分子蒸餾技術的展望
❶ 何謂分子蒸餾法、超臨界CO2萃取法
分子蒸餾技術在蘆薈維生素提取中的應用
維生素是與人們生活息息相關的產品,現已成為國際醫葯與保健品市場的主要大宗產品之一。維生素E用量最大,其次是維生素A、維生素C、維生素D等。隨著經濟的增長和人們生活水平的提高,維生素類產品的需求也會進一步增長,人們對其質量和檔次的要求也會進一步提高,因此,作為許多種維生素生產中的重要分離技術——分子蒸餾技術也會在維生素工業中發揮越來越重要的作用。
1、 分子蒸餾技術的基本原理
分子蒸餾不同於一般的蒸餾技術。它是運用不同物質分子運動平均自由程的差別而實現物質的分離,因而能夠實現在遠離沸點下操作。
根據分子運動理論,液體混合物的分子受熱後運動會加劇,當接受到足夠能量時,就會從液面逸出而成為氣相分子,隨著液面上方氣相分子的增加,有一部分氣體就會返回液體,在外界條件保持恆定情況下,就會達到分子運動的動態平衡。從宏觀上看達到了平衡。
液體混合物為達到分離的目的,首先進行加熱,能量足夠的分子逸出液面,輕分子的平均自由程大,重分子平均自由程小,若在離液面小於輕分子的平均自由程而大於重分子平均自由程處設置一冷凝面,使得輕分子不斷被冷凝,從而破壞了輕分子的動平衡而使混合液中的輕分子不斷逸出,而重分子因達不到冷凝面很快趨於動態平衡,不再從混合液中逸出,這樣,液體混合物便達到了分離的目的。
其分離過程由下圖所示:
2、 分子蒸餾技術的特點:
由分子蒸餾的原理可以看出,分子蒸餾有許多常規蒸餾所不具備的特點。
2.1分子蒸餾的操作真空度高。
由於分子蒸餾的冷熱面間的間距小於輕分子的平均自由程,輕分子幾乎沒有壓力降就達到冷凝面,使蒸發面的實際操作真空度比傳統真空蒸餾的操作真空度高出幾個數量級。分子蒸餾的操作殘壓一般約為0.1~1Pa數量級。
2.2分子蒸餾的操作溫度低。
分子蒸餾依靠分子運動平均自由程的差別實現分離,並不需要到達物料的沸點,加之分子蒸餾的操作真空度更高,這又進一步降低了操作溫度。
2.3分子蒸餾分離過程中物料受熱時間短。
分子蒸餾在蒸發過程中,物料被強制形成很薄的液膜,並被定向推動,使得液體在分離器中停留時間很短。特別是輕分子,一經逸出就馬上冷凝,受熱時間更短,一般為幾秒或十幾秒。這樣,使物料的熱損傷很小,特別對熱敏性物質的分離過程提供了傳統蒸餾無法比擬的操作條件。
3.4分子蒸餾的分離程度更高。
由分子蒸餾的相對揮發度可以看出:
式中:M1———— 輕分子分子量;
M2———— 重分子分子量;
而常規蒸餾相對揮發度α=P1/P2 , 由於M2 >M1 , 所以ατ>α。
由以上特點可以看出,分子蒸餾技術,能分離常規蒸餾不易分離的物質,特別適宜於高沸點、熱敏性物質的分離。因此,它作為一項有效提純分離手段在維生素工業中具有廣闊的應用前景。
3、 分子蒸餾技術在維生素工業中的應用
目前,在維生素工業中,有許多品種,不論是合成品還是天然品其生產過程都需要採用分子蒸餾技術。
例1、分子蒸餾技術在天然維生素E生產中的應用。
天然維生素E廣泛存在於蘆薈的綠色部分及禾本科種子胚芽里,尤其是在蘆薈油中的含量豐富,一般在0.05—0.5%。用來提取天然維生素E產品的經濟價值不高,但在蘆薈油脫膠、脫酸、脫色、脫臭等精煉過程中,天然維生素E在脫臭餾出物中得到濃縮,一般含有質量分數的1%--15%,因此,油脂脫臭餾分是提取天然維生素E的理想資源。從精煉副產品中提取天然維生素E,既是天然資源的綜合利用,又是獲取天然維生素E的最佳方法,為天然維生素E的提取、維生素E製品及下游產品的研製及應用提供了良好條件。
天然維生素E的提取技術很多,如:化學溶劑萃取法、尿素沉澱法、減壓蒸餾法、多級精餾法、分子蒸餾法、超臨界CO2萃取法等。但無論何種方法,要生產出品質優良的天然維生素E產品,最關鍵的問題就是提取與分離工藝是否先進,是否能夠滿足以下幾個條件:
1、最大程度地保護好產品的天然品質。
2、產品必須保證沒有化學污染。
3、生產工藝必須具備工業經濟價值。
要滿足上述要求,單純的溶劑萃取法不行,因為溶劑會殘留在產品中,傳統的減壓與精餾法也不行,因為極高的操作溫度會使VE 產品受損及產生新的雜質。直接用超臨界萃取法從工業角度看也不經濟。因此,既能符合產品的安全要求,又具備工業價值,優選的方法就是分子蒸餾法。下面的「酯化法與分子蒸餾相結合」的VE生產方法為例,介紹天然維生素E的提取技術。
脫臭餾出物中一般含有3—10%的VE、6—10%的植物甾醇、40%左右的游離脂肪酸、20%左右的中性油,其它還有烴類、臭味物質及色素。對於這種原料,生產工藝可簡單表示為:
甲酯(VE含量<0.2%)
脫臭餾出物 甲醇酯化 冷析 分子蒸餾 色素
VE(>70%)
植物甾醇粗品 精製 甾醇精品(>98%)
(50%左右)
VE精品(>90%)
甲醇酯化的目的是將原料中的脂肪酸及中性油轉變為脂肪酸甲酯,酯化後的混合液經物理方法處理分離出甾醇及過量的甲醇,然後進入分子蒸餾工序。
