食品分子蒸馏技术.

分子蒸馏技术工业应用原则



适用于分子量差别较大的不同 组分的液体混合物系的分离。 也可用于分子量接近，但其他 性质（如，沸点）差别较大的 物质的分离。 特别适用于高沸点、热敏性、 易氧化（或易聚合）物质的分 离。
分子蒸馏技术工业应用原则


适用于附加值较高或社会效益 较大的物质的分离。 不适用于同分异构体的分离。
提高蒸馏效率的措施

常见的措施有抽真空法和冷凝法； 通过抽真空或冷凝，使体系中气 相的浓度迅速降低，这样平衡就 会偏向有利于汽化的方向，待分 离组分就不断汽化。
提高蒸馏效率的措施

为了缩短蒸气分子到达冷凝器的 路程，人们设计了内冷式强制成 膜蒸馏装置，即内冷式薄膜蒸发 器。这种装置减少了蒸气分子移 向外部冷凝器的气体阻力，因而 在某种程度上提高了分离效率。
分子蒸馏过程




物料在加热面上形成液膜 分子在液膜表面自由蒸发 分子从加热面向冷凝面运动 分子在冷凝面上被捕获 馏出物和残留物的收集
分子蒸馏的必要条件


轻、重分子的平均自由程必须 要有差异，且差异越大越好。 蒸发面与冷凝面之间的间距必 须小于轻分子的平均自由程而 大于重分子的平均自由程。
分子蒸馏技术工业化应用的问题

来自百度文库
我国分子蒸馏技术工业化应用存 在的问题与对策 设备问题 工艺设计问题 基础理论问题
分子蒸馏技术工业化应用前景展望





类似组分的分离 热敏性物质的分离 中草药中有效成分的提取和纯化 中草药新产品的开发 改进传统提纯工艺、提高产品质 量
分子蒸馏基本原理

在蒸馏过程中，若在离液面距离小于轻分 子的分子运动平均自由程而大于重分子的 分子平均自由程处设置一块冷凝板，那么， 气体中的轻分子能够到达冷凝板并在冷凝 板上不断被冷凝，从而破坏了体系中轻分 子的动态平衡，混合液中的轻分子就可以 不断逸出；相反，气相中的重分子因不能 到达冷凝板，很快与液相中重分子趋于动 态平衡，表观上重分子不再从液相中逸出， 这样，液体混合物便达到了分离的目的。
提高蒸馏效率的措施


强化传质和传热，可以加快蒸馏 速率，缩短物料受热时间，提高 蒸馏效率；所以有强制成膜蒸馏、 自由降膜蒸馏。 但从本质上讲，上述蒸馏过程都 属于传统蒸馏过程（靠沸点差分 离），其操作温度仍然较高。
分子蒸馏技术

与传统的蒸馏依靠组分间沸点的 不同进行物质的分离不同，分子 蒸馏技术是利用不同物质分子运 动平均自由程的不同来实现物质 的分离的一种新型分离技术。
几个基本概念



分子碰撞 分子有效直径：分子在碰撞过程 中，两分子质心间的最短距离 （即发生排斥时的质心距离）。 分子运动自由程：某个分子在相 邻两次分子碰撞之间所走过的路 程。
分子运动平均自由程

分子运动过程中，其分子运动自 由程在不断变化；但是在一定的 外界条件下（即一定的压力、温 度等），就某个分子来说，在某 一时间间隔内其所走过的路程的 平均值是一定的，这个平均值就 称为分子运动平均自由程。
分子运动平均自由程


从统计热力学的角度来看，在同 一体系中，同一种物质分子运动 平均自由程相同；不同物质分子 运动平均自由程不同。 由热力学原理可推导出分子运动 平均自由程的计算公式：
分子运动平均自由程计算公式
m
k T 2 2 d P
分子运动平均自由程

由计算公式可知：物质分子运动 平均自由程与体系温度成正比， 与体系压力成反比；不同物质因 其有效直径不同，因而分子运动 平均自由程不同；轻分子的分子 平均自由程大于重分子。
食品分子蒸馏技术
主要内容
分子蒸馏的技术背景 分子蒸馏技术
传统蒸馏技术



是常见的分离手段之一。 是利用不同组分之间的沸点的 差异，使液体混合物中的不同 组分得到分离的技术。 常见的有真空釜间歇蒸馏、 自由降膜蒸馏、强制成膜蒸馏、 内冷式薄膜蒸发等。
蒸馏的基本过程


传统的蒸馏过程中会产生两股分子 流：一股是混合液受热汽化、形成 由液相流向汽相的蒸气分子流；另 一股是由蒸气返回液相的分子流。 当气液两相达到平衡时，表观上蒸 气分子不再从液面逸出。要提高分 离效率就需要采用某种措施打破气 液两相间的这种平衡，使液相不断 变为气相，从而提高分离效率。
分子蒸馏技术的特点


优点：操作温度低，蒸馏压强 低（真空度高），受热时间短， 分离程度及产品收率高，产品 品质高。 缺点：生产能力小，设备结构 复杂、制造技术要求高，设备 投资大。
分子蒸馏装置的组成

蒸发系统，脱气系统，物料输 入、输出系统，加热系统，真 空获得系统，控制系统。
分子蒸馏技术的工业应用




脱除热敏性物质中的轻分子组分。 脱除产品的杂质及颜色。 降低热敏物质的热损伤。 改进传统生产工艺，进行清洁生产。
分子蒸馏技术工业应用领域




食品工业 医药工业 香精香料工业 精细化工工业 石油化工工业
分子蒸馏技术在食品工业中的应用







单甘酯的分离提纯 天然维生素E的提取精制 天然DHA、EPA的提取精制 a-亚麻酸提纯 高碳脂肪醇的精制 小麦胚芽油的精制 辣椒红色素的精制