食品分子蒸馏
分子蒸馏技术及在食品工业中的应用

分子蒸馏技术及在食品工业中的应用一、引言分子蒸馏技术是一种高效的分离纯化技术,它可以将混合物中的成分按照其沸点差异进行分离,得到高纯度的单一成分。
在食品工业中,分子蒸馏技术被广泛应用于提取天然香料、调味料和色素等。
二、分子蒸馏技术原理分子蒸馏技术是基于不同成分在不同温度下汽化和凝结的原理实现的。
混合物被加热至其沸点以上,产生气相和液相两个相态。
气相经过冷凝器冷却后变为液相,并通过收集器收集。
由于每种成分的沸点不同,因此在加热过程中会先汽化沸点低的成分,然后才汽化沸点高的成分。
通过这种方式就可以将混合物中各个组份进行有效地分离。
三、食品工业中的应用1. 天然香料提取天然香料是指从天然植物中提取出来具有特定香气和味道的物质。
采用传统提取方法往往需要大量有机溶剂,而且提取效率不高。
分子蒸馏技术可以在较低温度下,通过调整压力和温度,提取出具有特定香气和味道的物质,同时避免了有机溶剂的使用。
2. 调味料提取调味料是食品中常用的一种添加剂,它可以增加食品的口感和味道。
分子蒸馏技术可以有效地提取出调味料中所需的成分,并且可以得到高纯度的产品。
这种方法不仅能够提高产品质量,还能够减少生产成本。
3. 色素提取色素是食品中常用的一种添加剂,它可以改变食品颜色,增加食品吸引力。
传统的色素提取方法往往需要大量有机溶剂,并且存在着色素不稳定性等问题。
分子蒸馏技术可以在较低温度下进行操作,并且可以得到高纯度、稳定性好的色素产品。
4. 食品浓缩分子蒸馏技术还可以用于食品浓缩。
例如,在酿造啤酒过程中,需要将发酵液进行浓缩以达到一定浓度才能进行下一步操作。
传统的浓缩方法往往需要大量能源和时间,而且还会对食品中的营养成分造成一定的损失。
分子蒸馏技术可以在较短时间内将食品浓缩至所需浓度,同时保持食品中的营养成分。
四、优点和局限性1. 优点(1)高效:分子蒸馏技术可以在较短时间内得到高纯度的产品。
(2)环保:分子蒸馏技术不需要使用大量有机溶剂,对环境友好。
食品分子蒸馏技术.

几个基本概念
分子碰撞 分子有效直径:分子在碰撞过程 中,两分子质心间的最短距离 (即发生排斥时的质心距离)。 分子运动自由程:某个分子在相 邻两次分子碰撞之间所走过的路 程。
分子运动平均自由程
分子运动过程中,其分子运动自 由程在不断变化;但是在一定的 外界条件下(即一定的压力、温 度等),就某个分子来说,在某 一时间间隔内其所走过的路程的 平均值是一定的,这个平均值就 称为分子运动平均自由程。
提高蒸馏效率的措施
常见的措施有抽真空法和冷凝法; 通过抽真空或冷凝,使体系中气 相的浓度迅速降低,这样平衡就 会偏向有利于汽化的方向,待分 离组分就不断汽化。
提高蒸馏效率的措施
为了缩短蒸气分子到达冷凝器的 路程,人们设计了内冷式强制成 膜蒸馏装置,即内冷式薄膜蒸发 器。这种装置减少了蒸气分子移 向外部冷凝器的气体阻力,因而 在某种程度上提高了分离效率。
分子蒸馏技术工业应用原则