由於脂肪酸甲酯與天然維生素E的分子運動自由程的差別,分子蒸餾能有效地脫出混合液中的脂肪酸甲酯,並能實現天然VE產品與中性油及色素等更大分子的分離,從而得到了保持了純天然特點的VE產品。這樣的產品是非常安全有效的。
例2、分子蒸餾技術在合成維生素E生產中的應用
合成維生素E生產工藝復雜,它以丙酮為起始原料,經炔化、氫化、縮合等反應製得芳樟醇,芳樟醇再經縮合、炔化、氧化等反應製得異植物醇,異植物醇經縮合、酯化製得維生素E。在該生產工藝中,異植物醇及維生素E的純化均適合採用分子蒸餾技術來實現。特別是最終產品維生素E,目前國內外普遍採用分子蒸餾法來精製,以保證產品質量,已應用的分子蒸餾設備單條生產線能力已達2萬噸/年。
例3、分子蒸餾技術在天然維生素A提取中的應用。
天然維生素A是分子蒸餾技術最早工業化應用的品種之一。早在上世紀中期,人們就完成了從魚肝油中蒸餾維生素A的工業化生產。只是那時的分子蒸餾蒸發器是降膜式的,體積龐大,分離效率很差。即使如此,分子蒸餾技術在天然維生素A的提純中的作用一直被作為分子蒸餾技術應用的經典範例。一方面,天然維生素A作為一種高沸點、熱敏性物質,其工業化生產需要新型的分離技術,另一方面,分子蒸餾技術的發展需要以典型產品為突破口。兩者的有機結合促進了技術與產品的共同進步。
即使是合成維生素A大量生產的今天,從魚肝油中提取天然維生素A也仍然是人類營養的一個重要來源,應用分子蒸餾技術從鱈魚、鮭魚、金槍魚等的肝油中提取的天然維生素A及其它生物活性物質至今仍然被作為最安全的保健食品,廣泛應用於嬰幼兒的營養食品中。
例4、分子蒸餾技術在維生素D提取中的應用
維生素D為類固醇衍生物,其中的維生素D3(又名活化7—去氫膽甾醇,C27H44O)常用作食品營養強化劑。在用維生素D3樹脂與二烯親和物反應制備維生素D3的工藝中,採用分子蒸餾技術可使維生素D3的含量升高5~15%。
例5、分子蒸餾技術在維生素K1提取上的應用
維生素K1是2—甲基—3—植基—1,4萘醌,它參加肝臟的凝血酶和其它凝血因子的合成,是維持人體生理機能的重要營養素。維生素K1可由天然植物中提取,但主要還是由化學合成法生產。不管是從天然物中提取還是由化學合成法生產,其提純工藝都可以採用分子蒸餾技術。原因在於,維生素K1沸點高、熱敏性強,採用傳統蒸餾不僅得率低,而且質量差,而採用分子蒸餾技術則可顯著地提高產品的質量及得率。J.CVENGROS等人利用分子蒸餾處理維生素K1粗品可使產品達到醫葯級要求,而且產品收率高達85%。
此外,分子蒸餾技術還可廣泛應用於維生素合成中的許多中間原料的提純中。例如β—紫羅蘭酮是合成維生素A、E的一個重要中間體原料。它可由天然山蒼子油中提取檸檬醛然後合成。不僅檸檬醛的提取可採用多級分子蒸餾完成,β—紫羅蘭酮的純化也離不開分子蒸餾技術。
總之,分子蒸餾技術在維生素工業中具有良好的應用前景。只要我們在實際應用中注意將分子蒸餾技術與其它相關技術優化組合,分子蒸餾技術將會發揮更大的作用。我廠有先進蒸餾設備,引進法國先進技術經我廠進一步改造以達到世界先進水平,並或國家專利。
❷ 分子蒸餾的應用
1、單甘酯的生產
分子蒸餾技術廣泛應用於食品工業,主要用於混合油脂的分離。可得到w(單脂肪酸甘油酯)>90%的高純度產品。從蒸餾液面上將單甘酯分子蒸發出來後立即進行冷卻,實現分離。利用分子蒸餾可將未反應的甘油、單甘酯依次分離出來。單甘酯即甘油一酸酯,它是重要的食品乳化劑。單甘酯的用量目前占食品乳化劑用量的三分之二。在商品中它可起到乳化、起酥、蓬鬆、保鮮等作用,可作為餅干、麵包、糕點、糖果等專用食品添加劑。單甘酯可採用脂肪酸與甘油的酯化反應和油脂與甘油的醇解反應兩種工藝製取,其原料為各種油脂、脂肪酸和甘油。採用酯化反應或醇解反應合成的單甘酯,通常都含有一定數量的雙甘酯和三甘酯,通常w(單甘酯)=40%~50%,採用分子蒸餾技術可以得到w(單甘酯)>90%的高純度產品。此法是目前工業上高純度單甘酯生產方法中最常用和最有效的方法,所得到的單甘酯達到食品級要求。分子蒸餾單甘酯產品以質取勝,逐漸代替了純度低、色澤深的普通單甘酯,市場前景樂觀,開發分子蒸餾單甘酯可為企業帶來豐厚的利潤。
2、魚油的精製
從動物中提取天然產物,也廣泛採取分子蒸餾技術,如精製魚油等[8]。魚油中富含全順式高度不飽和脂肪酸二十碳五烯酸(簡稱EPA)和二十二碳六烯酸(簡稱DHA),此成分具有很好的生理活性,不僅具有降血脂、降血壓、抑制血小板凝集、降低血液黏度等作用,而且還具有抗炎、抗癌、提高免疫能力等作用,被認為是很有潛力的天然葯物和功能食品。EPA、DHA主要從海產魚油中提取,傳統分離方法是採用尿素包合沉澱法[9]和冷凍法[10]。運用尿素包合沉澱法可以有效地脫除產品中飽和的及低不飽和的脂肪酸組分,提高產品中DHA和EPA的含量,但由於很難將其他高不飽和脂肪酸與DHA和EPA分離,只能使w(DHA+EPA)<80%。而且產品色澤重,腥味大,過氧化值高,還需進一步脫色除臭後才能製成產品,回收率僅為16%;由於物料中的雜質脂肪酸的平均自由程同EPA、DHA乙酯相近,分子蒸餾法盡管只能使w(EPA+DHA)=72 5%,但回收率可達到70%,產品的色澤好、氣味純正、過氧化值低,而且可以將混合物分割成DHA與EPA不同含量比例的產品。因此分子蒸餾法不失為分離純化EPA、DHA一種有效方法。
