第八章第一节分子蒸馏技术详解

2. 分子蒸馏的概念和原理
分子蒸馏的定义
分子蒸馏（molecular distillation）也称短程 蒸馏（short–path distillation），是一种在高真空 下进行的连续蒸馏过程。
分子蒸馏过程与传统的蒸馏过程不同。 传统蒸馏是在沸点温度下进行分离的，蒸发与冷凝过程是
可逆的，液相与汽相间会形成平衡状态。 分子蒸馏过程是一个不可逆的，并且在远离物质常压沸点
4. 分子蒸馏的应用
几
种
分
子
广受科 研人员
蒸
欢迎的
实验型
馏
设备：
MD-S80
设
备
中试 型设 备： MDS150
MD-S300
MD-S500
MDL-150（离心式）
分子蒸馏的适用范围
1.分子蒸馏适用于不同物质分子量差别较大的液体 混合物系的分离，特别是同系物的分离，分子量 必须要有一定差别。
分子运动自由程
一个分子在相邻两次分子碰撞之间所经过的路 程
分子运动平均自由程
任一分子在运动过程中都在不断变化自由程， 而在一定的外界条件下，不同物质的分子其自由 程各不相同。在某时间间隔内自由程的平均值称 为平均自由程
m
•T
2 d2P
温度、压力及分子有效直径是影响分子运动平均自 由程的主要因素。当压力一定时，一定物质的分子运动 平均自由程随温度增加而增加。当温度一定时，平均自 由程λm与压力p成反比，压力越小（真空度越高），λm 越大，即分子间碰撞机会越少、不同物质因其有效直径 不同，因而分子平均自由程不同。
3. 鱼油
食
4. 小麦胚芽油
品 工
5．种子油
业
6. 单甘油酯
7. 双甘油酯
8. 生育酚
9. 黄油
1．广藿香油
2. 玫瑰油
香 料
3. 山仓子油
香
4. 桉叶油（茶树油）
精
5. 香茅油
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6. 橙油
7. 紫罗兰酮
1. 酸性氯化物
2. 氨基酸酯
3. 葡萄糖衍生物
4. 吲哚
制
5. 萜酯 6. 天然和合成维生素
分子蒸馏基本原理
根据分子运动理论，液体混合物受热后分子 运动会加剧，当接受到足够能量时，就会从液面 逸出成为气相分子。随着液面上方气相分子的增 加，有一部分气相分子就会返回液相。在外界条 件保持恒定的情况下。最终会达到分子运动的动 态平衡，从宏观上看即达到了平衡。
分子蒸馏的分离作用就是依据液体分子受热会从 液面逸出，而不同种类分子逸出后，在气相中其 运动平均自由程不同这一性质来实现的 。
3. 分子蒸馏的优缺点
对比其它传统蒸馏方式
真空间歇蒸馏
物料在蒸馏釜内停留时间较长，且处于沸点状态， 所以残留物甚至馏出物经常发生热破坏。
降膜式蒸发器
成膜质量主要取决于:重 力、物料的粘度和给料流 率; 降膜成层流状态，导致膜 上出现“死点”，使物料 过热而热分解; 膜层中存在较大的温度梯 度，妨碍了最佳蒸馏效果
• 我国上世纪60年代才有研究者开始研究。 • 1986年，蔡沂春申请了关于M型分子蒸馏器的专利。 • 至上世纪80年代，国内引进了几套分子蒸馏生产线，用
于硬脂酸单甘油酯的生产。 • 国内许多单位进行了实验室技术研究。 • 目前分子蒸馏已在油脂化学工业如甘油酯、双甘酯、长
链脂肪酸、维生素E、高碳醇、甾醇等浓缩和制取中得 到广泛的应用。
7. 互叶白千层油
药
8. 辣椒碱
9. 大蒜素的精制
10. 川芎
11. 当归
12. 姜油
13. 中草药有效成分的提纯
1．羊毛酯酸
日
2. 羊毛酯醇
化
3. 烷基多酣
4. 海藻、金雀花、褐苔、鲜花、 根菜作物、辣椒的提取物
分子蒸馏原理★
１.液体混合物沿加热板流动并被加热 ２.轻、重分子会逸出液面而进入气相 ３.由于轻、重分子的自由程不同 ４.轻分子达到冷凝板被冷凝排出; 重分子达不到冷凝板沿混合液排出
分子蒸馏分离应满足的两个条件 ①轻、重分子的平均自由程必须要有差异，且差异越大越好； ②蒸发面与冷凝面间距必须小于轻分子的平均自由程。
刮
膜
机械 “刮膜”，温度梯度
式
和死点被大大减小
蒸
极限真空有限，有较高的
发
流阻
器
分子蒸馏装置
内部冷凝器，流阻小，极限真空高
★
分子蒸馏与传统蒸馏方法相比的优点：
分子蒸馏技术的局限性
1、由于分子蒸馏要求在高真空下进行分离,所需要的设备 成本过高,结构复杂,设计技术要求高,相应的配套设备也多, 投资过大; 2、分子蒸馏受设备结构和加热面积的限制,设备体积比常 规蒸馏设备体积大,在大规模生产应用中有不少困难。
温度下进行的蒸馏过程，更确切地说，它是分子蒸发的 过程。
几个基本概念
分子碰撞
分子与分子之间存在着相互作用力，当两分子离得较 远时，分子之间的作用力表现为吸引力，但当两分子接 近到一定程度后，分子之间的作用力会改变为排斥力， 并随其接近距离的减小，排斥力迅速增加。 当两分子接近到一定程度时，排斥力的作用使两分子分开。 这种由接近而至排斥分离的过程．就是分子的碰撞过程。
2.分子蒸馏也可用于分子量接近但性质差别较大的 物质的分离，如沸点差较大、分子量接近的物系 的分离。
3.分子蒸馏特别适用于高沸点、热敏性、易氧化 （或易聚合）物质的分离。
4.分子蒸馏适宜于附加值较高或社会效益较大的物 质的分离。
5.分子蒸馏不适宜于同分异构体的分离。
1．脂肪酸及衍生物
2. 二聚酯肪酸
分子蒸馏技术
Molecular Distillation Technology
Contents
1 分子蒸馏技术发展背景 2 分子蒸馏的概念和原理 3 分子蒸馏的优缺点
4
分子蒸馏的应用
1. 分子蒸馏技术发展背景
• 国外在20世纪20年代出现分子蒸馏技术，并在60年代开 始工业化应用。日本、美国、德国都设计制造了各种式 样的分子蒸馏装置。