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1、分子蒸馏技术及其应用郭法谋（广西大学生命科学与技术学院，广西南宁530004）摘要：分子蒸馏是一种新型的分离技术，与传统的分离技术相比：操作温度远低于液体沸点，蒸馏压力在极高真空度下，受热时间短，系统基本绝氧，能最大限度地保证物系中的有效成分。本文分析了分子蒸馏技术的机理与特点，以及分子蒸馏技术在化工、医药、轻工和食品行业的应用情况和发展趋势。关键词：分子蒸馏；分离提取；天然色素；维生素Abstract：Moleculardistillationisanewtypeofseparationtechnique,andcomparedtothetraditionalseparationtech
2、nology:Operatingtemperaturewellbelowtheliquidboilingpoint,distillationathighvacuumpressure,theheatingtimeisshort,thesystembasicallynooxygen,canmaximizethesecuritiesdepartmentoftheactiveingredient.Thispaperanalyzesthemechanismofmoleculardistillationtechnologyandfeatures,aswellasmoleculardistillatio
3、ntechnologyinthechemicalindustry,medicine,lightindustryandfoodindustryapplicationsanddevelopmenttrends.Keywords:Moleculardistillation;Isolation;Naturalpigment;Vitamin分子蒸馏技术又叫短程蒸馏(shortpathdistillation)，是一种高效新型液液分离技术，近几十年来得到了迅猛发展，特别是随着世界各国越来越推崇绿色食品和回归大自然浪潮的掀起，这种环境友好的纯物理分离技术更加备受睐．分子蒸馏技术是一种温和的分离技术，特别
4、适合于浓缩、纯化或分离高分子量、高沸点、高粘度的物质及热稳定性差的有机混合物和天然产物的分离．它广泛地应用于石油化工、食品工业、医药工业、日用化工工业、香精香料工业、农药工业和塑料工业等[1]。1分子蒸馏技术的基本原理及特点分子蒸馏技术的原理不同于常规蒸馏，它突破了常规蒸馏依靠沸点差分离的原理，而是依靠不同物质分子运动平均自由程的差别实现物质的分离，因此，它具有常规蒸馏不可比拟的优点，如蒸馏压强低、受热时间短、操作温度低和分离程度高等。1.1分子蒸馏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。根据分子运动理论
5、,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[2]。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态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[3]。轻组份混合液o加热
6、oo重组份加热板冷凝板分子蒸馏原理图λ轻λ重轻分子重分子冷凝其分离过程由下图所示：1.2分子蒸馏技术的特点从分子蒸馏的技术原理及设备设计的型式来看，分子蒸馏技术与常规蒸馏或减压蒸馏技术相比，是一种温和的分离技术，分子蒸馏是一种在非平衡状态下的蒸馏，从根本上区别于常规蒸馏，因此，它具备许多常规蒸馏无法比拟的优点。操作温度低：常规蒸馏是靠不同物质的沸点差进行分离，而分子蒸馏是靠不同物质的分子运动平均自由程的差别进行分离，也就是说后者在分离过程中，蒸汽分子一旦由液相中逸出(挥发)，就可实现分离，而并非达到沸腾状态。因此，分子蒸馏是在远离沸点下进行操作的。蒸馏压强低：由分子运动平均自由程公式可知，
7、要想获得足够大的平均自由程，必须通过降低蒸馏压强来获得。另外，由于分子蒸馏装置独特的结构形式，其内部压降极小，可获得很高的真空度。尽管常规真空蒸馏也可以采用较高的真空度，但由于其内部结构上的制约(特别是填料塔或板式塔)，其阻力较分子蒸馏装置大得多，因而难以达到高的真空度。一般常规真空蒸馏其真空度仅达50mbar，而分子蒸馏真空度可达0.001一lmbar[4]。由上述两点可知，分子蒸馏是在极高真空度下操作，又远离物质的沸
