分子蒸餾

一、分子蒸餾的概述：
分子蒸餾是一種特殊的液—液分離技術(shù)，它不同于傳統蒸餾依靠沸點(diǎn)差分離原理，而是與被蒸餾混合物的分子量的大小有關(guān)，能夠實(shí)現遠離沸點(diǎn)下的操作，分子量差異越大，分子自由程相差越大，餾出物就越純。這里的分子自由程（用λ表示）是指一個(gè)分子相鄰兩次碰撞之間所走的路程。在高真空的條件下，液體混合物沿著(zhù)加熱板流動(dòng)被加熱，根據不同分子量物質(zhì)的分子平均自由程的不同，它們在汽化表面與冷凝表面之間分子平均自由程的大小以及蒸發(fā)度也明顯的不同，輕組分分子的分子平均自由程的大，而重組分分子的分子平均自由程小，使得輕組分恰好能到達冷凝板上面被冷凝，使其沿冷凝板留下；而重組分分子因達不到冷凝板而沿著(zhù)加熱板留下，從而將不同物質(zhì)進(jìn)行分離。（其原理如下圖所示）

蒸餾作為一種物理分離技術(shù)，能解決大量常規技術(shù)分離難于解決的問(wèn)題，生產(chǎn)過(guò)程綠色清潔，具有廣泛的應用前景。

二、分子蒸餾技術(shù)特點(diǎn)：

作為一種與國際同步的高新分離技術(shù)，具有其他分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：

1.操作溫度低（遠低于沸點(diǎn)）、高真空度（空載≤1Pa）、受熱時(shí)間短（以秒計），不會(huì )發(fā)生受熱分解，分離效率高等，特別適宜于高沸點(diǎn)、熱敏性、易氧化物質(zhì)的分離；

2.可有效地脫除輕分子物質(zhì)（脫臭）、重分子物質(zhì)（脫色）及脫除混合物中雜質(zhì)；

3.其分離過(guò)程為物理分離過(guò)程，可很好地保護被分離物質(zhì)不被污染，特別是可保持天然提取物原來(lái)的品質(zhì)；

4.分離度高，高于傳統蒸餾及普通的薄膜蒸發(fā)器；

5.容易形成連續化生產(chǎn)，操作簡(jiǎn)單；

6.蒸程短，分子平均自由程一般不超過(guò)25mm，能耗小。

三、分子蒸餾產(chǎn)品優(yōu)勢：

1. 采用自主研發(fā)的熱超導技術(shù)，解決加熱體溫度控制，溫差可以控制在0.5℃。

2.系統體積小，管路簡(jiǎn)化，啟動(dòng)時(shí)間短，操控靈活，能耗比導熱油加熱方式降低約25%。

3.采用自主研制內置冷井技術(shù)，節約冷卻水及真空管線(xiàn)長(cháng)度，保證了高真空（0.5Pa）下蒸餾過(guò)程的高效性和高選擇性。

4.采用的集束噴嘴結構自制的油擴散增壓泵，具有很高的壓縮比， 其工作背壓可以達到160Pa以上，大大降低了對前級真空系統的要求，使能效比進(jìn)一步提高，同時(shí)降低了生產(chǎn)和維修費用。

5.采用開(kāi)發(fā)的自動(dòng)控制連續精餾段分子蒸餾技術(shù)，可有效分離天然的、成分復雜的以及分子量相差較小的物質(zhì)，為用戶(hù)提高產(chǎn)品品質(zhì)和競爭力創(chuàng )造了*的條件。

應用范圍可代替常規降膜蒸發(fā)器，用于石化及化工產(chǎn)品的蒸餾、提純、濃縮、脫色使用；尤其適用于熱敏性，易氧化化學(xué)工業(yè)品的蒸餾精制；也可用于高沸點(diǎn)產(chǎn)品的蒸餾分離。

四、分子蒸餾典型應用：

多不飽和脂肪酸（油酸、亞麻酸、魚(yú)油脂肪酸（乙酯））及其衍生物的蒸餾精制；單甘脂的精制；二聚酸的精制；VE、植物甾醇的精制；液晶的蒸餾；高分子聚合物脫除單體；其他熱敏性產(chǎn)品的精制。

