3.1 分子蒸餾技術(shù)原理
分子蒸餾技術(shù)是蒸餾技術(shù)的一種,可以進(jìn)行液體—液體的分離,利用不同化合物之間分子平均自由程的差異來實(shí)現(xiàn)化合物的***分離。分子之間存在著作用力,當(dāng)兩個(gè)分子的距離超過一個(gè)特定值時(shí),分離的作用力表現(xiàn)為分子引力,分子在不斷運(yùn)動(dòng)的過程中,分離距離小于某一值時(shí),作用力表現(xiàn)為斥力。分子運(yùn)動(dòng)過程中發(fā)生相鄰兩次碰撞之間走過的路徑成為是分子運(yùn)動(dòng)自由程。輕質(zhì)分子和重質(zhì)分子具有不同的運(yùn)行自由程,輕質(zhì)分子的自由程相對(duì)較大。分子蒸餾主要依靠輕質(zhì)分子和重質(zhì)分子之間分子自由程的差異實(shí)現(xiàn)分子的分離。分離蒸餾可以在較高的真空下進(jìn)行,蒸餾的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于化合物的沸點(diǎn),避免了化合物的碳化。分子蒸餾技術(shù)特別適用于熱敏性化合物的分離。
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短程分子蒸餾系統(tǒng)特別適合以下熱敏性產(chǎn)物的蒸餾、蒸發(fā)、濃縮和汽提:
制藥業(yè):
原料藥、天然及合成維生素、穩(wěn)定劑
精細(xì)化學(xué)品:
脫除硅油、樹脂、聚合物中的單體,脫除預(yù)聚物中的異氰酸酯,脫除各種樹脂中的溶劑和低聚物
香精香料:
從二酯和三酯中蒸餾單甘油酯,提純歐米伽-3脂肪酸
石油化工:
蒸發(fā)分餾石油中的油組分和蠟組分,再分餾蠟組分得到硬蠟和超硬蠟,潤滑油的生產(chǎn)
塑料行業(yè):
聚氨酯預(yù)聚物,環(huán)氧樹脂,丙烯酸酯,多元醇,塑化劑。
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分子蒸餾在石油化工、食品、醫(yī)藥、香精香料精細(xì)化工等領(lǐng)域均有運(yùn)用[2],尤其在天然產(chǎn)物及熱敏性物料的分離純化方面得到***的應(yīng)用。例如精制魚油的提取,魚油中的EPA、DHA(這玩意兒叫腦黃金,很多嬰幼兒產(chǎn)品里面都有這個(gè)成分)主要從海產(chǎn)魚油中提取,采用分子蒸餾的魚油產(chǎn)品色澤好、過氧化值低。此外還有天然色素、天然維生素、天然揮發(fā)精油的提取,都用到分子精餾。而在石油化工領(lǐng)域,可以用于合成潤滑油基礎(chǔ)油的精制處理,還有用于油品分析,應(yīng)用在減壓餾分油的深拔領(lǐng)域。醫(yī)藥領(lǐng)域或者中間體的提純。
展 望
分子蒸餾技術(shù)與其他先進(jìn)技術(shù)結(jié)合,可以解決更多的實(shí)際問題。然而對(duì)于分子蒸餾儀內(nèi)部流體力學(xué)和傳質(zhì)傳熱過程的機(jī)理研究還不夠,應(yīng)通過進(jìn)一步的研究,建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,為分子蒸餾技術(shù)解決現(xiàn)實(shí)問題提供理論基礎(chǔ)。同時(shí)應(yīng)大力開發(fā)低成本、高處理量的分子蒸餾設(shè)備,使得分子蒸餾技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用。
分子蒸餾設(shè)備利用分子蒸餾技術(shù),在高真空條件下利用不同種類分子間的不同平均自由程實(shí)行液-液分離,即輕分子的平均自由程大,重分子的平均自由程小,若在二者中間設(shè)置冷凝面,使得輕分子落在冷凝面上被冷凝,而重分子回落實(shí)現(xiàn)混合物的分離。因此,分子蒸餾只要冷熱兩個(gè)面之間達(dá)到足夠的溫度差,就可以進(jìn)行分離,這使得操作溫度遠(yuǎn)低于物料的沸點(diǎn),不會(huì)破壞物料內(nèi)部成分。
對(duì)于食品深加工而言,簡單的如將食品烘干、磨粉、制作醬料等改變食物的物理形態(tài),或研究、提取、阻隔食品中部分物質(zhì),讓食品某方面的功效提升或者危害性減少。這兩種深加工方式對(duì)比而言,后者比前者擁有更廣闊的應(yīng)用空間,并且技術(shù)含量更高,所需要的設(shè)備更復(fù)雜。隨著人們對(duì)食品深加工意識(shí)的深入,更高階的提取有效物質(zhì)型食品深加工必然會(huì)成為食品競爭的利器。 短程分子蒸餾系統(tǒng)別名分子蒸餾!