3、油脂脫酸
在油脂的生產過程中,由於從油料中提取的毛油中含有一定量的游離脂肪酸,從而影響油脂的色澤和風味以及保質期。傳統工業生產中化學鹼煉或物理蒸餾的脫酸方法有一定的局限性。由於油品酸值高,化學鹼煉工藝中添加的鹼量大,鹼在與游離脂肪酸的中和過程中,也皂化了大量中性油使得精煉得率偏低;物理精煉用水蒸氣氣提脫酸,油脂需要在較長時間的高溫下處理,影響油脂的品質,一些有效成分會隨水蒸氣溢出,從而會降低保健營養價值。
馬傳國等在對高酸值花椒籽油脫酸的研究中,利用分子蒸餾對不同酸值的花椒籽油進行脫酸,能獲得比較高的輕(脂肪酸)、重(油脂)餾分得率,這是目前化學鹼煉或物理蒸餾等工藝所不能達到的。對酸值為28mgKOH/g和41 2mgKOH/g的高酸值油脂用分子蒸餾法脫酸後,油脂的酸值分別下降到2 6mgKOH/g和3 8mgKOH/g,油脂的得率分別為86%和80 9%,中性油脂基本沒有損失。所以利用分子蒸餾技術對高酸值油脂脫酸具有良好的效果,具有廣闊的應用前景。
4、高碳醇的精製
高碳脂肪醇是指二十碳以上的直鏈飽和醇,具有多種生理活性。目前最受關注的是二十八烷醇和三十烷醇,它們具有抗疲勞、降血脂、護肝、美容等功效,可做營養保健劑的添加劑,某些國家也作為降血脂葯物,發展前景看好。
精製高碳醇,其工藝十分復雜,需要經過醇相皂化,多種及多次溶劑浸提,然後用多次柱層析分離,最後還要採用溶劑結晶才能得到一定純度的產品。日本採用蠟脂皂化、溶劑提取、真空分餾的方法得到w(高碳醇)=10%~30%的產品。而劉元法等對米糠蠟中二十八烷醇精製研究中得出,經多級分子蒸餾後,可得到w(高碳醇)=80%的產品。張相年等利用富含二十八烷醇的長鏈脂肪酸高碳醇酯,還原得到二十八烷醇。即以蟲蠟為原料,在乙醚中加氫化鋁鋰(AlLiH4),在70~80℃還原2 5h得到高碳醇混合物,經分子蒸餾純化,高碳醇純度達到w(高碳醇)=96%,其中w(二十八烷醇)=16 7%。利用分子蒸餾技術精製高碳醇,工藝簡單,操作安全可靠,產品質量高。 (二)在精細化工中的應用
分子蒸餾技術在精細化工行業中可用於碳氫化合物、原油及類似物的分離;表面活性劑的提純及化工中間體的制備;羊毛脂及其衍生物的脫臭、脫色;塑料增塑劑、穩定劑的精製以及硅油、石蠟油、高級潤滑油的精製等。在天然產物的分離上,許多芳香油的精製提純,都應用分子蒸餾而獲得高品質精油。
1、芳香油的提純
隨著日用化工、輕工、制葯等行業和對外貿易的迅速發展,對天然精油的需求量不斷增加。精油來自芳香植物,從芳香植物中提取精油的方法有:水蒸氣蒸餾法、浸提法、壓榨法和吸附法。精油的主要成分大都是醛、酮、醇類。且大部分都是萜類,這些化合物沸點高,屬熱敏性物質,受熱時很不穩定。因此,在傳統的蒸餾過程中,因長時間受熱會使分子結構發生改變而使油的品質下降。
陸韓濤等用分子蒸餾的方法對山蒼子油、姜樟油、廣藿香油等幾種芳香油進行了提純,結果見表3。結果表明,分子蒸餾技術是提純精油的一種有效的方法,可將芳香油中的某一主要成分進行濃縮,並除去異臭和帶色雜質,提高其純度。由於此過程是在高真空和較低溫度下進行,物料受熱時間極短,因此保證了精油的質量,尤其是對高沸點和熱敏性成分的芳香油,更顯示了其優越性。
此外,利用分子蒸餾技術分離毛葉木姜子果油中的檸檬醛可得到w(檸檬醛)=95%,產率53%的產品;對乾薑的有效成分的分離中,通過調節不同的蒸餾溫度和真空度可得到不同的有效成分種類及其相對含量,調節適宜的蒸餾溫度和真空度可獲得相對含量較高的有效成分。
2、高聚物中間體的純化
在由單體合成聚合物的過程中,總會殘留過量的單體物質,並產生一些不需要的小分子聚合體,這些雜質嚴重影響產品的質量。傳統清除單體物質及小分子聚合體的方法是採用真空蒸餾,這種方法操作溫度較高。由於高聚物一般都是熱敏性物質,因此溫度一高,高聚物就容易歧化、縮合或分解。例如,對聚醯胺樹脂中的二聚體進行純化,採用常規蒸餾方法只能使w(二聚體聚醯胺樹脂)=75%~87%,採用分子蒸餾技術則可以使w(二聚體聚醯胺樹脂)=90%~95%。在對酚醛樹脂和聚氨酯的純化中,採用分子蒸餾的方法可以使酚醛樹脂中的單體酚含量脫除到w(單體酚)<0 .01%,使w(二異氰酸酯單體)<0 .1%。分子蒸餾技術能極好地保護高聚物產品的品質,提高產品純度,簡化工藝,降低成本。
3、羊毛脂的提取
