分子蒸餾技術(shù)及應(yīng)用推廣

分子蒸餾技術(shù)自上世紀(jì)20年代問(wèn)世以來(lái)，由于其分離機(jī)制和的分離效果而受到廣泛重視。隨著分子蒸餾技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，其設(shè)備尤其是分子蒸餾器也不斷得到改進(jìn)和完善。
　　(1)靜止式分子蒸餾器
　　靜止式分子蒸餾器是JIAO早出現(xiàn)的一種簡(jiǎn)單、價(jià)廉的分子蒸餾設(shè)備。圖1是一種典型的靜止釜式分子蒸餾器。工作時(shí)，加熱器直接加熱置于蒸發(fā)室內(nèi)的料液，在高真空狀態(tài)下，料液分子由液態(tài)表面逸出，飛向懸于上方的冷凝器表面，被冷凝成液滴后由餾分罐的漏斗收集。此類(lèi)分子蒸餾器的主要缺陷是液膜很厚，物料被持續(xù)加熱，因而易造成物料的分解，且分離效率較低。
　　圖1釜式分子蒸餾器
　　(2)降膜式分子蒸餾器
　　降膜式分子蒸餾器也是較早出現(xiàn)的一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的分子蒸餾設(shè)備，其典型結(jié)構(gòu)如圖2所示。工作時(shí)，料液由進(jìn)料管進(jìn)入，經(jīng)分布器分布后在重力的作用下沿蒸發(fā)表面形成連續(xù)更新的液膜，并在幾秒鐘內(nèi)被加熱。輕組分由液態(tài)表面逸出并飛向冷凝面，在冷凝面冷凝成液體后由輕組分出口流出，殘余的液體由重組分出口流出。此類(lèi)分子蒸餾器的分離效率遠(yuǎn)高于靜止式分子蒸餾器，缺點(diǎn)是蒸發(fā)面上
　　的物料易受流量和黏度的影響而難以形成均勻的液膜，且液體在下降過(guò)程中易產(chǎn)生溝流，甚至?xí)l(fā)生翻滾現(xiàn)象，所產(chǎn)生的霧沫夾帶有時(shí)會(huì)濺到冷凝面上，導(dǎo)致分離效果下降。此外，依靠重力向下流動(dòng)的液膜一般處于層流狀態(tài)，傳質(zhì)和傳熱效率均不高，導(dǎo)致蒸餾效率下降。
　　(3)刮膜式分子蒸餾器
　　刮膜式分子蒸餾器是目前應(yīng)用為廣泛的一類(lèi)分子蒸餾設(shè)備，它是對(duì)降膜式分子蒸餾器的有效改進(jìn)，與降膜式的區(qū)別在于刮膜器的引入。利用刮膜器，可將料液在蒸發(fā)面上刮成厚度均勻，且連續(xù)更新的渦流液膜，從而大大增強(qiáng)了傳質(zhì)和傳熱效率，并能有效控制液膜的厚度(0.25～0.76mm)、均勻性以及物料的停留時(shí)間，使蒸餾效率明顯提高，熱分解的可能性顯著降低。
　　目前，刮膜式分子蒸餾器是市場(chǎng)的主流，國(guó)內(nèi)外的許多企業(yè)均生產(chǎn)此類(lèi)分子蒸餾器。德國(guó)UIC公司是專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)刮膜式分子蒸餾器的企業(yè)，其產(chǎn)品包括KD系列和KDL系列。KD系列的設(shè)備主體由不銹鋼制成，主要用于中試和工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)；KDL系列的設(shè)備主體由硼硅玻璃制成，適用于實(shí)驗(yàn)室科研或小批量高附加值產(chǎn)品的生產(chǎn)。
　　4工業(yè)化應(yīng)用現(xiàn)狀
　　1石油化工。在石油化工生產(chǎn)中，研究者已經(jīng)成功地利用分子蒸餾技術(shù)處理硅油、聚乙二醇、聚乙二醇醚、丙烯腈、胺、雙酚類(lèi)、己內(nèi)酰胺、過(guò)氧化異丙苯、鄰苯二甲酸二辛酯、環(huán)氧樹(shù)脂、甘醇、松脂等。Alexander等利用分子蒸餾技術(shù)還成功地實(shí)現(xiàn)了廢機(jī)油的回收，從石油中獲得高品位潤(rùn)滑劑的原料。
　　2油脂加工。目前，分子蒸餾技術(shù)主要應(yīng)用在油脂類(lèi)物質(zhì)的分離、提純和蒸餾。如，從脂肪乳液中分離農(nóng)藥，化妝品、香料的脫臭，從硅油中分離單體，從含甘油三酸酯的酯化制造甘油——酸酯乳化劑，各種鏈?zhǔn)街舅岬姆蛛x，環(huán)氧樹(shù)脂的蒸餾。
　　3食品。Batistella等利用分子蒸餾技術(shù)從棕櫚油中回收類(lèi)胡蘿卜素，鐘耕等利用分子蒸餾技術(shù)從脫蠟的甜橙油中提取胡蘿卜素，產(chǎn)價(jià)和純度高，比傳統(tǒng)提取胡蘿卜素的方法(皂化萃取，吸附和酯基轉(zhuǎn)移法)效果好。傅紅等利用多級(jí)分子蒸餾技術(shù)從深海魚(yú)中提取多不飽和脂肪酸，得到含高碳鏈不飽和脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90.96%的魚(yú)油產(chǎn)品。張忠義等采用超臨界CO2流體萃取技術(shù)和分子蒸餾技術(shù)對(duì)大蒜化學(xué)成分進(jìn)行萃取與分離，在極低的溫度下得到4種主要成分，與普通蒸餾相比，分子蒸餾溫度低，受熱時(shí)間短，更適合大蒜有效成分的分離。
　　4香精香料。任艷奎等利用分子蒸餾技術(shù)對(duì)玫瑰精油的提純進(jìn)行研究，優(yōu)化提取工藝，得到了純度達(dá)86%以上的玫瑰油。應(yīng)安國(guó)等利用分子蒸餾技術(shù)對(duì)合成胡椒基丁醚產(chǎn)物進(jìn)行提純得到了純度為98.35%的胡椒基丁醚。胡海燕等利用分子蒸餾技術(shù)有效提高廣藿香油中廣藿香醇和廣藿的含量。黃敏等利用分子蒸餾技術(shù)從天然香料山蒼子油，肉桂油中分離純化檸檬醛，肉桂醛，獲得了滿意的工藝條件。王發(fā)松等采用分子蒸餾技術(shù)對(duì)毛葉木姜子果揮發(fā)油中所含檸檬醛進(jìn)行了分離純化工藝的研究，所得檸檬醛的純度達(dá)到了95%。