分子蒸餾的一些問題(2)
6. 擦膜分子靜止(WFMS)和短路靜止或分?jǐn)?shù)仍然有什么區(qū)別?
在這類設(shè)備中似乎存在很多混淆和濫用術(shù)語的問題。因此,請(qǐng)注意以下幾點(diǎn):
A.分子蒸餾與短程蒸餾相同。這兩者都意味著使用高真空和靠近加熱蒸發(fā)表面的冷凝表面。對(duì)于許多應(yīng)用,其他具有更高分子量和沸點(diǎn)的化合物,如果距離不近,設(shè)備將無法正常工作,如果有的話。
B.有些人將術(shù)語“短路徑”與基本玻璃器皿設(shè)置相關(guān)聯(lián),該基本玻璃器皿設(shè)置涉及具有通向冷凝器和燒瓶的頸部的基本沸騰燒瓶,或者稱為KIugelrohr的類似變體。這些也被稱為罐靜物,并且都被認(rèn)為是批量模式設(shè)備。但這些只是短程或分子的一種( - 還有其他形式,包括我們的連續(xù)模式WFMS。
C.分子蒸餾器不是分配蒸餾器。分配靜止設(shè)備意味著利用提供多個(gè)平衡階段或“理論塔板”的垂直填料塔,要求冷凝器進(jìn)一步遠(yuǎn)離沸騰瓶,并且*在填料塔有時(shí)相當(dāng)長的障礙物后達(dá)到,這是熱敏感的問題等材料。單個(gè)理論牌照的分子蒸餾器足以滿足大多數(shù)分離的工作,并且產(chǎn)品降解(我們也確實(shí)為其他應(yīng)用提供了幾種不同類型和尺寸范圍的分餾設(shè)備)。
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我國對(duì)分子蒸餾設(shè)備的認(rèn)識(shí)從60年代就開始了,直到80年代末真正的設(shè)備被引進(jìn)國內(nèi)后,人們開發(fā)出了分子蒸餾設(shè)備在多個(gè)食品深加工領(lǐng)域的應(yīng)用。在油脂分離里,分子蒸餾設(shè)備可以分離出有效物質(zhì)如甘油和單甘酯,甘油可以用作食品加工中的甜味劑和保濕劑,而單甘脂則是重要的食品乳化劑。不僅如此,分子蒸餾設(shè)備還能隔絕游離脂肪酸,避免其對(duì)油脂的色澤風(fēng)味產(chǎn)生影響?!安栌湍棠獭蓖ㄟ^引入分子蒸餾設(shè)備,保障制油過程有害物質(zhì)的剔除,制作出的有機(jī)山茶油提供給了金磚會(huì)議。
從動(dòng)物中提取天然產(chǎn)物也使用分子蒸餾設(shè)備。以魚油為例,魚油中富含EPA(全順式高度不飽和脂肪酸二十碳五烯酸)和DHA(二十二碳六烯酸),極具生理活性,提高免疫力的作用,是很有潛力的天然物質(zhì)。合生元利用分子蒸餾技術(shù)從深海金槍魚油中提取出DHA ,不僅提高了純度,保護(hù)了活性,還有效去除了魚腥味。另外乳酸的分離、辣椒的紅色素提取等都可以利用分子蒸餾設(shè)備進(jìn)行制作。
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