羊毛脂及其衍生物廣泛應用於化妝品。羊毛脂成分復雜,主要含酯、游離醇、游離酸和烴。這些組分相對分子質量較大,沸點高,具熱敏性。用分子蒸餾技術將各組分進行分離,對不同成分進行物理和化學方法改性,可得到聚氧乙烯羊毛脂、乙醯羊毛脂、羊毛酸、異丙酯及羊毛聚氧乙烯脂等性能優良的羊毛脂系列產品。 利用分子蒸餾技術,在醫葯工業中可提取天然維生素A、維生素E;製取氨基酸及葡萄糖的衍生物;以及胡蘿卜和類胡蘿卜素等。現以維生素E為例:天然維生素E在自然界中廣泛存在於植物油種子中,特別是大豆、玉米胚芽、棉籽、菜籽、葵花籽、米胚芽中含有大量的維生素E。由於維生素E是脂溶性維生素,因此在油料取油過程中它隨油一起被提取出來。脫臭是油脂精練過程中的一道重要工序,餾出物是脫臭工序的副產品,主要成分是游離脂肪酸和甘油以及由它們的氧化產物分解得到的揮發性醛、酮碳氫類化合物,維生素E等。從脫臭餾出物中提取維生素E,就是要將餾出物中非維生素E成分分離出去,以提高餾出物中維生素E的含量。曹國峰等將脫臭餾出物先進行甲脂化,經冷凍、過濾後分離出甾醇,經減壓真空蒸餾後再在220~240℃、壓力為10-3~10-1Pa的高真空條件下進行分子蒸餾,可得到w(天然維生素E)=50%~70%的產品。採取色譜法、離子交換、溶劑萃取等可對其進一步精製。此外,在分子生物學領域中,可以將分子蒸餾技術作為生物研究的一種前處理技術,以保存原有組織的生物活性和制備生物樣品等。
綜上所述,分子蒸餾技術作為一種特殊的新型分離技術,主要應用於高沸點、熱敏性物料的提純分離。實踐證明,此技術不但科技含量高,而且應用范圍廣,是一項工業化應用前景十分廣闊的高新技術。它在天然葯物活性成分及單體提取和純化過程的應用還剛剛開始,尚有很多問題需要進一步探索和研究。
❸ 分子量差別多少可以利用分子蒸餾技術
分子量差別多少可以利用分子蒸餾技術
分子蒸餾是一種在高真空下操作的蒸餾方法,這時蒸氣分子的平均自由程大於蒸發表面與冷凝表面之間的距離,從而可利用料液中各組分蒸發速率的差異,對液體混合物進行分離
❹ 分子蒸餾技術的分子蒸餾技術工業化應用產品
A氨基酸酯阿魏酸三萜醇酯
B丙烯酸酯丙二醇酯苯乙烯-丙烯腈丙交酯薄荷酯白術揮發油苯基馬來醯亞胺柏木油菠蘿酮 C長鏈二元酸(C9-C18)粗石蠟除草劑柴胡揮發油茶樹油蒼術油川芎提取物蠶蛹油
D單甘酯(單硬脂酸甘油酯 單月桂酸甘油脂等)(牛油及豬油等)脫膽固醇大蒜油丁三醇當歸提取物
2-丁基辛醇獨活提取物豆甾醇獨活提取物多糖酯多不飽和脂肪酸對苯二甲酸二乙酯脫除多氯聯苯
E二十八烷醇(米糠蠟、蜂蠟、蔗蠟) 二聚酸二十碳五烯酸(EPA)二十二碳六烯酸(DHA)二十二烷內酯 F廢油再生番茄紅素輔酶Q蜂蠟呋喃脂酚醛樹脂 防風提取物氟油(全氟烴、氟氯碳油、全氟聚醚)
G高碳醇固化劑(脫除TDI、MDI、HDI等)共軛亞油酸果糖酯硅油(聚硅氧烷或聚硅醚)谷甾醇谷維素
桂皮油香茅油香根油橄欖油廣藿香油(廣藿香醇、廣藿香酮)癸二酸二辛酯光穩定劑
H花生四烯酸(ARA)胡椒基丁醚β-胡蘿卜素及類胡蘿卜素(棕櫚油 柑橘油 甜橙油 桔皮油 螺旋藻等)海狗油
(雙酚A及F型)環氧樹脂花椒籽油紅花籽油互葉白千層油
J聚甘油酯聚酯聚醚聚烯烴聚乙二醇(酯)聚氨酯聚戊烯醇聚四氫呋喃姜油樹脂 姜辣素 姜烯酚焦油
角鯊烯結構酯芥酸醯胺鹼金屬精煉 甲基庚烯酮 間甲基苯甲酸3-甲基吲哚激素縮體姜樟油鯨醇
K葵花籽油糠蠟礦物油渣脫蠟奎寧衍生物擴散泵油天然抗氧化劑
L瀝青脫蠟辣椒油樹脂辣椒紅色素辣椒鹼氯菊酯磷酸酯連翹揮發油鄰苯二甲酸二辛酯
M玫瑰油米槁精油沒食子酸醛類衍生物毛油脫酸(高酸值米糠油 、小麥胚芽油、花椒籽油等)米糠蠟茉莉精油煤焦油酶解脂肪酸
N 萘甲醛檸檬醛
P PET再生(聚對苯二甲酸乙二醇酯)葡萄糖衍生物天然蘋果香精帕羅西汀硼酸乙二醇醚
Q 茄尼醇(廢次煙葉、馬鈴薯葉)3-羥基丙腈(HPN)
R (礦物及合成)潤滑油(聚α-烯烴、石蠟氯化合成油、烷基苯合成油、聚異丁烯合成油) L-乳酸松香酯 S 生物柴油(脂肪酸甲酯或乙酯) 三烯生育酚三氯新(三氯-2羥基二苯醚)三甘醇三十烷醇三聚酸雙甘油酯
鼠尾草抗氧劑石油渣油(精製或脫除)殺蟲劑食用油脫酸縮水甘油基化合物羧酸二酯(潤滑油)蒜素
鯊烯(三十碳六烯酸) 十二烷內酯雙-β-羥乙基對苯二甲酸酯酸性氯化物生物鹼衍生物四唑-1-乙酸 T 碳氫化合物萜烯烴(酯)桃醛 塔爾油(妥爾油)
W (天然及合成)脂溶性維生素(A、D、E、K)烷基糖苷(烷基苷 烷基多苷 烷基多糖苷 烷基聚糖苷 烷基葡萄糖苷) X 小麥胚芽油新洋茉莉醛香附子烯α-香附酮香芝麻蒿揮發油香葉醇香紫蘇內酯
Y 亞麻酸 油酸醯胺 (深海及發酵)魚油魚肝油燕麥油羊毛脂羊毛醇異氰酸酯預聚物岩蘭草油月桂二酸
氧化樂果(聚)乙二醇酯油酸二乙醇醯胺月桂酸二乙醯胺乙醛酸乙醯氨基苯乙酸乙酯異構體亞麻籽油
同位素鈾濃縮依託芬那酯乙氧基脂肪醇乙氧脂肪酸液化煤乙烯基吡咯烷酮玉米油乙醯檸檬酸酯 Z 植物甾醇植物蠟芝麻素真空泵油制動液中碳鏈甘油三酯(MCT)脂肪酸及其衍生物增塑劑增效醚
甾醇酯 蔗糖酯紫羅蘭酮酯類油(雙酯、多元醇酯、復酯)植物油脫臭餾出物紫蘇籽油蔗蠟棕蠟
鎮靜劑棕櫚油
棗子酊
❺ 分子蒸餾技術適用於多大的分子量
分子蒸餾是一種特抄殊的液--液分襲離技術,它不同於傳統蒸餾依靠沸點差分離原理,而是靠不同物質分子運動平均自由程的差別實現分離。當液體混合物沿加熱板流動並被加熱,輕、重分子會逸出液面而進入氣相,由於輕、重分子的自由程不同
❻ 食品分子蒸餾技術在食品工業上有那些應用有何特點