适用于分子量差别较大的不同 组分的液体混合物系的分离。 也可用于分子量接近,但其他 性质(如,沸点)差别较大的 物质的分离。 特别适用于高沸点、热敏性、 易氧化(或易聚合)物质的分 离。
分子蒸馏技术工业应用原则
适用于附加值较高或社会效益 较大的物质的分离。 不适用于同分异构体的分离。
分子蒸馏技术工业化应用的问题
我国分子蒸馏技术工业化应用存 在的问题与对策 设备问题 工艺设计问题 基础理论问题
分子蒸馏技术工业化应用前景展望
类似组分的分离 热敏性物质的分离 中草药中有效成分的提取和纯化 中草药新产品的开发 改进传统提纯工艺、提高产品质 量
分子蒸馏技术及其在食品方面的应用

【分子蒸馏技术及其在食品方面的应用】一、概述分子蒸馏技术是一种利用物质的沸点差异进行分离、提纯的方法,它在化工、医药等领域早已得到广泛应用。
然而,在食品领域,分子蒸馏技术也逐渐展现出其独特的优势和潜力。
本文将从分子蒸馏技术的原理、食品领域的具体应用以及对食品品质的提升等方面展开讨论,以期帮助读者更全面地了解这一技术及其在食品方面的应用。
二、分子蒸馏技术原理分子蒸馏技术是一种利用不同成分在相同温度下的沸点差异进行分离的技术。
在分子蒸馏过程中,液体混合物首先被加热至其沸点,然后将产生的蒸气冷凝回液体,从而实现对混合物中不同成分的分离。
这一过程主要依赖于不同成分之间的沸点差异,因此适用于需要对成分进行高效、精确分离的场合。
三、食品领域的应用1. 酒精提纯:在酿酒过程中,分子蒸馏技术可以用于提取纯净的酒精。
通过控制温度和流速,可以将水和酒精成功地分离,从而提高酒的纯度和口感。
2. 食用油脂提纯:在植物油中,可能会含有一些杂质和不良物质,而分子蒸馏技术可以有效地去除这些杂质,使食用油脂更加纯净、健康。
3. 食品香精提取:分子蒸馏技术可以帮助提取食品香精中的活性成分,从而保留食品的原味和营养成分,提高口感和风味。
四、食品品质的提升分子蒸馏技术在食品领域的应用,不仅可以帮助提高食品的纯度和香味,还能够提升食品的品质和保质期。
通过对原料的精确分离和提取,可以保留更多的营养成分和风味物质,从而使得食品更加美味和健康。
分子蒸馏技术还可以去除食品中的有害物质,提高食品的安全性和可持续性。
五、个人观点和理解分子蒸馏技术在食品领域的应用为食品加工提供了新的可能性和选择。
它不仅可以帮助提高食品的品质和口感,还能够满足人们对食品安全和健康的需求。
然而,需要注意的是,在应用分子蒸馏技术的过程中,合理控制温度和流速,严格遵守食品安全标准是至关重要的。
只有这样,才能确保食品的质量和安全,从而为用户提供更加放心的食品产品。
总结分子蒸馏技术作为一种高效、精确的分离技术,在食品领域展现出了其独特的优势和潜力。
分子蒸馏技术及其在食品工业中的应用

1 分子蒸馏的原理
根据分子平均自由程公式 Lm = VmΠf ( Lm : 平 均分子自由程 ; Vm :单位时间某分子与其他分子的 碰撞速度 ; f :某分子平均速度) [7] 可知 ,不同种类的
收稿日期 :2008 - 07 - 04 作者简介 :李媛 (1983 - ) ,山东省诸城市人 ,山东轻工业学院在读研究生 ,研究方向是功能性食品与食品添加剂.