五、分子蒸餾產(chǎn)品選型：

短程蒸餾的處理能力和原料（產(chǎn)品）的分子量，物料粘度、操作條件、蒸發(fā)器的有效換熱面積有直接關(guān)系。

常用進(jìn)料速率: 50-80 kg / (m²*h) 可選材質(zhì)：SUS304，SUS316L，SAF2205工作溫度：最高近400℃ 蒸發(fā)器規格表。（供參考）

 2、 單甘酯提取

采用氫化油脂與甘油進(jìn)行酯交換反應生產(chǎn)單、雙脂肪酸甘油酯，其中單甘酯含量在40% ～50%，采用分子蒸餾可把單甘酯含量提高到90% ~96%。分子蒸餾單甘酯是優(yōu)良的潤滑劑，能降低聚合物分子間的摩擦，降低聚合物黏度，改進(jìn)流動(dòng)性。分子蒸餾提取單甘酯的工藝流程如圖。

 分子蒸餾單甘酯裝置由真空、物料輸送、蒸汽、熱油、熱水、冷水、自動(dòng)控制和電力系統組成。

3、 維生素E純化

分子蒸餾純化維生素E的工藝流程如圖。

 采用兩級分子蒸餾可把脫臭餾出物中Ve含量由8.46%提高到49.5%。

游離脂肪酸（FFA）比Ve容易揮發(fā)，如果分子蒸餾同時(shí)脫除這兩種組分，在餾出物中FFA多，Ve純度低。通過(guò)多級分子蒸餾，可提高Ve純度。FFA 含量高低主要受蒸餾溫度的影響，蒸餾溫度越高，一級分子蒸餾餾出物中FFA含量越高，進(jìn)料速率無(wú)影響。

4、亞油酸脫色

采用分子蒸餾對紅花籽油水解得到的亞油酸進(jìn)行脫色，分子蒸餾處理量210kg/h，系統壓力100 Pa，亞油酸預熱溫度120℃，經(jīng)除氧器脫除空氣和濕氣，進(jìn)分子蒸餾器，蒸餾溫度160～180℃，刮膜速率250r/min，冷凝溫度15～20℃，重相（色素等）得率在2%～3%，輕相（亞油酸）得率為90%，亞油酸含量為80%~82%。

5、植物油的脫酸、脫臭

植物原油經(jīng)過(guò)水化脫膠、脫色和脫蠟后，進(jìn)入分子蒸餾系統，蒸餾溫度在200～220℃，通過(guò)調整蒸餾溫度和進(jìn)料速率，可以富集FFA和VE，降低產(chǎn)品中的FFA和VE。

在蒸餾溫度220℃時(shí)得到FFA含量小于0.1%的精煉油，可回收高含量的Ve。蒸餾溫度200℃時(shí)采取低進(jìn)料速率，蒸餾溫度220℃時(shí)可提高進(jìn)料速率。

6、其他方面的應用

采用兩級分子蒸餾從橘皮油中提取純化檸檬烯甲，得到輕組分為99%的α-檸檬烯。采用兩級分子蒸餾提取米糠油中植物甾醇，植物甾醇含量從原料油的3.15%提高到61.37%。

采用分子蒸餾可從植物油中提取塑化劑，可富集微生物油脂中的花生四稀酸，還可純化姜油。

總結：
分子蒸餾在油脂深加工的應用主要在油脂、油脂化工產(chǎn)品、高附加值副產(chǎn)品中，采取多級分子蒸餾，可獲得更高的產(chǎn)品純度。分子蒸餾是物理過(guò)程，對產(chǎn)品沒(méi)有不良作用。分子蒸餾在提取維生素E、單甘酯，精制魚(yú)油和在一些油脂精煉中具有優(yōu)越的效果。

隨著(zhù)國家的高科技投入和化工行業(yè)的介入，對設計軟件、精密機械加工、高真空泵組的技術(shù)突破，分子蒸餾有望廣泛地應用于油脂工業(yè)。

 7.應用案例及成套技術(shù)案例