分子蒸餾技術是一種對高沸點、熱敏性物料進行分離的有效方法,自本世紀回 30年代出現以來,得到了世界各國的重答視。至本世紀60年代,英、美、德等國相繼設計製造了多套分子蒸餾裝置。各國研製的型式多種多樣,發展至今,大部分 已被淘汰。目前應用較廣的是離心薄膜式及轉子刮膜式.這兩種形式的分離裝置,也一直在不斷改進和完善.特別是針對不同的產品,其裝置結構與配套設備要有不 同的特點。本文介紹分子蒸餾技術的基本原理和特點,並綜述了分子蒸餾技術在食品工業中的應用。
❼ 中葯制劑分析的特點是什麼中葯制劑分析前為什麼要進行提取,純化處理
1.經典的提取分離方法
傳統中草葯提取方法有:溶劑提取法、水蒸汽蒸餾法兩種。溶劑提取法有浸漬法、滲源法、煎煮法、迴流提取法、連續提取等。分離純化方法有,系統溶劑分離法、兩相溶劑舉取法、沉澱法、鹽析法、透析法、結晶法、分餾法等。
2.現代提取分離技術的應用
近年應用於中葯提取分離中的高新技術有:超臨界流體萃取法、膜分離技術、超微粉碎技術、中葯絮凝分離技術、半仿生提取法、超聲提取法、旋流提取法、加壓逆流提取法、酶法、大孔樹脂吸附法、超濾法、分子蒸餾法。
超臨界流體萃取法(SFE):該技術是80年代引入中國的一項新型分離技術。其原理是以一種超臨界流體在高於臨界溫度和壓力下,從目標物中萃取有效成分,當恢復到常壓常溫時,溶解在流體中成分立即以溶於吸收液的液體狀態與氣態流體分開。萃取過程一般分為流體壓縮→萃取→ 減壓→分離四個階段。
與傳統的提取分離法相比較,SFE最大的優點是可在近常溫常壓條件下提取分離不同極性、不同沸點的化合物,幾乎保留產品中全部有效成分.無有機溶劑殘留;產品純度高,收率高,操作簡單,節能;通過改變萃取壓力、溫度或添加適當的夾帶刺,可改變革取制的溶解性和選擇性。
利用SFE提取和分離中葯成分,已引起國內外學者的關注,並進行了廣泛研究。有關學者對黃山葯中薯蕷皂甙素提取應用超臨界CO2流體萃取和汽油或乙醇法進行比較表明有收率高,提取時間短等方面優點。還有學者報導了採用超臨界CO2從柴胡中提取柴胡揮發油,用SEF-CO2從新疆軟紫草中提取紫草素及其衍生物等。
利用SFE提取和分離中葯有效群體及有效成分具許多優點,但在實際應用方面還較少,還有待於進一步在生產中應用推廣。
膜分離技術:摸分離技術是近幾十年來發展起來的分離技術,其分離基本原理是利用化學成分分子量差異而達到分離目的.在中葯應用方面主要是濾除細菌、微粒、大分子雜質(膠質、鞣質、蛋白、多糖)等或脫色。該工藝與傳統的醇流工藝比較省去了醇沉工藝中的多道工序,達到除雜的目的,仍然保持了傳統中葯的煎煮和復方配伍具有侵膏乾燥容易、吸濕性小,添加賦形劑少,節約大量乙醇和相應的回收設備,縮短生產周期,減少工序及人員,節約熱能等特點。
超微粉碎技術;超微粉碎技術是利用超聲粉碎、超低溫粉碎技術,使生葯中心粒徑在5~10μm以下,細胞破壁率達到95%。葯效成分易於提取也容易被人體直接吸收,這種新技術的應用,不僅適合於各種不同質地的葯材,而且可使其中的有效成分直接暴露出來,從而使葯材成分的溶出和起效更加迅速完全。中葯有效成分的溶出速度與葯物粉碎度有關,對不同粉碎度的三七進行了體外溶出度試驗。結果表明三七葯材45min溶出物含量和三七總皂甙溶出量大小順序為:微粉>細粉>粗粉>顆粒。
中葯超細粉化的研究開發剛剛起步,常用於一些作用獨特的傳統名貴中葯,如西洋參、珍珠等的粉碎。這些滋補保健中葯微粉化後可使利用率大大提高。
中葯絮疑分離技術:黎波分離技術是在混懸的中葯提取液中加入一種素凝沉澱劑吸附溶液中的懸浮物,以達到提高產品澄明度和質量。如利用殼聚糖為原料製成的絮凝沉澱劑制備丹參。服液的實驗表明,絮凝法工藝在指標成分原兒茶醛的穩定性和經濟指標等方面均優於水提醇沉法。用絮凝法處理中葯肉蓯蓉的水提液,並與醇流法對比,結果表明,絮凝法較好的保留了指標成分。
半仿生提取法:1995年張兆旺等提出了"半仿生提取法"的中葯提取新概念。即從生物葯劑學的角度,將整體葯物研究法與分子葯物研究法相結合,模擬口服給葯後葯物經胃腸道轉運的環境,為經消化道給葯的中葯制劑及計提供了新的提取工藝思路。即先將葯料以一定PH的酸水提取,繼以一定PH的鹼水提取,提取水的最佳PH和其它工藝參數的選擇,可用一種或幾種有效成分結合主要葯理作用指標,採用比例分割法來優選。以芍葯甙、甘草次酸為指標比較芍甘止痛顆粒"半仿生提取法"優於傳統水煎煮法,以小檗鹼、黃芩甙、梔子成為指標。考查寒痛定泡騰沖劑4種提取方法,結果半仿生提取法>半仿生提取醇沉法>水提取法醇沉法。
超聲提取法:超聲提取法是近年來應用到中草葯有效成分提取分離中的一種提取手段,其原理主要是利用超聲增大物質分子運動頻率和速度,增加溶劑穿透力,提高葯物溶出速度和溶出次數,縮短提取時間的浸提方法。與常規提取法(煎煮法、水蒸法、蒸餾法、滲病等)相比,具有提取時間短(<30min),提出率高(增大2~3倍),低溫提取有利於保護有效成分等優點。例如用超聲提高薯蕷皂甙得率的實驗研究表明超聲提取工藝與迴流提取工藝對比分析得知,前者比後者可節約原葯材27%。超聲波從黃勞報中提取黃芩甙的方法,與常規煎煮法相比,無需加熱,縮短了提取時間,提高了得出率。
