论文分子蒸馏技术装备

1、现代食品加工新技术课程论文学 院：专业年级：题 目：评阅教师：分子蒸憎技术装备摘要：分子蒸惚是国际上一种新型的分离方法，它可以使一些常规蒸惚不能分离的热敏 性物质实现分离。由于该技术在食品、生化、制药等方面的重要意义,本文就分子蒸憾的技 术装备及作了介绍并简单列举了分子蒸徭技术的应用现状。关键字：分子蒸馆；平均自由程；技术装备；应用；molecular distillation technology and equipmentnancy.pan 06 food science and engineering 2 classesa bstrac t:molecular distillation

2、is an international on a new separation method, it can make some conventional distillation can not be separated from heat-sensitive material to achieve separation. as the technology in the food, biochemical, pharmaceutical and other important aspects, this paper, the technology of molecular distilla

3、tion equipment and made an introduction and a short list of the application of molecular distillation technology okey word:molecular distillation； mean free path； technical equipment； apply分子蒸憾技术(molecular distillation,md)不同于一般蒸谓技术，它是运用不同物质分子 运动自由程的差别而实现物质的分离，能够实现远离沸点下的操作。它具备蒸憾压强低、受 热时间短、分离程度高等特点,能大

4、大降低高沸点物料的分离成本，极好地保护热敏性物质 的品质。分子蒸憎技术已广泛应用于高纯物质的提取，它可摆脱化学处理方法的束缚，真正 保了纯天然的特性，所以特别适用于天然物质的提取与分离，在国际上已被广泛应用于食 品、医药、香料等工业中1分子蒸f留的国内外发展概况分子男，追溯到第2次世界大战以前,伴随真空技术和真空蒸谓技术发展起来的一种液液 分离技术ohickman131博士是最早的发明人之一，早在1920年，他就利用分子蒸馆设备做过大 量的小试实验，并将该方法发展到中试规模,这种简单的蒸馆方法在美国首先以“分子蒸馆” 的概念出现,并沿用至今。20世纪的30-60年代是分子蒸憾技术的研发时代，至

5、60年代末, 德、日、英、美及前苏联均有多套大型工业化装置投入工业化应用。但由于相关技术的发展还很落后，致使当时分子蒸憎技术及装备在总体上述不够完善。例如，分子蒸憾蒸发器 的分离效率还待提高、密封及真空获得技术还有待改进、应用领域还有待拓展、分离成本 还有待降低等。所有这些都是后来的研究者改进的方向。从20世纪60年代至今的50多 年来，各国研究者均十分重视这一领域的研究，不断有新的专利和文献出现。同吋，也出现了 一些专业技术公司专门从事分子蒸憎器的开发制造，使分子蒸谓技术的工业应用得到了进 一步发展。我国对分子蒸镭技术的研究开始得比较晚。20世纪60年代，樊丽秋首次在国内进行 了分子蒸憎相关

6、研究;70年代末，余国琮、樊丽秋发表了对降膜式分子蒸徭研究的相关论 文;80年代，国内才有分子蒸憾器方面相关专利出现，随后乂引进了几套国外的分子蒸谓装置, 用于硕脂酸单廿酯的生产。近年来,我国许多高校及科研单位对分子蒸技术进行了广泛的研 发。特别是90年代以来，随人们对天然物质的青睐以及全球回归自然潮流的起，特别是中药 现代化、国际化进程的迫近，分子憎技术在高沸点、热敏性天然物质的分离方面得了迅速的 发展。目前，分子蒸徭技术在石油、医药食品、精细化工和油脂等行业得到了广泛的应用。2分子蒸f留原理加热板沁童组分轻组分图1：分子蒸憎原理图由图1可以看出，液体混合物为了达到分离的目的，首先混合液沿加

7、热板向下流动，被加热后，轻、重分子均向气相逸出，由于轻、重分子自由程不同，轻分子自由程大，可达到冷凝板, 冷凝后沿冷凝板向下流动，重分子自由程小，达不到冷凝面而在气相中饱和，并返回液相，沿 加热板向下流动,从而形成轻、重分子的分流与分离®分离程度与所有被蒸憎混合物的分子量的大小有关，分子量差异越大，其沸点和自由程 差异越大/留出物就越纯;分子量越接近，分憾效率也就越低因此，分子蒸谓要满足2个条件: 轻、重分子的平均自由程必须要有差界，且差界越大越好;蒸发面与冷凝面的间距必须 小于轻分子的平均自由程。分子蒸馆与普通减压精馆相比是高真空下连续不可逆的蒸馆过 程，它们的区别有：(1) 分子

8、蒸徭的蒸发面与冷凝面距离很小,蒸汽分子从蒸发面向冷凝面飞射的过程中，蒸 汽分子之间发生碰撞的几率很小，整个系统可在很高的真空度下工作;而普通减压精憾过程, 不论是板式塔还是填料塔，蒸汽分子均要经过很长的距离才能冷凝为液体，整个过程中，蒸汽 分子不断地与塔板(或填料)上的液体以及与其他蒸汽分子发生碰撞，操作系统存在较大压差, 因此普通减压精憾的真空度远低于分子蒸憾过程；(2) 普通减压精憾是蒸发与冷凝的可逆过程，气液相间形成相平衡状态;而分子蒸憎过 程是不可逆的，蒸汽分子从蒸发表面逸出后直接飞射到冷凝面上，几乎不与其他分子发生碰 撞,理论上没有返回蒸发面的可能性。所以分子蒸憎技术可以将高沸点、高

