分子蒸馏是一种在高真空下操作的蒸馏方法，这时蒸气分子的平均自由程大于蒸发表面与冷凝表面之间的距离，从而可利用料液中各组分蒸发速率的差异，对液体混合物进行分离。
在一定温度下，压力越低，气体分子的平均自由程越大。当蒸发空间的压力很低（10-2 ～10-4 mmHg），且使冷凝表面靠近蒸发表面，其间的垂直距离小于气体分子的平均自由程时，从蒸发表面汽化的蒸气分子，可以不与其他分子碰撞，直接到达冷凝表面而冷凝。
分子蒸馏工作原理
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，而是靠不同物质分子运动平均自由程的差别实现分离。
当液体混合物沿加热板流动并被加热，轻、重分子会逸出液面而进入气相，由于轻、重分子的自由程不同，因此，不同物质的分子从液面逸出后移动距离不同，若能恰当地设置一块冷凝板，则轻分子达到冷凝板被冷凝排出，而重分子达不到冷凝板沿混合液排出。这样，达到物质分离的目的。
分子蒸馏是在高真空条件下进行的，因此设备内要求具有较低的残气压力，这就会带来其他一系列的要求：
1、需要正确地选择真空泵机组性能与管道尺寸，确保能够快速地从容器内抽出气体。
2、正确选择蒸发面与冷凝面的形状、距离与相对位置，确保从设备的蒸馏内无阻碍地引出残余气体。蒸发面与冷凝面之间的具体过小时，一方面不利于抽除气体，另一方面蒸馏液的雾沫也易溅到冷凝面上，使分离效果变差。
3、分子蒸馏多用于分离热不稳定性物质，因此要求被加工的物料在蒸馏温度下停留较短的时间。
4、分子蒸馏过程中，液层内部的扩散是影响分子蒸馏过程的重要因素。因此分子蒸馏设备应力求减少液层厚度及强化液层的位移，使之湍动。
其次就是分子蒸馏时，被蒸馏的液体必须预先除气。因为在大气压下，无论何种液体都或多或少都会含有气体。这些气体的含量决定于液体本身的性质和它进入蒸馏装置之前所处的状态。如常规条件下每升鱼肝油中含有0.6～0.8L的气体，在1.31～10^2Pa的压力下，这些气体的体积为0.45～0.6×10^6L。因此未经除气的液体不能直接加入蒸馏釜，否则不能保证系统的真空度。
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分子蒸馏的应用
分子蒸馏技术应用于食品行业，例如单甘酯的生产、鱼油的精制、油脂脱酸、高碳醇的精制等。同时也应用于精细化工和医药工业中，精细化工中有芳香油的提纯、高聚物中间体的纯化、羊毛脂的提取等。医药工业中则可提取天然维生素A、维生素E；制取氨基酸及葡萄糖的衍生物；以及胡萝卜和类胡萝卜素等。
综上所述，分子蒸馏技术作为一种特殊的新型分离技术，主要应用于高沸点、热敏性物料的提纯分离。实践证明，此技术不但科技含量高，而且应用范围广，是一项工业化应用前景十分广阔的高新技术。它在天然药物活性成分及单体提取和纯化过程的应用还刚刚开始，尚有很多问题需要进一步探索和研究。
分子蒸馏技术的特点
(1) 蒸馏温度低 ,混合物的分离是由于受热分子逸出液面的结果。 分子逸出液面并不需要达到沸点 ,在物料沸点以下就能实现。 所以分子蒸馏是在低于沸点的温度下进行操作的。
(2) 蒸馏压强低 ,由于分子蒸馏装置独特的结构形式 ,其内部压强极小 ,可以获得很高的真空度。 同时 ,由分子运动自由程公式可知 ,要想获得足够大的平均自由程 ,可以通过降低蒸馏压强来获得 ,一般为 x ×10 - 1 Pa 数量级。
(3) 受热时间短 ,分子蒸馏是基于不同物质分子运动自由程的差别而实行分离的 ,因而受热面和冷凝面的间距要小于轻分子的运动自由程 (即距离很短) ,这样由液面逸出的轻分子几乎未碰撞就到达冷凝面 ,所以受热时间很短。 另外 ,若采用较先进的分子蒸馏结构 ,使混合液的液面达到薄膜状 ,这时液面与加热面的面积几乎相等 ,那么 ,此时的蒸馏时间更短。 假定真空蒸馏受热时间为1h ,则分子蒸馏*用十几秒。
(4) 分离程度高 ,分子蒸馏常常用来分离常规蒸馏不易分开的物质 ,然而就二种方法均能分离的物质而言 ,分子蒸馏的分离程度更高。
(5) 没有沸腾、鼓泡现象
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。
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分子蒸馏技术推动工业化进程
由于分子蒸馏技术的科技含量高，应用范围广，因此分子蒸馏技术成为一项工业化应用前景十分广阔的高新技术。包括在聚酞胺树脂工业中，分子蒸馏技术可以用来脱除热敏性物质中的轻组物，而在甲基丙烯酸酯类合成过程中，分子蒸馏技术又可降低热敏性物质的热损伤。此外，利用分子蒸馏技术制取高纯烷基多苷，可以消除或降低生产过程中的环境污染，进行清洁生产等。
随着分子蒸馏技术的不断完善，其应用不止局限于化工工业领域。在芳香油生产工业中，分子蒸馏技术主要用于挥发油类和油脂类等低级性物质的分离纯化，用来脱除原料或产品中的杂质及颜色。
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分子蒸馏和普通蒸馏的对比
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。
3. 蒸馏液膜薄,传热效率高。
4. 物料受热时间短，受加热的液面与加冷凝面之间的距离小于轻分子的平均自由程，所以由液面逸出的轻分子几乎未经碰撞就达到冷凝面。因此，蒸馏物料受热时间短，在蒸馏温度下停留时间一般几秒至几十秒之间，减少了物料热分解的机会。
5. 分离程度更高，分子蒸馏能分离常规不易分开的物质
6. 没有沸腾鼓泡现象，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。
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。分子蒸馏技术能分离常规蒸馏不易分离的物质。
8. 分子蒸馏设备价格昂贵，分子蒸馏装置必须保证体系压力达到的高真空度，对材料密封要求较高，且蒸发面和冷凝面之间的距离要适中，设备加工难度大，造价高。
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