旋流提取法:此法是採用PT-1型組織攪拌機,攪拌速度為8000r/min。原料不必預先加以粉碎。提取用水溫度分別為20℃和100℃,處理時間20-30min,旋流法(8000r/min)提取側金盞花,對提取液中黃酮類化合物、皂甙、有機酸等進行分析,表明旋流法的提取效率較高。
加壓逆流提取法:此法是將若干提取裝置患聯、溶劑與葯材逆流通過,並保持一定接觸時間的方法。此法可使冬凌草提取滾濃度增加19倍,而溶劑及熱能單耗分別降低 40%和57%。
酶法:酶工程技術是近幾年來用於中葯工業的一項生物技術。中草葯成分復雜,有有效成分,也有如蛋白質、果膠、澱粉、植物纖維等非有效成分。這些成分一方面影響植物細胞中活性成分的浸出,另一方面也影響中葯液體制劑的澄清度。傳統的提取方法(如煎煮、有機溶劑是出和醇處理方法)提取溫度高,提取率低,成本高,不安全,而用適當的酶,可通過因反應較溫和地將植物組織分解,加速有效成分的擇放提取。選用適當的酶可將影響波體制劑的雜質如澱粉、蛋白質、果膠等分解除去,也可促進某些極性低的脂溶性成分轉移到水溶性甙糖中而有利於提取。這是一項很有前途的新技術,完全適於工業化大生產。在國內,上海中葯一廠用酶法成功制備了生脈飲口服液。
大孔樹脂吸附法;大孔樹脂是近代發展起來的一類有機高聚物吸附劑,70年代末開始將其應用於中草葯成分的提取分離。大孔樹脂的常用型號有:D-101型、D-201 型、MD-05271型、GDX-105型、CAD-40等,其特點是吸附容量大,再生簡單,效果可靠,尤其適用於分高純化甙類、黃酮類、皂甙類.生物鹼類等成分及大規模生產。作為一種分離手段,大孔樹脂吸附分離技術正廣泛地應用於中葯生產中。將大孔樹脂吸附用於銀杏葉的提取,提取物中銀杏黃酮含量穩定在26%以上。用大孔樹脂吸附測量三七及其制劑冠心寧總皂甙,試驗證明:D-101型吸附樹脂對三七、人參三萜皂甙在水溶液中不僅吸附快、解吸也快,而且吸附容量相當可觀,方法簡便有效,用於分高純化植物中皂甙一定價值。
超濾法:超濾技術是60年代發展起來的一種以多孔性半透膜--超濾膜。作為分離介質的腰分離技術,具有分離不同分子量分子的功能。其特點是:有效膜面積大、濾速快,不易形成表面濃度極化現象,無相態變化,低溫操作破壞有效成分的可能性小,能耗小等。近幾年來,國內科學者將其應用於中葯提取液的澄清分離,效果良好,可與其他分離方法如高速高心法,醇處理法等結合用於中葯液體制劑的澄清分離,提取,濃縮。而且還可用於除菌除熱原。目前該技術在中葯生產中應用剛剛起步,試驗研究較多,用於大規范生產,及設備使用率,工藝術條件等方面,還有待於進一步完善提高。
分子蒸餾技術。此技術同於一種高新技術。在分離過程中,物料處於高真空、相對低溫的環境,停留時間短,損耗極少,故分子蒸餾技術特別適合於高沸點,低熱敏性物料,尤其是揮發油類,如玫瑰油、藿香油。該技術在我國屬起步階段,但隨著分子蒸餾裝置的國產化,必將加快推廣應用。
3.提取分離方法的展望
當今,回歸自然的熱潮席捲全球,天然葯物在治療和保健方面受重視,為中葯新的研究和發展帶來了新的契機。我國正在逐步落實中葯現代化的實現措施,而中葯有效群體和有效成分的提取分離方法研究和應用亦是中葯在制劑現代化過程中不可缺少的環節,所以在中葯制葯行業,引進新的提取分離技術,將有利於改善傳統提取分離方法的不足,相對保持了原生物體中固有的有效群體的自然組成,從而提高了中葯的療效,解決長期以來中葯在前期研究時療效好,後期工業化生產後療效差的根本原因。同時隨著科學技術的發展,科技含量較高的提取分離技術,常會通過有機的組合,聯用於中葯的提取工作。另外,中葯的研究又離不開提取分離技術。而提取分離技術又對中葯的開發及現代化起著至關重要的作用。所以,加快新的提取分離方法的研究,就是加快實現中葯現代化的步伐。
❽ 分子蒸餾的優勢優點
1. 蒸餾溫度低,分子蒸餾是在遠低於沸點的溫度下進行操作的,只要存在溫度差就可以達到分離目的,這是分子蒸餾與常規蒸餾的本質區別。
2. 蒸餾真空度高,分子蒸餾裝置其內部可以獲得很高的真空度,通常分子蒸餾在很低的壓強下進行操作,因此物料不易氧化受損。
3. 蒸餾液膜薄,傳熱效率高。
4. 物料受熱時間短,受加熱的液面與加冷凝面之間的距離小於輕分子的平均自由程,所以由液面逸出的輕分子幾乎未經碰撞就達到冷凝面。因此,蒸餾物料受熱時間短,在蒸餾溫度下停留時間一般幾秒至幾十秒之間,減少了物料熱分解的機會。
5. 分離程度更高,分子蒸餾能分離常規不易分開的物質
6. 沒有沸騰鼓泡現象,分子蒸餾是液層表面上的自由蒸發,在低壓力下進行,液體中無溶解的空氣,因此在蒸餾過程中不能使整個液體沸騰,沒有鼓泡現象。
7. 無毒、無害、無污染、無殘留,可得到純凈安全的產物,且操作工藝簡單,設備少。分子蒸餾技術能分離常規蒸餾不易分離的物質。
8. 分子蒸餾設備價格昂貴,分子蒸餾裝置必須保證體系壓力達到的高真空度,對材料密封要求較高,且蒸發面和冷凝面之間的距離要適中,設備加工難度大,造價高。