第 22 卷 第 4 期 2008 年 12 月
山 东 轻 工 业 学 院 学 报 JOURNAL OF SHANDONG INSTITUTE OF LIGHT INDUSTRY
文章编号 :1004 - 4280 (2008) 04 - 0030 - 04
Vol. 22 No. 4 Dec. 2008
Abstract :Molecular distillation as a new and high efficiency separation technology has been widely used in many fields. This paper reviews the definition , principle and character of molecular distillation and the factor influencing molecular distillation velocity , and especially introduces the development and application of this technology in food industry. Finally , this paper describes the analysis of the development and the application prospect of molecular distillation. Key words :molecular distillation technology ; food industry ; application ; prospect
分子蒸馏在食品工业中的应用

分子蒸馏在食品工业中的应用摘要:分子蒸馏技术是一种高真空下操作的方法。
本文介绍了分子蒸馏的概念及其原理、分子蒸馏器的设计原则,并重点介绍了目前分子蒸馏在食品工业中的应用发展情况。
关键词:分子蒸馏 食品工业 应用分子蒸馏也称短程蒸馏,是一种在高真空下(残气分子的压力<0.IPa)进行的连续蒸馏过程。
其操作温度低,同时物料被加热的时间非常短,不会对物质本身造成破坏,且分离程度高,能大大降低高沸点物料的分离成本,并能极好保护热敏性物料的品质。
分子蒸馏作为一种新型、有效的分离手段,自20世纪30年代出现以来,得到世界各国的重视,目前分子蒸馏已成功地应用到食品、医药、化妆品、化工、石油、香料等行业中,用于浓缩或纯化高分子量、高沸点、高粘度及热敏性较差的物料[1]。
1.分子蒸馏的原理常规蒸馏是建立在气液相平衡的基础上,根据蒸馏物质在气—液相组成的不同进行分离,分离操作是在蒸馏物质的沸点温度下进行的。
分子蒸馏不同于常规蒸馏, 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。
由分子的平均自由程公式为f vm m /=λ,(m λ:分子的平均自由程;vm :某一分子的平均速度;f :碰撞频率) 可知,不同的分子由于其运动速度和有效分子直径不同,它们的平均自由程是不相同的,轻分子的平均自由程大,重分子的平均自由程小,分子蒸馏的分离作用就是利用不同分子的平均自由程不同来实现的。
分子蒸馏技术的核心是分子蒸馏装置。
液体混合物达到分离的目的。
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, 重分子的平均自由程小, 若在离液面小于轻分子的平均自由程而大于重分子的平均自由程处设置一捕集器, 使得轻分子不断被捕集, 从而破坏了轻分子的动态平衡而使混合液中的轻分子不断逸出, 而重分子因到达不了捕集器很快趋于动态平衡, 不再从混合液逸出, 这样液体混合物便达到了分离的目的[2]。
过程一般可分为以下五步:(1) 物料在加热面上的液膜形成;(2) 分子在液膜表面上的自由蒸发;(3) 分子从加热面向冷凝面的运动;(4) 分子在冷凝面上的捕获;(5) 馏出物和残留物的收集[3]。
分子蒸馏技术在食品包装材料生产中的应用

分子蒸馏技术在食品包装材料生产中的应用随着人们对食品安全和保鲜性能要求的不断提高,食品包装材料的研发迫在眉睫。
而作为食品包装行业的一项重要技术,分子蒸馏技术在食品包装材料生产中的应用正逐渐受到关注。
本文将围绕着分子蒸馏技术在食品包装材料生产中的应用进行探讨。
