分子蒸馏技术芦荟维生素提取应用
维生素与人们生活息息相关产品现已成国际医药与保健品市场主要大宗产品之维生素E用量大其次维生素A、维生素C、维生素D等随着经济增长和人们生活水平提高维生素类产品需求也会进步增长人们对其质量和档次要求也会进步提高因此作许多种维生素生产重要分离技术——分子蒸馏技术也会维生素工业发挥越来越重要作用
1、 分子蒸馏技术基本原理
分子蒸馏同于般蒸馏技术运用同物质分子运动平均自由程差别而实现物质分离,因而能够实现远离沸点下操作
根据分子运动理论,液体混合物分子受热运动会加剧,当接受足够能量时,会从液面逸出而成气相分子,随着液面上方气相分子增加,有部分气体会返回液体,外界条件保持恒定情况下,会达分子运动动态平衡从宏观上看达了平衡
液体混合物达分离目,首先进行加热,能量足够分子逸出液面,轻分子平均自由程大,重分子平均自由程小,若离液面小于轻分子平均自由程而大于重分子平均自由程处设置冷凝面,使得轻分子断被冷凝,从而破坏了轻分子动平衡而使混合液轻分子断逸出,而重分子因达冷凝面快趋于动态平衡,再从混合液逸出,样,液体混合物便达了分离目
其分离过程由下图所示：
2、 分子蒸馏技术特点：
由分子蒸馏原理看出分子蒸馏有许多常规蒸馏所具备特点
2.1分子蒸馏操作真空度高
由于分子蒸馏冷热面间间距小于轻分子平均自由程轻分子几乎没有压力降达冷凝面使蒸发面实际操作真空度比传统真空蒸馏操作真空度高出几数量级分子蒸馏操作残压般约0.1～1Pa数量级
2.2分子蒸馏操作温度低
分子蒸馏依靠分子运动平均自由程差别实现分离并需要达物料沸点加之分子蒸馏操作真空度更高又进步降低了操作温度
2.3分子蒸馏分离过程物料受热时间短
分子蒸馏蒸发过程物料被强制形成薄液膜并被定向推动使得液体分离器停留时间短特别轻分子经逸出马上冷凝受热时间更短般几秒或十几秒样使物料热损伤小特别对热敏性物质分离过程提供了传统蒸馏无法比拟操作条件
3.4分子蒸馏分离程度更高
由分子蒸馏相对挥发度看出：
式：M1———— 轻分子分子量；
M2———— 重分子分子量；
而常规蒸馏相对挥发度α=P1/P2 由于M2 ＞M1 所ατ＞α
由上特点看出分子蒸馏技术能分离常规蒸馏易分离物质特别适宜于高沸点、热敏性物质分离因此作项有效提纯分离手段维生素工业具有广阔应用前景
3、 分子蒸馏技术维生素工业应用
目前维生素工业有许多品种论合成品还天品其生产过程都需要采用分子蒸馏技术
例1、分子蒸馏技术天维生素E生产应用
天维生素E广泛存于芦荟绿色部分及禾本科种子胚芽里尤其芦荟油含量丰富般0.05—0.5%用来提取天维生素E产品经济价值高芦荟油脱胶、脱酸、脱色、脱臭等精炼过程天维生素E脱臭馏出物得浓缩般含有质量分数1%--15%因此油脂脱臭馏分提取天维生素E理想资源从精炼副产品提取天维生素E既天资源综合利用又获取天维生素E佳方法天维生素E提取、维生素E制品及下游产品研制及应用提供了良好条件
天维生素E提取技术多：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萃取法等无论何种方法要生产出品质优良天维生素E产品关键问题提取与分离工艺否先进否能够满足下几条件：
1、大程度地保护好产品天品质