9. 產品耗能小,由於分子蒸餾整個分離過熱損失少,且由於分子蒸餾裝置獨特的結構形式,內部壓強極低,內部阻力遠比常規蒸餾小,因而可大大節省能耗。 從分子蒸餾技術以上的特點可知,它在實際工業化的應用中比常規蒸餾技術具有以下明顯的優勢:
(1)對於高沸點、熱敏及易氧化物料的分離,分子蒸餾提供了最佳分離方法。因為分子蒸餾在遠低於物料沸點的溫度下操作,而且物料停留時間短;
(2)分子蒸餾可極有效地脫除液體中的物質如有機溶劑、臭味等,這對於採用溶劑萃取後液體的脫溶是非常有效的方法;
(3)分子蒸餾可有選擇地蒸出目的產物,去除其它雜質,通過多級分離可同時分離2種以上的物質;
(4)分子蒸餾的分餾過程是物理過程,因而可很好地保護被分離物質不受污染和侵害。
❾ 分子蒸餾技術的介紹
分子蒸餾是一種特殊的液--液分離技術,它不同於傳統蒸餾依靠沸點差分回離原理,而答是靠不同物質分子運動平均自由程的差別實現分離。當液體混合物沿加熱板流動並被加熱,輕、重分子會逸出液面而進入氣相,由於輕、重分子的自由程不同,因此,不同物質的分子從液面逸出後移動距離不同,若能恰當地設置一塊冷凝板,則輕分子達到冷凝板被冷凝排出,而重分子達不到冷凝板沿混合液排出。這樣,達到物質分離的目的。
❿ 化工未來的發展趨勢
我國精細化工經過六十多年的發展,有了很大進步,如染料的產量居世界第一,農葯產量居第二,塗料產量居第四, 配合飼料產量居世界第二等。 目前中國精細化工門類有25種左右,品種約3萬多種,精細化工產值率40% 左右。 精細化工是我國化學工業二十一世紀的發展重點之一,為加快我國精細化工的發展,國家將發展精細化工作為化工三大戰略重點之一。近十多年來國家約安排了100多個精細化工建設和改造項目,總投資約100億元。為加快科研開發速度,成立了十幾個新領域精細化工技術開發和應用中心以及一批國家重點試驗室。
早在八五、九五期間國家科委安排了159項科研開發項目,完成率達90%以上。尤其在石油化工 催化劑、水處理劑、農葯及中間體、食品添加劑等方面取得了很多重大成果。 國家科研項目的成果轉化率達80%。如煉油廠的MGG、MIO新工藝及新催 化劑;PP催化劑:TS系列水處理劑:分子蒸餾技術;生物法丙烯醯胺技術:生物法二元酸和透明質酸;D-泛酸鈣;松香中性施膠劑等。 改革開放以來,我國精細化工的發展充分顯示了政府的重要作用和社會主義的優越性。「六五」以來,國家對農葯、醫葯、染料、塗料、表面活性劑、飼料添加劑等 精細化工行業進行了重點項目的安排,引進了一批國外的先進技術和裝備,也引進了一大批精細化工合資企業和獨資企業,推進了中國精細化工的發展。在科技開發、應用研究、新產品開發和市場開拓方面有了較大提高。國家通過863計劃、星火計劃、火炬計劃和其他專項計劃對高新精細化工產品加以扶植和支持。近幾年,很多企業加強了與大專院校、科研院所的合作,在國家的倡導下,加快了產-學-研、技術開發創新和產業化一體化進程。多種形式的實體和民間科研機構得到了長足的發展。
精細化工是當今化學工業中最具活力的新興領域之一,是新材料的重要組成部分。精細化工產品種類多、附加值高、用途廣、產業關聯度大,直接服務於國民經濟的諸多行業和高新技術產業的各個領域。大力發展精細化工已成為世界各國調整化學工業結構、提升化學工業產業能級和擴大經濟效益的戰略重點。精細化工率(精細化工產值占化工總產值的比例)的高低已經成為衡量一個國家或地區化學工業發達程度和化工科技水平高低的重要標志。
一、世界精細化工總體發展態勢綜觀近20多年來世界化工發展歷程,各國、尤其是美國、歐洲、日本等化學工業發達國家及其著名的跨國化工公司,都十分重視發展精細化工,把精細化工作為調整化工產業結構、提高產品附加值、增強國際競爭力的有效舉措,世界精細化工呈現快速發展態勢,產業集中度進一步提高。進入21世紀,世界精細化工發展的顯著特徵是:產業集群化,工藝清潔化、節能化,產品多樣化、專用化、高性能化。
1、精細化學品銷售收入快速增長,精細化率不斷提高
上世紀九十年代以來,基於世界高度發達的石油化工向深加工發展和高新技術的蓬勃興起,世界精細化工得到前所未有的快速發展,其增長速度明顯高於整個化學工業的發展。近幾年,全世界化工產品年總銷售額約為1.5萬億美元,其中精細化學品和專用化學品約為3800億美元,年均增長率在5~6%,高於化學工業2~3個百分點。預計至2013年,全球精細化學品市場仍將以6%的年均速度增長。2008年,世界精細化學品市場規模將達到4500億美元。目前,世界精細化學品品種已超過10萬種。精細化率是衡量一個國家和地區化學工業技術水平的重要標志。美國、西歐和日本等化學工業發達國家,其精細化工也最為發達,代表了當今世界精細化工的發展水平。目前,這些國家的精細化率已達到60~70%。近幾年,美國精細化學品年銷售額約為1250億美元,居世界首位,歐洲約為1000億美元,日本約為600億美元,名列第三。三者合計約佔世界總銷售額的75%以上。
2、加強技術創新,調整和優化精細化工產品結構
加強技術創新,調整和優化精細化工產品結構,重點開發高性能化、專用化、綠色化產品,已成為當前世界精細化工發展的重要特徵,也是今後世界精細化工發展的重點方向。