一、分子蒸馏技术简介分子蒸馏技术是一种通过控制不同物质之间的蒸汽压差来实现混合物的分离的方法。
它利用不同物质的沸点差异,将混合物加热至其组分的沸点,使其蒸发后再通过冷凝和收集,从而实现不同组分的分离和纯净化。
二、分子蒸馏技术在食品包装材料生产中的应用1. 包装材料的纯净化食品包装材料的纯净度对于食品安全至关重要。
分子蒸馏技术可以通过分离和去除杂质,提高包装材料的纯净度。
例如,在聚合物包装材料的生产过程中,通过分子蒸馏技术可以有效地去除其中的溶剂残留和不纯物质,提高产品的质量和安全性。
2. 包装材料的功能改性分子蒸馏技术可以用于改性包装材料的生产,以实现特定功能的要求。
例如,在食品保鲜膜的生产中,可以利用分子蒸馏技术调整材料的透气性和阻隔性能,使其更适应不同食品的包装需求。
同时,通过分子蒸馏技术可以将添加剂与材料均匀混合,将其功能均匀分布在包装材料中,提高产品在食品保鲜、防腐等方面的性能。
3. 包装材料的资源化利用分子蒸馏技术可以应用于包装材料的资源化利用,以减少环境污染和资源浪费。
例如,在塑料包装材料的生产过程中,通过分子蒸馏技术可以将废弃塑料进行分离和回收,得到可再利用的高纯度塑料,降低对原材料的依赖,实现包装材料的循环利用。
4. 包装材料的生产成本降低分子蒸馏技术可以在食品包装材料生产中降低成本。
通过分子蒸馏技术,可以有效地去除包装材料中的不需要的成分,减少原材料的浪费。
同时,分子蒸馏技术可以高效地进行组分分离和回收,提高生产效率,降低成本,增加经济效益。
三、分子蒸馏技术的优势和发展前景1. 优势分子蒸馏技术具有高效、精准和环保等优势。
它可以实现对食品包装材料成分的精确控制和分离,提高产品品质和安全性。
分子蒸馏技术
分子蒸馏实验
• 分子蒸馏是一种高新分离技术,广泛应用 于食品行业、日用化工行业、制药行业以 及石油化工行业。对于相对分子质量大的 物质的分离、提纯以及传统方法无法进行 分离的挥发性小的高沸点、高粘度的热敏 性物质的分离具有很好的效果。
分子蒸馏的原理
• 分子蒸馏的分离是建立在不同物质挥发度 不同的基础上,分离操作在低于物料正常 沸点下进行。首先物料先进行加热,液面 的分子受热后接受足够的能量时,就会从 液面逸出而成为气体分子,逸出体分子在 另一面遇冷后又重新返回液面,从而达到 分离的目的。
MD-S80分子蒸馏装置
离心式分子蒸馏
MD-S150分子蒸馏装置
一级分子蒸馏流程图
MD-S80分子蒸馏装置图
二级分子蒸馏流程图
分子蒸馏的影响因素
• • • • 进料速率 蒸发温度 刮膜转速 真空度
进料速率的影响
• 进料速率是影响分子蒸馏分离效率的一个 重要因素。进料速率的快慢主要影响物料 在蒸发器面壁面上的停留时间。选取适宜 的进料速率对提高产品的含量(质量分 数)、和馏出物得率(体积分数)有重要 的影响。
分子蒸馏的特点:
• 分子蒸馏可有选择的蒸出目的产物, 去除其他杂质, 通过多级分离可同 时分离两种以上的物质; 分子蒸馏的分离过程是物理过程, 因而可很好地保护被分离物质不受 污染和侵害。随着工业化的发展, 分子蒸馏技术已广泛应用于高附加 值物质的分离, 特别是天然物的分离, 因而被称为天然品质的保护者和 回归者。
Байду номын сангаас
分子蒸馏的应用
• 食品工业 • 单甘脂的生产:单甘酯可采用脂肪酸与甘油的酯 化反应和油脂与甘油的醇解反应两种工艺制取。 其原料为各种油脂、脂肪酸和甘油。采用酯化反 应或醇解反应合成的单甘酯,通常都含有一定数量 的双甘酯和三甘酯,通常w (单甘酯) = 40 %~50 % ,采用分子蒸馏技术可以得到w (单甘酯) > 90 % 的高纯度产品。此法是目前工业上高纯度单甘酯 生产方法中最常用和最有效的方法,所得到的单甘 酯达到食品级要求。
分子蒸馏在食品工业上的应用
分子蒸馏在食品工业上的应用摘要:分子蒸馏是在传统的蒸馏技术不断改进中产生的一种特殊的蒸馏分离技术,是一种非平衡态的蒸馏,能够最大程度的保护好产品的天然品质,使产品没受化学污染。
分子蒸馏和普通的蒸馏有一定的差别,分子蒸馏目前被广泛应用于食品工业领域,例如精制槟榔油,分离纯化橘皮中的柠檬稀。
关键词:分子蒸馏食品槟榔油柠檬烯引言:分子蒸馏是在传统的蒸馏技术不断改进中产生的一种特殊的蒸馏分离技术,自20世纪20年代以来,随着人们对真空状态下气体运动理论的深入研究,该技术得到了飞速的发展。