9、黏度和热敏性的 天然产物或其他化合物在较温和的条件下进行分离。3分子蒸f留系统流程及各部分组成1变速机组2刷膜蒸发器缸3重组分接收瓶4轻组分接收瓶5恒温水泵6导热油炉7旋转真空计8液氮冷阱9油扩散泵10导热油控温计11热油泵12前级真空泵13刷膜转子14进料阀15原料瓶 16冷凝柱 17旁 路阀蒸憾系统可以分成四个部分(图2)。(1 )蒸发器:包括缸体、刮膜器、变速器、接收瓶等; (2)真空部分:包括真空泵、扩散泵(3 )加热温控部分:包括热油泵、导热油炉、控温仪表、 油路等;(4)冷却系统:包括冷阱、恒温水泵、冷却水管路等四个部分组成。后三个部分是分 子蒸发器的辅助系统。4分子蒸f留技术的应

10、用现状分子蒸憾技术作为一种高效、新型的绿色分离技术,具有常规真空精谓技术不可比拟的 优越性目前广泛应用于精细化工、咲药、食品、油脂、造纸等各个领域。分子蒸馆技术具 有脱酸、脱碱、脱色、脱臭、提纯或浓缩等多种功能。在天然物质提取方而发挥了独特的 优势;尤其适用于浓缩或纯化高分子量、高沸点、高黏度的物质及热稳定性较差的有机化合 物。分子蒸镭技术作为一种温和的蒸镭分离手段，克服了传统蒸惚操作温度高、受热时间长 的缺点，可解决传统蒸憾无法解决的难题，有广阔应用前景。大量工业化实践证明，分子蒸谓 技术具有独特的、多方面的应用特点。主要可以应用在以下儿个方面：(1) 脱除热敏性物质中的轻组分。例如，聚猷胺

11、树脂一般由二聚酸与乙二胺聚合而成，而 二聚脂肪酸是不饱和脂肪酸通过2个或2个以上分子z间互相聚合而生成的化合物。事实 上，二聚体并不是-种单纯物质,而是由36个碳的二聚体、少量54个碳的三聚体、相对分 子质量更高的多聚休以及少量未聚合的单休所组成的混合物。二聚酸中二聚体的含量决定 着产品的质量。运用常规蒸憎的方法可以使二聚体的质量分数在75%、83%及87%,而采用 分子蒸馆的方法可以使二聚体的质量分数达90%5%以上'】叭(2) 脱除原料或产品中的杂质及颜色。如陆韩涛m利用分子蒸憾技术制备各种芳香油。 通过分子蒸馆，芳香油产品中的余味和颜色基本除去,有效成分增加，质量可达到岀口要求。

12、(3) 牛产过程中可降低热敏性物质的热损伤甲基丙烯酸酯类是合成丙烯酸酯树脂的重 要原料，其合成方法一般有相应的醇与甲基丙烯酸甲酯的酯交换法;相应的醇与甲基丙烯酸 的直接酯化法;甲基丙烯酸甲酯和环氧丙烷的混合反应等。反应后的产品都需要提纯，由于 丙烯酸酯类都有一定热敏性，故采用传统真空蒸憾不仅纯度不高，而且过高的操作温度会导 致产品的得率不佳,而采用分子蒸徭技术则可很好地解决上述问题说消除或降低牛产过程中的环境污染，进行清洁牛产。利用分子蒸憾可以制取高纯烷基 多皆叫(5)脱除产品中残留的重金属离子及催化剂如在催化剂钻麟化合物催化下用烯姪琰基 合成制高级脂肪醇的工艺屮，催化剂和产品醇要分开。可采用

13、二级分子蒸憾完成5结语目前，世界各国应用分子蒸憾技术纯化分离的产品达150余种，特别是对于一些高难度物质的分离方面,该项技术显示了十分理想的效果。但是，分子蒸憾技术作为一种新型的分 离技术，理论研究和实践过程中仍然存在一些问题,主要体现在:对其相关过程的基础理论研 究非常少;生产能力小;设备投资高。随着人们追求天然产品、回归自然潮流的兴起，新产 品不断出现，分子蒸谓技术必将以其在产品提纯中的高效优质、条件温和而备受青睐，随着 理论研究的深入，开发应用将会得到进一步发展。参考文献1 冯武文，于宏奇，杨村，等.一种新型的分离技术分子蒸憎技术j.化工生产与技术,2000,7(4):6-9.2 杨村，

14、于宏奇,冯武文，等.分子蒸憾技术(第一版)m.化学工业出版社,2003.3 hickman r w.distillation og heat sensitive materials;part ifjj.british chemicalengineering, 1967,12(4):5685724樊丽秋.分子蒸憾的研究d天津:天津大学,1964.5余国琮，樊丽秋.降膜式分子蒸憎设备基本理论的探讨j.化工学1979,30( 1):18-30. 于鸿寿，王世昌，吴锦元.化学工程手册:3卷.蒸惚m.北京:化学工业出版社,1989.|7冯武文，杨村，于宏寄.蒸馆技术与日用化工:分子蒸惚技术的原理及特点j

15、日用化学工 业,2002,32(5):74-76.e.克雷耳.实验室蒸憾技术指南:中间工厂蒸憾的导论m.陈廿棠译.北京:化学工业岀版 社,1988.9 陆振民，陈福民，刘福帧,戴玲妹，实验技术与管理j清华大学化工系应用化学研究 所,2000,27(2):2110 邓朝霞，叶代勇等分子蒸憾及其在精细化工上的应用j广州化学,2006,34(2):6-10.11 陆韩涛，程玉镜.利用分子蒸憾精制芳香油j广东化1,1992,2:39-43.12 马占镖.甲基丙烯酸酯及其应用m.北京:化学工业出版社,2002.13 leybold-heraeusgmbh(cologne,de).method and apparatus for short-path