第八章第一節(jié)分子蒸餾技術(shù)詳解.ppt

1、Molecular Distillation Technology,分子蒸餾技術(shù),Contents,1. 分子蒸餾技術(shù)發(fā)展背景,國外在20世紀20年代出現(xiàn)分子蒸餾技術(shù)，并在60年代開始工業(yè)化應(yīng)用。日本、美國、德國都設(shè)計制造了各種式樣的分子蒸餾裝置。 我國上世紀60年代才有研究者開始研究。 1986年，蔡沂春申請了關(guān)于M型分子蒸餾器的專利。 至上世紀80年代，國內(nèi)引進了幾套分子蒸餾生產(chǎn)線，用于硬脂酸單甘油酯的生產(chǎn)。 國內(nèi)許多單位進行了實驗室技術(shù)研究。 目前分子蒸餾已在油脂化學工業(yè)如甘油酯、雙甘酯、長鏈脂肪酸、維生素E、高碳醇、甾醇等濃縮和制取中得到廣泛的應(yīng)用。,分子蒸餾的定義,分子蒸餾（mole

2、cular distillation）也稱短程蒸餾（shortpath distillation），是一種在高真空下進行的連續(xù)蒸餾過程。 分子蒸餾過程與傳統(tǒng)的蒸餾過程不同。 傳統(tǒng)蒸餾是在沸點溫度下進行分離的，蒸發(fā)與冷凝過程是可逆的，液相與汽相間會形成平衡狀態(tài)。 分子蒸餾過程是一個不可逆的，并且在遠離物質(zhì)常壓沸點溫度下進行的蒸餾過程，更確切地說，它是分子蒸發(fā)的過程。,2. 分子蒸餾的概念和原理,分子碰撞,分子與分子之間存在著相互作用力，當兩分子離得較遠時，分子之間的作用力表現(xiàn)為吸引力，但當兩分子接近到一定程度后，分子之間的作用力會改變?yōu)榕懦饬?，并隨其接近距離的減小，排斥力迅速增加。 當兩分子接近

3、到一定程度時，排斥力的作用使兩分子分開。這種由接近而至排斥分離的過程就是分子的碰撞過程。,幾個基本概念,分子運動自由程 一個分子在相鄰兩次分子碰撞之間所經(jīng)過的路程 分子運動平均自由程 任一分子在運動過程中都在不斷變化自由程，而在一定的外界條件下，不同物質(zhì)的分子其自由程各不相同。在某時間間隔內(nèi)自由程的平均值稱為平均自由程,溫度、壓力及分子有效直徑是影響分子運動平均自由程的主要因素。當壓力一定時，一定物質(zhì)的分子運動平均自由程隨溫度增加而增加。當溫度一定時，平均自由程m與壓力p成反比，壓力越?。ㄕ婵斩仍礁撸?，m越大，即分子間碰撞機會越少、不同物質(zhì)因其有效直徑不同，因而分子平均自由程不同。,分子蒸餾基

4、本原理,根據(jù)分子運動理論，液體混合物受熱后分子運動會加劇，當接受到足夠能量時，就會從液面逸出成為氣相分子。隨著液面上方氣相分子的增加，有一部分氣相分子就會返回液相。在外界條件保持恒定的情況下。最終會達到分子運動的動態(tài)平衡，從宏觀上看即達到了平衡。,分子蒸餾的分離作用就是依據(jù)液體分子受熱會從液面逸出，而不同種類分子逸出后，在氣相中其運動平均自由程不同這一性質(zhì)來實現(xiàn)的 。,.液體混合物沿加熱板流動并被加熱,.輕、重分子會逸出液面而進入氣相,.由于輕、重分子的自由程不同,.輕分子達到冷凝板被冷凝排出; 重分子達不到冷凝板沿混合液排出,分子蒸餾原理,分子蒸餾分離應(yīng)滿足的兩個條件,輕、重分子的平均自由程

5、必須要有差異，且差異越大越好； 蒸發(fā)面與冷凝面間距必須小于輕分子的平均自由程。,真空間歇蒸餾,物料在蒸餾釜內(nèi)停留時間較長，且處于沸點狀態(tài)，所以殘留物甚至餾出物經(jīng)常發(fā)生熱破壞。,對比其它傳統(tǒng)蒸餾方式,3. 分子蒸餾的優(yōu)缺點,降膜式蒸發(fā)器,成膜質(zhì)量主要取決于:重力、物料的粘度和給料流率; 降膜成層流狀態(tài)，導致膜上出現(xiàn)“死點”，使物料過熱而熱分解; 膜層中存在較大的溫度梯度，妨礙了最佳蒸餾效果,刮 膜 式 蒸 發(fā) 器,機械 “刮膜”，溫度梯度和死點被大大減小 極限真空有限，有較高的流阻,內(nèi)部冷凝器，流阻小，極限真空高,分子蒸餾裝置,分子蒸餾與傳統(tǒng)蒸餾方法相比的優(yōu)點：,分子蒸餾技術(shù)的局限性,1、由于分

6、子蒸餾要求在高真空下進行分離,所需要的設(shè)備成本過高,結(jié)構(gòu)復雜,設(shè)計技術(shù)要求高,相應(yīng)的配套設(shè)備也多,投資過大; 2、分子蒸餾受設(shè)備結(jié)構(gòu)和加熱面積的限制,設(shè)備體積比常規(guī)蒸餾設(shè)備體積大,在大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用中有不少困難。,4. 分子蒸餾的應(yīng)用,廣受科研人員歡迎的實驗型設(shè)備：MD-S80,幾 種 分 子 蒸 餾 設(shè) 備,中試型設(shè)備：MD-S150,MD-S300,MD-S500,MDL-150（離心式）,分子蒸餾的適用范圍,1.分子蒸餾適用于不同物質(zhì)分子量差別較大的液體混合物系的分離，特別是同系物的分離，分子量必須要有一定差別。 2.分子蒸餾也可用于分子量接近但性質(zhì)差別較大的物質(zhì)的分離，如沸點差較大、分子量接近的物系的分離。 3.分子蒸餾特別適用于高沸點、熱敏性、易氧化（或易聚合）物質(zhì)的分離。 4.分子蒸餾適宜于附加值較高或社會效益較大的物質(zhì)的分離。 5.分子蒸餾不適宜于同分異構(gòu)體的分離。,1脂肪酸及衍生物 2. 二聚酯肪酸 3. 魚油 4. 小麥胚芽油 5種子油 6. 單甘油酯 7. 雙甘油酯 8. 生育酚 9. 黃油,食品工業(yè),1廣藿香油 2. 玫瑰油 3. 山倉子油 4. 桉葉油（茶樹油） 5. 香茅油 6. 橙油 7. 紫羅蘭酮,香 料 香 精,1. 酸性氯化物 2. 氨基酸酯 3. 葡萄糖衍生物 4. 吲哚 5. 萜酯 6. 天然和合成維生素 7. 互葉白千層油 8. 辣椒堿