它是在真空条件下进行的液-液分离技术,是一种非平衡态的蒸馏。
特别适合于分离低挥发度、高沸点、高粘度、热敏性等和具有生物活性的物料。
目前,已成功应用于医学,食品,精细化工和化妆品等行业,并且都已实现了工业化。
尤其在食品领域,因其能够最大程度的保护好产品的天然品质,是产品不受化学污染,很有研究的价值与必要。
1、分子蒸馏的原理根据分子运动理论,液体混合物的分子受热后运动加剧,当接受足够的能量时,就会从液面溢出而成为气体分子。
随着液面上方气体分子的增加,有一部分气体分子就会反悔液体,在外界温度保持恒定的情况下,最终达到动态平衡。
常规蒸馏就是建立在气-液相平衡的基础上的。
不同种类的分子气运动速度不同,平均自由程也不相同,分子蒸馏分离作用就是利用了液体分子受热后平均自由程不同这一性质来实现的。
重分子平均自由程小,而轻分子大,若在离液面小于轻分子自由程而大于重分子自由程处设计一冷凝面,使得轻分子冷凝面落在冷凝面上被冷凝,从而破坏轻分子动态平衡,使轻分子继续不断溢出,而重分子因达不到冷凝面,很快趋于动态平衡,这样就将蒸馏物质中的不同组分分离。
2、分子蒸馏在食品工艺上的应用2.1、我国是世界上柑橘最大的生产国,柑橘果皮中含约1.5 %~2.5 %的橘皮油,橘皮油中含有醇、酸、酯、萜烯类等物质,但主要成分是一种无色透明、具有橘香味的d-柠檬烯,柠檬烯是一种具有橘皮愉快香气的无色液体,用途极为广泛,工近年来大量研究发现,柠檬烯具有很好的预防和抑制肿瘤活性,因此作为一种潜在的功能性添加剂,广泛应用于食品、化妆品、医药等行业。
现代食品加工概论 分子蒸馏技术
3.国内分子蒸馏技术发展:
80年代末,生产硬脂酸单甘酯 90年代,北京化工大学新特科技公司
广州汉维公司等等
工业化生产品种:精制鱼油 天然VE α-亚麻酸 二聚脂肪酸 异氰酸酯加成物 辣椒红色素 角鲨烯
3
一、分子蒸馏过程技术的基本原理
分子蒸馏(molecular distillation)是 指在高真空的条件下,液体分子受热从液面 逸出,利用不同分子平均自由程差导致其表 面蒸发速率不同而达到分离的方法。
计为几毫米至几厘米
五. 分子蒸馏与普通蒸馏
1、普通蒸馏在沸点温度下进行分离,分子蒸 馏可以在任何温度下进行,只要冷热两面间 存在着温度差,就能达到分离目的。
2、普通蒸馏是蒸发与冷凝的可逆过程,液相 和气相间可以形成相平衡状态;而分子蒸馏 过程中,从蒸发表面逸出的分子直接飞射到 冷凝面上,中间不与其它分子发生碰撞,理 论上没有返回蒸发面的可能性,所以,分子 蒸馏过程是不可逆的。
第二节
分子蒸馏技术及在食品工业中的 应用
分子蒸馏技术发展简介
1.发展简史
20年代,分离水银同位素,蒸馏高分子量油脂,蒸馏石 油精炼的残渣
30年代,蒸馏鱼肝油中的VA
30-60年代,发展的黄金时期(分离效率,密封及真空技 术,应用领域,分离成本)
60年代以来,分子蒸馏器的开发制造
2. 制造公司:
3、普通蒸馏有鼓泡、沸腾现象;分子 蒸馏过程是液层表面上的自由蒸发,没 有鼓泡现象。
六、分子蒸馏的特点
1. 蒸馏温度低,分子蒸馏是在远低于沸点的 温度下进行操作的,只要存在温度差就可以 达到分离目的,这是分子蒸馏与常规蒸馏的 本质区别。
2. 蒸馏真空度高,分子蒸馏装置其内部可以 获得很高的真空度,通常分子蒸馏在很低的 压强下进行操作,因此物料不易氧化受损。
分子蒸馏技术课件
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。
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• 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。
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
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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
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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
