分子蒸馏医药工业
利用分子蒸馏技术,在医药工业中可提取天然维生素A、维生素E;制取氨基酸及葡萄糖的衍生物;以及胡萝卜和类胡萝卜素等。现以维生素E为例:天然维生素E在自然界中***存在于植物油种子中,特别是大豆、玉米胚芽、棉籽、菜籽、葵花籽、米胚芽中含有大量的维生素E。由于维生素E是脂溶性维生素,因此在油料取油过程中它随油一起被提取出来。脱臭是油脂精练过程中的一道重要工序,馏出物是脱臭工序的副产品,主要成分是游离脂肪酸和甘油以及由它们的氧化产物分解得到的挥发性醛、酮碳氢类化合物,维生素E等。从脱臭馏出物中提取维生素E,就是要将馏出物中非维生素E成分分离出去,以提高馏出物中维生素E的含量。曹**等将脱臭馏出物先进行甲脂化,经冷冻、过滤后分离出甾醇,经减压真空蒸馏后再在220～240℃、压力为10-3～10-1Pa的高真空条件下进行分子蒸馏,可得到w(天然维生素E)=50%～70%的产品。采取色谱法、离子交换、溶剂萃取等可对其进一步精制。此外,在分子生物学领域中,可以将分子蒸馏技术作为生物研究的一种前处理技术,以保存原有组织的生物活性和制备生物样品等。
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分子蒸馏技术
蒸馏是将固体与液体或液体与液体混合物分离较基本的方法。
常规的蒸馏方式：原料在蒸发器内被加热至蒸发温度, 低沸点组分蒸发后进入冷凝器冷却, 得到所需的产品。
普通蒸馏的基本过程是当分子离开液面后所形成的蒸汽分子，会在运动中互相碰撞，一部分进入冷凝器中，另一部分则返回液体内。常规的蒸馏方式- 需要较高的蒸馏温度 - 物料加热时间较长局限性- 无法对热敏物质进行分离。
要避免部分物质在蒸馏过程中因分解而造成损失，可以采用减压蒸馏法。
减压蒸馏 通过将系统抽真空可降低蒸发温度
压力与沸点的关系：压力每降低一个数量级，沸点降低约20－30度。
但对于热敏物质来说, 在蒸馏釡内进行的真空蒸馏有很多缺点：很长的蒸馏时间 - 由于压力降的缘故，以及真空泵很难克服蒸馏釜内液面的静压高度，所以在蒸发处的真空是非常有限的。较终的真空度并不由真空泵的大小而决定, 而是受管路的传导性和蒸发器内静液面高度的限制。
沸点高、对热不稳定、粘度高或容易的物质，均不宜用一般的减压蒸馏，应进行分子蒸馏。
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常用的分子蒸馏设备
（1）降膜式分子蒸馏设备，该类设备主要由圆筒形的蒸发面与内置的冷凝器组成，分子蒸馏过程中从蒸发器的顶部流入，底部流出。化合物从顶部流入后再重力的作用下在蒸发表面形成自上而下的具有流动性的液膜。降膜式设备采用膜式蒸馏，相对于釜式蒸馏设备更容易逸出，加热时间更短。
（2）刮膜式分子蒸馏设备，该类设备在蒸馏器的内部设计有一个成膜转子，化合物从顶部流入后在成膜转子的作用下形成了比较均匀的薄膜，从而增加了单位液体的蒸发表面积。蒸馏过程中，成膜转子不断运动和旋转，蒸发器内不断形成新的液膜，并呈现出湍流的状态。成膜转子有利于获得均匀的蒸发液膜，还有利于保证液膜受热的均匀性，可以防止液膜的局部过热现象。
（3）离心式分子蒸馏设备，该类设备在蒸馏器内设计一个高速旋转的圆锥盘，在离心力的作用下扩散成极薄的液膜，并且非常均匀。圆锥盘提高了液膜的均匀性，增强了液膜内部的传热作用。圆锥盘的安装和布置比较复杂，对于真空性的要求高。
分子蒸馏条件
1、 残余气体的分压必须很低，使残余气体的平均自由程长度是蒸馏器和冷凝器表面之间距离的倍数。
2、 在饱和压力下，蒸汽分子的平均自由程长度必须与蒸发器和冷凝器表面之间距离具有相同的数量级。
在这此理想的条件下，蒸发在没有任何障碍的情况下从残余气体分子中发生。所有蒸汽分子在没有遇到其它分子和返回到液体过程中到达冷凝器表面。蒸发速度在所处的温度下达到可能的比较大值。蒸发速度与压力成正比，因而，分子蒸馏的馏出液量相对比较小。
在大中型短程蒸馏中，冷凝器和加热表面之间的距离约为20~50mm，残余气体的压力为10-3mbar时，残余气体分子的平均自由程长度约为2倍长。短程蒸馏器完全能满足分子蒸馏的所有必要条件。
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分子蒸馏及其在香精香料工业中的应用
分子蒸馏是一种在高真空度下进行液液分离操作的连续蒸馏过程。 在高真空度条件下 ,由于分子蒸馏器的加热面和冷凝面之间距离小于或等于被分离物料的分子平均自由程 ,当分子从加热面上形成的液膜表面上进行蒸发时 ,分子间相互发生碰撞 ,无阻拦地向冷凝面运动并在冷凝面上冷凝 ,从而达到分离目的国外在 20 世纪 30 年代出现分子蒸馏技术 ,并在 60 年代开始工业化反应。 国内于 80 年代中期开始分子蒸馏技术研发。 目前 ,该项技术已广泛应用于石油化工、食品香料等领域 ,特别适用于天然物质的提取与分离。
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由分子蒸馏的基本原理可以看出，分子蒸馏是一种区别于常规蒸馏的非平衡状态下的特殊蒸馏。与常规蒸馏相比，分子蒸馏有如下无法比拟的特点:
（1）操作温度低，可**节省能耗
常规蒸馏是依靠物料混合物中不同物质的沸点差进行分离的，而分子蒸馏是靠不同物质的分子运动平均自由程的差别来进行分离的，并不要求物料一定要达到沸腾状态，只要分子从液相中挥发逸出，就可以实现分离。正因为分子蒸馏是在远离沸点下进行操作，因此产品的能耗小。
（2）蒸馏压强低，要求在高真空度下操作。
分子运动平均自由程与系统压力成反比，只有加大真空度，才能获得足够大的平均自由程。研究指出，分子蒸馏的真空度高达0.1-100Pa。
（3）受热时间短，降低热敏性物质的热损伤。
由于分子蒸馏是利用不同物质分子运动平均自由程的差别而实现分离的，其基本要求是加热面与冷凝面的距离必须小于轻分子的运动平均自由程，这个距离通常很小，因此轻分子由液面逸出后几乎未发生碰撞即射向冷凝面，所以受热时间极短。研究测定指出，分子蒸馏受热时间*为几秒或几十秒，从而在很大程度上避免了物质的分解或聚合。
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