分子蒸馏技术.ppt

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分子蒸馏,掌握分子蒸馏的概念和特征了解分子蒸馏在食品分离中的应用,简介,分子蒸馏是一项较新的尚未广泛应用于工业化生产的分离技术，能解决大量常规蒸馏技术所不能解决的问题。

分子蒸馏是一种特殊的液液分离技术，能在极高真空下操作，它依据分子运动平均自由程的差别，能使液体在远低于其沸点的温度下将其分离，特别适用于高沸点、热敏性及易氧化物系的分离。

该项技术用于纯天然保健品的提取，可摆脱化学处理方法的束缚，真正保持了纯天然的特性，使保健产品的质量迈上一个新台阶。

自本世纪三十年代出现以来，得到了世界各国的重视。

到本世纪六十年代，为适应浓缩鱼肝油中维生素的需要，分子蒸馏技术得到了规模化的工业应用。

特别是从八十年代末以来，随着人们对天然物质的青睐，回归自然潮流的兴起，分子蒸馏技术得到了迅速发展。

我国对分子蒸馏技术的研究起步较晚，八十年代末期，国内引进了几套分子蒸馏生产线，用于硬脂酸单甘酯的生产。

国内的科研人员也曾经作过一些研究，但未见工业化应用的报道。

在应用领域方面，国外已在数种产品中进行工业化生产。

特别是近几年来在天然物质的提取方面应用较为突出，如：

从鱼油中提取EPA与DHA、从植物油中提取天然维生素E等。

另外，在精细化工中间体方面的提取和分离，品种也越来越多。

分子蒸馏技术的基本原理,分子蒸馏不同于一般的蒸馏技术。

它是运用不同物质分子运动平均自由程的差别而实现物质的分离，因而能够实现在远离沸点下操作。

根据分子运动理论，液体混合物的分子受热后运动会加剧，当接受到足够能量时，就会从液面逸出而成为气相分子，随着液面上方气相分子的增加，有一部分气体就会返回液体，在外界条件保持恒定情况下，就会达到分子运动的动态平衡。

从宏观上看达到了平衡。

液体混合物为达到分离的目的，首先进行加热，能量足够的分子逸出液面，轻分子的平均自由程大，重分子平均自由程小。

若在离液面小于轻分子的平均自由程而大于重分子平均自由程处设置一冷凝面，使得轻分子不断被冷凝，从而破坏了轻分子的动平衡而使混合液中的轻分子不断逸出，而重分子因达不到冷凝面很快趋于动态平衡，不再从混合液中逸出，这样，液体混合物便达到了分离的目的。

定义,分子蒸馏-在蒸馏过程中，通过特别的措施，增大离开液相的分子流而减少返回液相的分子流，实现从液相到气相的单一分子流的流向的技术。

分子蒸馏的特征,由分子蒸馏的原理可以看出，分子蒸馏有许多常规蒸馏所不具备的特点。

1、操作真空度高。

由于分子蒸馏的冷热面间的间距小于轻分子的平均自由程，蒸发面的实际操作真空度比传统真空蒸馏的操作真空度高出几个数量级。

分子蒸馏的操作压一般约为0.11Pa数量级。

2、操作温度低。

分子蒸馏依靠分子运动平均自由程的差别实现分离，并不需要到达物料的沸点，加之分子蒸馏的操作真空度更高，这又进一步降低了操作温度。

3、分离过程中物料受热时间短。

分子蒸馏在蒸发过程中，物料被强制形成很薄的液膜，并被定向推动，使得液体在分离器中停留时间很短。

特别是轻分子，一经逸出就马上冷凝，受热时间更短，一般为几秒或十几秒。

这样，使物料的热损伤很小，特别对热敏性物质的分离过程提供了传统蒸馏无法比拟的操作条件。

4、分子蒸馏的分离程度更高。

由以上特点可以看出，分子蒸馏技术，能分离常规蒸馏不易分离的物质。

分子蒸馏和常规蒸馏的区别,1温度普通蒸馏是在沸点温度下进行分离操作，而分子蒸馏只要冷热两个面之间达到足够的温度差，就可以在任何温度下进行分离，因而分子蒸馏操作温度远低于物料的沸点。