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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
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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。
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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。
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食品分子蒸馏技术摘要:分子蒸馏是一种新型的分离方法,它可以使一些常规蒸馏不能分离的热敏性物质和高沸点难分离物质实现分离。
本文简要介绍了分子蒸馏的原理、特点及在食品工业中的应用。
关键词:分子蒸馏,食品工业,应用分子蒸馏(molecular distillation)又叫短程蒸馏(short-path distillation),是一种在高真空下进行液—液分离操作的连续蒸馏过程。
由早期的真空间歇蒸馏,经过降膜蒸馏,强制成膜蒸馏,最后发展到分子蒸馏。
其操作温度远低于物质常压下的沸点温度,且物料被加热的时间非常短,不会对物质本身造成破坏,因而适合于分离高沸点、高黏度、热敏性的物质[1]。
目前该技术已广泛应用于石油化工、医药、食品、化妆品等行业。
1 分子蒸馏的基本原理液体混合物在高真空度下受热,能量足够的分子在低于沸点的温度下逸出液面,由于轻分子的平均自由程大于重分子平均自由程,且蒸发速度快,在距蒸发面适当位置处设置捕集器,使轻分子不断被冷凝捕集,从而破坏轻分子的动平衡而使混合物中的轻分子不断逸出而重分子因达不到捕集器很快趋于动态平衡,不再从混合液中逸出,而实现分离的目的[2]。
过程一般可分为以下五步:(1)物料在加热面上的液膜形成;(2)分子在液膜表面上的自由蒸发;(3)分子从加热面向冷凝面的运动;(4)分子在冷凝面上的捕获;(5)馏出物和残留物的收集[3]。
2 分子蒸馏的特点2.1 蒸馏温度低普通蒸馏在沸点温度进行,分子蒸馏是在低于蒸馏物质沸点的任何温度下进行,被分离物质只要存在着温度差,就能达到分离目的。
2.2 蒸馏真空度高。
整个物料系统均在真空下其最低蒸馏压力必须保证低于0.5~1Pa,因此物料不易氧化受损。
2.3 受热时间短分子蒸馏装置加热面与冷凝面的距离小于轻分子的平均自由程,液面逸出的轻分子几乎未经碰撞就达到冷凝面,所以受热时间很短,在蒸馏温度下停留时间一般几秒至几十秒之间。
由于分子蒸馏温度低,受热时间短,因此,它特别适合对高沸点、热敏性物料进行有效的分离[4]。
2.4 不可逆性普通蒸馏是蒸发与冷凝的可逆过程,液相和气相间可以形成互相平衡状态。
而分子蒸馏过程中,从蒸发表面逸出的分子直接飞射到冷凝面上,中间不与其它分子发生碰撞,理论上没有返回蒸发面的可能性,所以,分子蒸馏是不可逆的。
2.5 没有沸腾鼓泡现象普通蒸馏有鼓泡、沸腾现象,分子蒸馏是液层表面上的自由蒸发,在低压力下进行,液体中无溶解的空气,因此在蒸馏过程中不能使整个液体沸腾,没有鼓泡现象[5]。
2.6 分离程度更高两组分混合物进行分离时,以相对挥发度表示其分离能力。
分子分馏可以分离蒸汽压十分相近而相对分子量有所差别的混合物。
2.7 无毒、无害、无污染、无残留, 可得到纯净安全的产物, 且操作工艺简单, 设备少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,特别适宜于高沸点、高粘度、热敏性物质的分离[6]。
因此,它为工业生产的各个领域中高纯物质的提取开辟了广阔的前景。
3 分子蒸馏在食品工业中的应用3.1 单甘酯的分离提纯单甘酯是一种高效的食品乳化剂和表面活性剂,添加到各种食品中所起的作用不一样,可起到乳化、起泡、分散、消泡、抗淀粉老化等作用。
其可应用于食品中的方便面、糕点、焙烤食品、糖果和巧克力、冰淇淋、饮料、食用油脂、乳制品中[7]。