以精細化工發達的日本為例,技術創新對精細化學品的發展起到至關重要的作用。過去10年中,日本合成染料和傳統精細化學品市場縮減了一半,取而代之的是大量開發功能性、綠色化等高端精細化學品,從而大大提升了精細化工的產業能級和經濟效益。例如,重點開發用於半導體和平板顯示器等電子領域的功能性精細化學品,使日本在信息記錄和顯示材料等高端產品領域建立了主導地位。在催化劑方面,隨著環保法規日趨嚴格,為適應無硫汽油等環境友好燃料的需要,日本積極開發新型環保型催化劑。目前超深脫硫催化劑等高性能催化劑在日本催化劑工業中已佔有相當高的份額,脫硫能力從低於50 g/g提高至低於10 g/g,由此也促進了催化劑工業的整體發展。2004年日本用於深度脫硫等加氫工藝的煉油催化劑產量比上年同期增長了近60%,銷售額增長了43%。與此同時,用於石油化學品和汽車尾氣凈化的催化劑銷售額也以兩位數的速度增長,已佔催化劑市場半壁江山。日本催化劑生產和銷售去年分別增長了7%和5%,打破了近六年來的記錄。
3、聯合兼並重組,增強核心競爭力
許多知名的公司通過兼並、收購或重組,調整經營結構,退出沒有競爭力的行業,發揮自己的專長和優勢,加大對有競爭力行業的投入,重點發展具有優勢的精細化學品,以鞏固和擴大市場份額,提高經濟效益和國際競爭力。例如,2005年7月,世界著名橡膠助劑生產商--美國康普頓公司(Crompton)花20億美元收購了大湖化學公司後成立名為"科聚亞"公司(Chemturags),成為繼魯姆哈斯和安格公司後的美國第三大精細化工公司和全球最大的塑料添加劑生產商。新公司的產品包括了塑料添加劑、石化添加劑、阻燃劑、有機金屬、聚氨酯、泳池及溫泉維護產品及農業化學品,在高價值產品的市場上具有領導地位,其精細化工的年銷售額可達到37億美元。
又如,德固賽和美國塞拉尼斯各出資50%合並羰基合成產品,在歐洲建立丙烯-羰基合成產品生產基地。合並後,羰基合成醇年產量將達到80萬噸--占歐洲市場份額的三分之一。與此同時,德固薩公司以6.7億美元價格將其食品添加劑業務出售給嘉吉公司(Cargill)。從而使嘉吉公司成為食品添加劑行業的領先者,能向全球的食品及飲料公司提供各種專用添加劑。再如,總部位於荷蘭海爾倫的皇家帝斯曼公司(DSM),2003年2月以19.5億歐元的代價,收購了羅氏全球的維生素、胡蘿卜素和精細化工業務,成為世界維生素之王。2004年全球銷售額80億歐元(約為100億美元)。
二、我國精細化工發展現狀與趨勢近十多年來,我國十分重視精細化工的發展,把精細化工、特別是新領域精細化工作為化學工業發展的戰略重點之一和新材料的重要組成部分,列入多項國家計劃中,從政策和資金上予以重點支持。目前,精細化工業已成為我國化學工業中一個重要的獨立分支和新的經濟效益增長點。
我國近期出台的《"十一五"化學工業科技發展綱要》又將精細化工列為"十一五"期間優先發展的六大領域之一,並將功能塗料及水性塗料,染料新品種及其產業化技術,重要化工中間體綠色合成技術及新品種,電子化學品,高性能水處理化學品,造紙化學品,油田化學品,功能型食品添加劑,高性能環保型阻燃劑,表面活性劑,高性能橡塑助劑等列為"十一五"精細化工技術開發和產業化的重點。可以預見,隨著我國石油化工的蓬勃發展和化學工業由粗放型向精細化方向發展,以及高新技術的廣泛應用,我國精細化工自主創新能力和產業技術能級將得到顯著提高,成為世界精細化學品生產和消費大國。
1、精細化工取得長足進步,部分產品居世界領先地位我國精細化工的快速發展,不僅基本滿足了國民經濟發展的需要,而且部分精細化工產品,還具有一定的國際競爭能力,成為世界上重要的精細化工原料及中間體的加工地與出口地,精細化工產品已被廣泛應用到國民經濟的各個領域和人民日常生活中。統計表明,目前我國精細化工門類已達25個,品種達3萬多種,已建成精細化工技術開發中心10個,精細化學品生產能力近1350萬噸/年,年總產量近970萬噸,年產值超過1000億元。2011年,我國精細化工率已上升到48.5%。
近年來,我國的染料產量已躍居世界首位,2011年,染料產量達到了80.83萬噸,約佔世界染料產量的60%。目前已能生產的品種超過1200個,其中常年生產的品種約700個。我國不僅是世界第一染料生產大國,而且是世界第一染料出口大國,染料出口量居世界第一,約佔世界染料貿易量的25%,已成為世界染料生產、貿易的中心,在世界染料市場佔有顯著地位,2011年出口量達到32.66萬噸。塗料產量2011年達到348萬噸,比2010年凈增108萬噸,成為世界第二大塗料生產國。農葯產量居世界第二位。檸檬酸的年出口量已接近40萬噸,約佔全球總消費量的三分之一;維生素C的出口量已突破5萬噸,佔全球總消費量的50%以上。
2、建設精細化工園區,推進產業集聚
近幾年,許多省市都把建設精細化工園區,作為調整地方化工產業布局、提升產業、發展新材料產業、推進集聚的重要舉措。據報道,目前全國已建和在建的精細化工園區至少有15個,其產值佔有國民經濟的比重越來越大。