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分子蒸馏技术及应用推广

  • 发布日期:2022-05-13      浏览次数:345
    • 分子蒸馏技术自上世纪20年代问世以来,由于其分离机制和的分离效果而受到广泛重视。随着分子蒸馏技术应用领域的不断扩大,其设备尤其是分子蒸馏器也不断得到改进和完善。
        (1)静止式分子蒸馏器
        静止式分子蒸馏器是JIAO早出现的一种简单、价廉的分子蒸馏设备。图1是一种典型的静止釜式分子蒸馏器。工作时,加热器直接加热置于蒸发室内的料液,在高真空状态下,料液分子由液态表面逸出,飞向悬于上方的冷凝器表面,被冷凝成液滴后由馏分罐的漏斗收集。此类分子蒸馏器的主要缺陷是液膜很厚,物料被持续加热,因而易造成物料的分解,且分离效率较低。
        图1釜式分子蒸馏器
        (2)降膜式分子蒸馏器
        降膜式分子蒸馏器也是较早出现的一种结构简单的分子蒸馏设备,其典型结构如图2所示。工作时,料液由进料管进入,经分布器分布后在重力的作用下沿蒸发表面形成连续更新的液膜,并在几秒钟内被加热。轻组分由液态表面逸出并飞向冷凝面,在冷凝面冷凝成液体后由轻组分出口流出,残余的液体由重组分出口流出。此类分子蒸馏器的分离效率远高于静止式分子蒸馏器,缺点是蒸发面上
        的物料易受流量和黏度的影响而难以形成均匀的液膜,且液体在下降过程中易产生沟流,甚至会发生翻滚现象,所产生的雾沫夹带有时会溅到冷凝面上,导致分离效果下降。此外,依靠重力向下流动的液膜一般处于层流状态,传质和传热效率均不高,导致蒸馏效率下降。
        (3)刮膜式分子蒸馏器
        刮膜式分子蒸馏器是目前应用为广泛的一类分子蒸馏设备,它是对降膜式分子蒸馏器的有效改进,与降膜式的区别在于刮膜器的引入。利用刮膜器,可将料液在蒸发面上刮成厚度均匀,且连续更新的涡流液膜,从而大大增强了传质和传热效率,并能有效控制液膜的厚度(0.25~0.76mm)、均匀性以及物料的停留时间,使蒸馏效率明显提高,热分解的可能性显著降低。
        目前,刮膜式分子蒸馏器是市场的主流,国内外的许多企业均生产此类分子蒸馏器。德国UIC公司是专业生产刮膜式分子蒸馏器的企业,其产品包括KD系列和KDL系列。KD系列的设备主体由不锈钢制成,主要用于中试和工业规模的生产;KDL系列的设备主体由硼硅玻璃制成,适用于实验室科研或小批量高附加值产品的生产。
        4工业化应用现状
        1石油化工。在石油化工生产中,研究者已经成功地利用分子蒸馏技术处理硅油、聚乙二醇、聚乙二醇醚、丙烯腈、胺、双酚类、己内酰胺、过氧化异丙苯、邻苯二甲酸二辛酯、环氧树脂、甘醇、松脂等。Alexander等利用分子蒸馏技术还成功地实现了废机油的回收,从石油中获得高品位润滑剂的原料。
        2油脂加工。目前,分子蒸馏技术主要应用在油脂类物质的分离、提纯和蒸馏。如,从脂肪乳液中分离农药,化妆品、香料的脱臭,从硅油中分离单体,从含甘油三酸酯的酯化制造甘油——酸酯乳化剂,各种链式脂肪酸的分离,环氧树脂的蒸馏。
        3食品。Batistella等利用分子蒸馏技术从棕榈油中回收类胡萝卜素,钟耕等利用分子蒸馏技术从脱蜡的甜橙油中提取胡萝卜素,产价和纯度高,比传统提取胡萝卜素的方法(皂化萃取,吸附和酯基转移法)效果好。傅红等利用多级分子蒸馏技术从深海鱼中提取多不饱和脂肪酸,得到含高碳链不饱和脂肪酸质量分数为90.96%的鱼油产品。张忠义等采用超临界CO2流体萃取技术和分子蒸馏技术对大蒜化学成分进行萃取与分离,在极低的温度下得到4种主要成分,与普通蒸馏相比,分子蒸馏温度低,受热时间短,更适合大蒜有效成分的分离。
        4香精香料。任艳奎等利用分子蒸馏技术对玫瑰精油的提纯进行研究,优化提取工艺,得到了纯度达86%以上的玫瑰油。应安国等利用分子蒸馏技术对合成胡椒基丁醚产物进行提纯得到了纯度为98.35%的胡椒基丁醚。胡海燕等利用分子蒸馏技术有效提高广藿香油中广藿香醇和广藿的含量。黄敏等利用分子蒸馏技术从天然香料山苍子油,肉桂油中分离纯化柠檬醛,肉桂醛,获得了满意的工艺条件。王发松等采用分子蒸馏技术对毛叶木姜子果挥发油中所含柠檬醛进行了分离纯化工艺的研究,所得柠檬醛的纯度达到了95%。

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