分子蒸馏提纯三种天然产物及理论模型的研究

分子蒸馏（Molecular Distillation）也称短程蒸馏（Short Path Distillation），是一种特殊的蒸馏分离技术。自上世纪三十年代问世以来，受到了人们的高度重视。近几十年来在国际上发展迅速，在工业上已得到广泛的应用。特别是随着回归自然浪潮的兴起，人们对天然产物的青睐，使得分子蒸馏技术得到了前所未有的发展。 刮膜式分子蒸馏器是一种高效的分子蒸馏设备，在工业上应用较为广泛，物料在其内部刮膜器的作用下均匀分布在加热筒壁表面，使单位体积流体具有足够大的蒸发面积。同时对蒸发液膜进行不断的更新，液膜呈湍流流动，既可避免局部过热，又可强化其内部质量和热量传递过程。 由于分子蒸馏是在高真空度条件下进行的非平衡连续蒸馏过程，所以解决了大量常规蒸馏技术所不能解决的问题。特别适合于分离低挥发度、高分子量、高沸点、高粘度、热敏性和具有生物活性的物料，尤其适合于对天然产物进行分离提纯。 本论文旨在应用分子蒸馏小试装置，对α-亚麻酸，天然维生素E，鱼油有效成分EPA&DHA的提纯精制进行研究。通过分子蒸馏过程的各种操作参数对产品纯度与收率的影响，确定应用VKL70型刮膜式分子蒸馏设备对三种天然产物提纯精制的最佳工艺条件，为其进行工业化生产奠定了基础，对将来大规模生产上述三种产品具有重要的现实意义。 本文通过对分子蒸馏器蒸发壁面的液膜流动过程进行分析，并对分子蒸馏器整体的分离过程进行物料衡算，以Langmuir-Knudsen蒸发速率理论为基础，通过对分子蒸馏器蒸发表面物质浓度的变化进行分析和求解，对原有的分子蒸馏过程模型进行了改进，结合所建立的分子蒸馏多理论级模型，讨论了系统进料速率、蒸馏温度、蒸发速率等因素对产品纯度及收率的影响，并计算得出分子蒸馏分离过程所需要的理论级数和蒸发面积。为完善分子蒸馏器的设计提供了一定的理论基础。