2现象普通蒸馏有鼓泡、沸腾现象，而分子蒸馏是液膜表面的自由蒸发，操作压力很低，一般为0.1-1Pa数量级；受热时间很短一般仅为十秒至几十秒。

3过程普通蒸馏的蒸发和冷凝是可逆过程，液相和气相之间处于动态相平衡；而在分子蒸馏过程中，从加热面逸出的分子直接飞射到冷凝面上，理论上没有返回到加热面的可能性。

因此分子蒸馏特别适用高沸点、相对分子质量差异较大、热稳定性差的有机混合液体的分离，能大大降低高沸点物料的分离成本，并极好保证物料的原有品质。

分子蒸馏在食品分离中的应用,1、具有不同沸点产品的分离如脂肪酸甘油单酯的分离：

脂肪酸甘油三酯的水解产物由甘油单酯和甘油双酯组成，如何分离得到甘油单酯呢？

可以采用分馏方法吗？

必须采用分子蒸馏法提纯：

二级分子蒸馏流程，可得含量大于90%的单甘酯产品。

2、从混合物中分离低含量的成分采用二级分子蒸馏，可以从油中分离VA或VE。

分子蒸馏技术在天然维生素E生产中的应用,天然维生素E的提取技术很多，如：

化学溶剂萃取法、尿素沉淀法、减压蒸馏法、多级精馏法、分子蒸馏法、超临界CO2萃取法等。

但无论何种方法，要生产出品质优良的天然维生素E产品，最关键的问题就是提取与分离工艺是否先进，需满足一些基本条件：

1、最大程度地保护好产品的天然品质。

2、产品必须保证没有化学污染。

3、生产工艺必须具备工业经济价值。

要满足上述要求，单纯的溶剂萃取法不行，因为溶剂会残留在产品中，传统的减压与精馏法也不行，因为极高的操作温度会使VE产品受损及产生新的杂质。

直接用超临界萃取法从工业角度看也不经济。

因此，既能符合产品的安全要求，又具备工业价值，优选的方法就是分子蒸馏法。

分子蒸馏技术在天然维生素A提取中的应用,天然维生素A是分子蒸馏技术最早工业化应用的品种之一。

早在上世纪中期，人们就完成了从鱼肝油中蒸馏维生素A的工业化生产。

但当时的分子蒸馏蒸发器体积庞大，分离效率很差。

即使如此，分子蒸馏技术在天然维生素A的提纯中的作用一直被作为分子蒸馏技术应用的经典范例。

一方面，天然维生素A作为一种高沸点、热敏性物质，其工业化生产需要新型的分离技术，另一方面，分子蒸馏技术的发展需要以典型产品为突破口。

两者的有机结合促进了共同进步。

即使是合成维生素A大量生产的今天，从鱼肝油中提取天然维生素A也仍然是人类营养的一个重要来源，应用分子蒸馏技术从鳕鱼、鲑鱼、金枪鱼等的肝油中提取的天然维生素A及其它生物活性物质至今仍然被作为最安全的保健食品，广泛应用于婴幼儿的营养食品中。

3、从蒸馏残液中分离微量的挥发性成分采用二级分子蒸馏可以对香料除臭等。

4、其他用于热敏性物料的浓缩、提纯。

如蜂蜜、果汁等食品的处理,其他技术简介,层析分离技术原理：

利用物质在两相间不同的分配系数进行分离应用：

多见于功能性成分的分离超微粉碎技术优势：

提高有效成分利用率及人体消化吸收率应用：

物料的超细化处理，如超细珍珠粉，超细花粉,其他技术简介,冷冻干燥技术物料中水分不经液体直接气化的干燥方式优势：

保存食品热敏性成分，原有色香味等微胶囊技术芯材和壁材组成优势：

提高食品的稳定性，避免组分间相互影响应用：

VA，VE，DHA，EPA，香精的微胶囊化,其他技术简介,冷杀菌技术特点：

杀菌过程中物料温度不明显升高种类：

超高压杀菌（200-600MPa）、辐照杀菌、紫外线杀菌、臭氧杀菌、磁力杀菌等优势：

保存热敏性功能成分,原理：

它是以压力为推动力，通过不同孔径的膜在常温下对不同成分进行分离、提纯、浓缩。

种类：

包括微滤（MF）、超滤（UF）、反渗透（RO）、电渗析（ED）、气体渗透（GP）、膜乳化（FE）、液膜分离技术。

膜分离技术简介,膜的分类,按孔径大小来划分有：

反渗透膜：

0.0001-0.001m超滤膜：

0.001-0.1m微滤膜：

0.1-10m,膜分离技术,优势：

保持原色、原味、营养、有效成分，除菌范例：

微滤功能因子提取液过滤；超滤提取液中低分子成分与高分子成分的分离；反渗透功能性因子的低温浓缩；超滤与反渗透浓缩法花粉口服液；液膜分离提取液中微量元素氨基酸的分离。

总结,分子蒸馏、膜分离、层析分离、超微粉碎、冷冻干燥、微胶囊、冷杀菌技术的特点、应用领域和基本原理。