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溶剂萃取法行因溶剂会残留产品传统减压与精馏法也行因极高操作温度会使VE 产品受损及产生新杂质直接用超临界萃取法从工业角度看也经济因此既能符合产品安全要求又具备工业价值优选方法分子蒸馏法下面酯化法与分子蒸馏相结合VE生产方法例介绍天维生素E提取技术
脱臭馏出物般含有3—10%VE、6—10%植物甾醇、40%左右游离脂肪酸、20%左右性油其还有烃类、臭味物质及色素对于种原料生产工艺简单表示：
甲酯（VE含量＜0.2%）
脱臭馏出物 甲醇酯化 冷析 分子蒸馏 色素
VE（＞70%）
植物甾醇粗品 精制 甾醇精品（＞98%）
（50%左右）
VE精品（＞90%）
甲醇酯化目原料脂肪酸及性油转变脂肪酸甲酯酯化混合液经物理方法处理分离出甾醇及过量甲醇进入分子蒸馏工序
由于脂肪酸甲酯与天维生素E分子运动自由程差别分子蒸馏能有效地脱出混合液脂肪酸甲酯并能实现天VE产品与性油及色素等更大分子分离从而得了保持了纯天特点VE产品样产品非常安全有效
例2、分子蒸馏技术合成维生素E生产应用
合成维生素E生产工艺复杂丙酮起始原料经炔化、氢化、缩合等反应制得芳樟醇芳樟醇再经缩合、炔化、氧化等反应制得异植物醇异植物醇经缩合、酯化制得维生素E该生产工艺异植物醇及维生素E纯化均适合采用分子蒸馏技术来实现特别终产品维生素E目前国内外普遍采用分子蒸馏法来精制保证产品质量已应用分子蒸馏设备单条生产线能力已达2万吨/年
例3、分子蒸馏技术天维生素A提取应用
天维生素A分子蒸馏技术早工业化应用品种之早上世纪期人们完成了从鱼肝油蒸馏维生素A工业化生产只时分子蒸馏蒸发器降膜式体积庞大分离效率差即使此分子蒸馏技术天维生素A提纯作用直被作分子蒸馏技术应用经典范例方面天维生素A作种高沸点、热敏性物质其工业化生产需要新型分离技术另方面分子蒸馏技术发展需要典型产品突破口两者有机结合促进了技术与产品共同进步
即使合成维生素A大量生产今天从鱼肝油提取天维生素A也仍人类营养重要来源应用分子蒸馏技术从鳕鱼、鲑鱼、金枪鱼等肝油提取天维生素A及其生物活性物质至今仍被作安全保健食品广泛应用于婴幼儿营养食品
例4、分子蒸馏技术维生素D提取应用
维生素D类固醇衍生物其维生素D3（又名活化7—去氢胆甾醇C27H44O）常用作食品营养强化剂用维生素D3树脂与二烯亲和物反应制备维生素D3工艺采用分子蒸馏技术使维生素D3含量升高5～15%
例5、分子蒸馏技术维生素K1提取上应用
维生素K12—甲基—3—植基—14萘醌参加肝脏凝血酶和其凝血因子合成维持人体生理机能重要营养素维生素K1由天植物提取主要还由化学合成法生产管从天物提取还由化学合成法生产其提纯工艺都采用分子蒸馏技术原因于维生素K1沸点高、热敏性强采用传统蒸馏仅得率低而且质量差而采用分子蒸馏技术则显著地提高产品质量及得率J.CVENGROS等人利用分子蒸馏处理维生素K1粗品使产品达医药级要求而且产品收率高达85%
此外分子蒸馏技术还广泛应用于维生素合成许多间原料提纯例β—紫罗兰酮合成维生素A、E重要间体原料由天山苍子油提取柠檬醛合成仅柠檬醛提取采用多级分子蒸馏完成β—紫罗兰酮纯化也离开分子蒸馏技术
总之分子蒸馏技术维生素工业具有良好应用前景只要我们实际应用注意分子蒸馏技术与其相关技术优化组合分子蒸馏技术会发挥更大作用我厂有先进蒸馏设备引进法国先进技术经我厂进步改造达世界先进水平并或国家专利