樣,液體混合物便達到了分離的目的[3]。輕組份混合液o加熱
6、oo重組份加熱板冷凝板分子蒸餾原理圖λ輕λ重輕分子重分子冷凝其分離過程由下圖所示：1.2分子蒸餾技術的特點從分子蒸餾的技術原理及設備設計的型式來看，分子蒸餾技術與常規(guī)蒸餾或減壓蒸餾技術相比，是一種溫和的分離技術，分子蒸餾是一種在非平衡狀態(tài)下的蒸餾，從根本上區(qū)別于常規(guī)蒸餾，因此，它具備許多常規(guī)蒸餾無法比擬的優(yōu)點。操作溫度低：常規(guī)蒸餾是靠不同物質的沸點差進行分離，而分子蒸餾是靠不同物質的分子運動平均自由程的差別進行分離，也就是說后者在分離過程中，蒸汽分子一旦由液相中逸出(揮發(fā))，就可實現(xiàn)分離，而并非達到沸騰狀態(tài)。因此，分子蒸餾是在遠離沸點下進行操作的。蒸餾壓強低：由分子運動平均自由程公式可知，
7、要想獲得足夠大的平均自由程，必須通過降低蒸餾壓強來獲得。另外，由于分子蒸餾裝置獨特的結構形式，其內(nèi)部壓降極小，可獲得很高的真空度。盡管常規(guī)真空蒸餾也可以采用較高的真空度，但由于其內(nèi)部結構上的制約(特別是填料塔或板式塔)，其阻力較分子蒸餾裝置大得多，因而難以達到高的真空度。一般常規(guī)真空蒸餾其真空度僅達50mbar，而分子蒸餾真空度可達0.001一lmbar[4]。由上述兩點可知，分子蒸餾是在極高真空度下操作，又遠離物質的沸
