分子蒸馏

一、分子蒸馏的概述：
分子蒸馏是一种特殊的液—液分离技术，它不同于传统蒸馏依靠沸点差分离原理，而是与被蒸馏混合物的分子量的大小有关，能够实现远离沸点下的操作，分子量差异越大，分子自由程相差越大，馏出物就越纯。这里的分子自由程（用λ表示）是指一个分子相邻两次碰撞之间所走的路程。在高真空的条件下，液体混合物沿着加热板流动被加热，根据不同分子量物质的分子平均自由程的不同，它们在汽化表面与冷凝表面之间分子平均自由程的大小以及蒸发度也明显的不同，轻组分分子的分子平均自由程的大，而重组分分子的分子平均自由程小，使得轻组分恰好能到达冷凝板上面被冷凝，使其沿冷凝板留下；而重组分分子因达不到冷凝板而沿着加热板留下，从而将不同物质进行分离。（其原理如下图所示）

蒸馏作为一种物理分离技术，能解决大量常规技术分离难于解决的问题，生产过程绿色清洁，具有广泛的应用前景。

二、分子蒸馏技术特点：

作为一种与国际同步的高新分离技术，具有其他分离技术的优点：

1.操作温度低（远低于沸点）、高真空度（空载≤1Pa）、受热时间短（以秒计），不会发生受热分解，分离效率高等，特别适宜于高沸点、热敏性、易氧化物质的分离；

2.可有效地脱除轻分子物质（脱臭）、重分子物质（脱色）及脱除混合物中杂质；

3.其分离过程为物理分离过程，可很好地保护被分离物质不被污染，特别是可保持天然提取物原来的品质；

4.分离度高，高于传统蒸馏及普通的薄膜蒸发器；

5.容易形成连续化生产，操作简单；

6.蒸程短，分子平均自由程一般不超过25mm，能耗小。

三、分子蒸馏产品优势：

1. 采用自主研发的热超导技术，解决加热体温度控制，温差可以控制在0.5℃。

2.系统体积小，管路简化，启动时间短，操控灵活，能耗比导热油加热方式降低约25%。

3.采用自主研制内置冷井技术，节约冷却水及真空管线长度，保证了高真空（0.5Pa）下蒸馏过程的高效性和高选择性。

4.采用的集束喷嘴结构自制的油扩散增压泵，具有很高的压缩比， 其工作背压可以达到160Pa以上，大大降低了对前级真空系统的要求，使能效比进一步提高，同时降低了生产和维修费用。

5.采用开发的自动控制连续精馏段分子蒸馏技术，可有效分离天然的、成分复杂的以及分子量相差较小的物质，为用户提高产品品质和竞争力创造了优越的条件。

应用范围可代替常规降膜蒸发器，用于石化及化工产品的蒸馏、提纯、浓缩、脱色使用；尤其适用于热敏性，易氧化化学工业品的蒸馏精制；也可用于高沸点产品的蒸馏分离。

四、分子蒸馏典型应用：

多不饱和脂肪酸（油酸、亚麻酸、鱼油脂肪酸（乙酯））及其衍生物的蒸馏精制；单甘脂的精制；二聚酸的精制；VE、植物甾醇的精制；液晶的蒸馏；高分子聚合物脱除单体；其他热敏性产品的精制。

五、分子蒸馏产品选型：

短程蒸馏的处理能力和原料（产品）的分子量，物料粘度、操作条件、蒸发器的有效换热面积有直接关系。

常用进料速率: 50-80 kg / (m²*h) 可选材质：SUS304，SUS316L，SAF2205工作温度：最高近400℃ 蒸发器规格表。（供参考）

 2、 单甘酯提取

采用氢化油脂与甘油进行酯交换反应生产单、双脂肪酸甘油酯，其中单甘酯含量在40% ～50%，采用分子蒸馏可把单甘酯含量提高到90% ~96%。分子蒸馏单甘酯是优良的润滑剂，能降低聚合物分子间的摩擦，降低聚合物黏度，改进流动性。分子蒸馏提取单甘酯的工艺流程如图。

 分子蒸馏单甘酯装置由真空、物料输送、蒸汽、热油、热水、冷水、自动控制和电力系统组成。

3、 维生素E纯化

分子蒸馏纯化维生素E的工艺流程如图。

 采用两级分子蒸馏可把脱臭馏出物中Ve含量由8.46%提高到49.5%。

游离脂肪酸（FFA）比Ve容易挥发，如果分子蒸馏同时脱除这两种组分，在馏出物中FFA多，Ve纯度低。通过多级分子蒸馏，可提高Ve纯度。FFA 含量高低主要受蒸馏温度的影响，蒸馏温度越高，一级分子蒸馏馏出物中FFA含量越高，进料速率无影响。

4、亚油酸脱色

采用分子蒸馏对红花籽油水解得到的亚油酸进行脱色，分子蒸馏处理量210kg/h，系统压力100 Pa，亚油酸预热温度120℃，经除氧器脱除空气和湿气，进分子蒸馏器，蒸馏温度160～180℃，刮膜速率250r/min，冷凝温度15～20℃，重相（色素等）得率在2%～3%，轻相（亚油酸）得率为90%，亚油酸含量为80%~82%。

5、植物油的脱酸、脱臭

植物原油经过水化脱胶、脱色和脱蜡后，进入分子蒸馏系统，蒸馏温度在200～220℃，通过调整蒸馏温度和进料速率，可以富集FFA和VE，降低产品中的FFA和VE。

在蒸馏温度220℃时得到FFA含量小于0.1%的精炼油，可回收高含量的Ve。蒸馏温度200℃时采取低进料速率，蒸馏温度220℃时可提高进料速率。

6、其他方面的应用

采用两级分子蒸馏从橘皮油中提取纯化柠檬烯甲，得到轻组分为99%的α-柠檬烯。采用两级分子蒸馏提取米糠油中植物甾醇，植物甾醇含量从原料油的3.15%提高到61.37%。

采用分子蒸馏可从植物油中提取塑化剂，可富集微生物油脂中的花生四稀酸，还可纯化姜油。

总结：
分子蒸馏在油脂深加工的应用主要在油脂、油脂化工产品、高附加值副产品中，采取多级分子蒸馏，可获得更高的产品纯度。分子蒸馏是物理过程，对产品没有不良作用。分子蒸馏在提取维生素E、单甘酯，精制鱼油和在一些油脂精炼中具有优越的效果。

随着国家的高科技投入和化工行业的介入，对设计软件、精密机械加工、高真空泵组的技术突破，分子蒸馏有望广泛地应用于油脂工业。

 7.应用案例及成套技术案例