分子蒸馏技术详解课件.pptx

1、Molecular Distillation TechnologyMolecular Distillation Technology分子蒸馏技术ContentsContents分子蒸馏技术发展背景1分子蒸馏的概念和原理2分子蒸馏的优缺点3分子蒸馏的应用41. 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。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

2、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。分子蒸馏的定义分子蒸馏的定义 分子蒸馏（molecular distillation）也称短程蒸馏（shortpath distillation），是一种在高真空下进行的连续蒸馏过程。分子蒸馏分子蒸馏过程与传统的蒸馏过程过程与传统的蒸馏过程不同。不同。传统传统蒸馏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。分子蒸馏分子蒸馏过程是一个不可逆的，并且在远离物质常压沸点温度下进行的蒸馏过程，更确切地说，它是分子蒸发的过程。2. 分子蒸馏的概念和原理分子碰撞分

3、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。分子运动自由程分子运动自由程 一个分子在相邻两次分子碰撞之间所经过的路一个分子在相邻两次分子碰撞之间所经过的路程程分子运动平均自由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，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而在一定的外界条件下，不同

4、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为平均自由程22mTdP 温度、压力及分子有效直径温度、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m与压力p成反比，压力越小（真空度越高），m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。分子蒸馏基本原理分子蒸馏基本原理 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，就会从液面运动会加剧，当接受到

5、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。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运动平均自由程不同这一性质来实现的 。.液体混合物沿加热板流

6、动并被加热液体混合物沿加热板流动并被加热 .轻、重分子会逸出液面而进入气相轻、重分子会逸出液面而进入气相 .由于轻、重分子的由于轻、重分子的自由程自由程不同不同 .轻分子达到冷凝板被冷凝排出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重分子达不到冷凝板沿混合液排出 分子蒸馏原理分子蒸馏原理分子蒸馏分离应满足的两个条件分子蒸馏分离应满足的两个条件轻、重分子的平均自由程必须要有差异，且差异越大越好；蒸发面与冷凝面间距必须小于轻分子的平均自由程。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。对比其它传统蒸馏方式对比其它传统蒸馏方式3. 分

7、子蒸馏的优缺点降膜式蒸发器 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刮膜式蒸发器 机械 “刮膜”，温度梯度和死点被大大减小极限真空有限，有较高的流阻内部冷凝器，流阻小，极限真空高 分子蒸馏装置分子蒸馏装置 分子蒸馏与传统蒸馏方法相比的优点：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

8、大规模生产应用中有不少困难。4. 分子蒸馏的应用广受科研人员欢迎的实验型设备：MD-S80中试型设备：MD-S150 MD-S300MD-S500 MDL-150（离心式）离心式）分子蒸馏的适用范围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。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 1脂肪酸及衍

9、生物脂肪酸及衍生物 2. 2. 二聚酯肪酸二聚酯肪酸 3. 3. 鱼油鱼油 4. 4. 小麦胚芽油小麦胚芽油 5 5种子油种子油 6. 6. 单甘油酯单甘油酯 7. 7. 双甘油酯双甘油酯 8. 8. 生育酚生育酚 9. 9. 黄油黄油食品工业1 1广藿香油广藿香油 2. 2. 玫瑰油玫瑰油 3. 3. 山仓子油山仓子油 4. 4. 桉叶油（茶树油）桉叶油（茶树油）5. 5. 香茅油香茅油 6. 6. 橙油橙油 7. 7. 紫罗兰酮紫罗兰酮香料香精1. 1. 酸性氯化物酸性氯化物 2. 2. 氨基酸酯氨基酸酯 3. 3. 葡萄糖衍生物葡萄糖衍生物 4. 4. 吲哚吲哚 5. 5. 萜酯萜酯 6. 6. 天然和合成维生素天然和合成维生素 7. 7. 互叶白千层油互叶白千层油 8. 8. 辣椒碱辣椒碱 9. 9. 大蒜素的精制大蒜素的精制 10. 10. 川芎川芎 11. 11. 当归当归 12.12. 姜油姜油13. 中草药有效成分的提纯中草药有效成分的提纯制药1 1羊毛酯酸羊毛酯酸 2. 2. 羊毛酯醇羊毛酯醇 3. 3. 烷基多酣烷基多酣 4. 4. 海藻、金雀花、褐苔、鲜花、海藻、金雀花、褐苔、鲜花、 根菜作物、辣椒的提取物根菜作物、辣椒的提取物 日化