纯度为35%~48%的普通单甘酯已不能满足工业发展的要求,因此研究者采用分子蒸馏的手段,使高温酯化物中的单甘酯得到富集而制得单甘酯纯度为90%~96%。
3.2 不饱和脂肪酸的分离和纯化二十碳五烯酸( EPA) 和二十二碳六烯酸( DHA) 具有很高的药用和营养价值,在治疗和防止动脉硬化、老年性痴呆症以及抑制肿瘤等方面都有较好疗效,特别是最近发现二十二碳六烯酸对大脑和视网膜有特殊的疗效。
分离EPA和DHA 的方法有高效液相色谱法、尿素配位法、真空精馏法、超临界萃取法和分子蒸馏法。
前两种方法要用大量的溶剂并产生副产品,又由于EPA和DHA有多个不饱和双键,而真空精馏法操作温度较高会导致鱼油中不饱和脂肪酸分解、聚合或异构化[8]。
因此,超临界萃取法和分子蒸馏法是分离EPA和DHA可选用的方法。
用分子蒸馏法从鱼油中提取不饱和脂肪酸时,饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸首先蒸出,而双键较多的不饱和脂肪酸最后蒸出,产品中EPA与DHA总量可达70%以上[9]。
Hiroaki Konishi等[10]还把分子蒸馏技术用于不饱和脂肪酸的除臭,处理后的不饱和脂肪酸完全没有臭味。
3.3 油脂脱酸在油脂的生产过程中,由于从油料中提取的毛油中含有一定量的游离脂肪酸,从而影响油脂的色泽和风味以及保质期。
传统工业生产中化学碱炼或物理蒸馏的脱酸方法有一定的局限性[11]。
由于油品酸值高,化学碱炼工艺中添加的碱量大,碱在与游离脂肪酸的中和过程中,也皂化了大量中性油使得精炼得率偏低;物理精炼用水蒸气气提脱酸,油脂需要在较长时间的高温下处理,影响油脂的品质,一些有效成分会随水蒸气溢出,从而会降低保健营养价值。
马传国等[12]在对高酸值花椒籽油脱酸的研究中,利用分子蒸馏对不同酸值的花椒籽油进行脱酸,能获得比较高的轻(脂肪酸)、重(油脂)馏分得率,这是目前化学碱炼或物理蒸馏等工艺所不能达到的。
对酸值为28mgKOH/g的高酸值油脂和41.2mgKOH/g的高酸值油脂用分子蒸馏法脱酸后,油脂的酸值分别下降到0.26mgKOH/g和3.8mgKOH/g,油脂的得率分别为86%和80.9%,中性油脂基本没有损失。
所以利用分子蒸馏技术对高酸值油脂脱酸具有良好的效果,具有广阔的应用前景。
3.4 高碳脂肪醇的精制高碳脂肪醇是指二十碳以上的直链饱和脂肪醇。
它们一般常与高级脂肪酸结合成酯存在于虫蜡或植物蜡中。
如米糠蜡、蜂蜡、蔗蜡、棉子蜡等,是米糠油工业的深加工高附加值的产品[13]。
目前,国外科学家进行了大量的生理及应用研究,发现高碳脂肪醇对人体及动物具有很强的生理活性,并开发了一系列的产品。
国内以天然蜡为原料提取高碳脂肪醇的工艺过程大致为:醇相皂化→溶剂萃取→有机溶剂精制。
这种工艺除步骤繁多、劳动量大、欠安全外,其产品残留有机溶剂,作为保健品或药品难以获得通过[14]。
若应用分子蒸馏精制,不但避免了有机溶剂对环境的污染和对人体健康的损害,而且对前工序的残留溶剂也可进行极有效的脱除,使产品达到应用于食品和药品的要求。
其工艺操作安全可靠,自动化程度高,产品色泽浅,完全可与国外产品相媲美[15]。
3.5 天然抗氧化剂的生产天然抗氧化剂主要存在于一些植物如辣椒、生姜、丁香当中,广泛应用于食品、化妆品、制药等工业。
天然抗氧化剂要求活性高、稳定性强、无色无害。
传统的分离方法直接在原料中加入有机溶剂、植物油或动物油来对原料进行萃取,在这些过程中包含对昂贵的危险性溶剂的处理。
这些溶剂很难从抗氧化剂中清除干净,从而污染了得到的天然抗氧化剂。
另外用有机溶剂或油萃取也会把植物中的叶绿素、芳香类化合物等有色物质萃取出来,这就需要增加脱色、除臭处理,从而降低了天然抗氧化剂的收率,导致了生产成本的增加[16]。
利用分子蒸馏技术可以直接从原料中提取天然抗氧化剂,降低生产成本。
4 讨论与展望分子蒸馏作为一种特殊的液—液分离技术,能在远低于液体沸点的温度下进行操作,对于高沸点、热敏性、易氧化物质的分离纯化比普通蒸馏的方法要优越得多。
但是,因为分子蒸馏设备比较昂贵、运行成本也比较高,所以只适合高附加值物质的分离。
不过,随着分子蒸馏技术研究的不断深入和发展,在油脂工业、精细化工、食品添加剂、医药工业、保健食品等工业方面的应用将更高效、更广泛。
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