食品分子蒸馏

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1、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（moleculardistillation）又叫短程蒸馏（short-pathdistillation），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

2、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

3、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

4、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]。42.4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，

5、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

6、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

7、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470%以上[9]。HiroakiKonishi

8、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