分子蒸餾是一種特殊的液--液分離技術，它不同于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并被加熱，輕、重分子會逸出液面而進入氣相，由于輕、重分子的自由程不同，因此，不同物質的分子從液面逸出后移動距離不同，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。 分子蒸餾設備主要應用領域：食品、醫藥、石油、化工、香精香料等領域的分離提純等。
1、蒸餾濃縮
由于薄膜蒸發，特別是分子蒸餾技術，能夠在非常低的壓力下進行蒸餾，它們更適合于那些高沸點和熱敏性物質的濃縮。濃縮過程主要是指在不破壞有用成分的前提下溶劑的揮發。薄膜蒸發與分子蒸餾技術在天然及合成維生素類物質、羊毛脂肪酸、羊毛醇、棕櫚油、米糠油、魚油及魚肝油、天然植物葉頸根的提取物(如辣椒紅、番茄紅素、除蟲菊酯、卵磷脂、β-胡蘿卜素、中藥有效成分等)方面的應用都主要屬于此類。
2、脫除溶劑
隨著新的國內及國際標準的制定以及人民生活水平的不斷提高，食品、藥物、化妝品、建材等與人類息息相關的化工原料及其制品中對溶劑殘留量的限制越來越嚴格。傳統的蒸餾手段已不能適應市場的需求，薄膜蒸發與分子蒸餾技術隨之成為人們可選擇的后手段。這類工藝過程往往銜接于萃取手段之后作為綠色產品的后一道質量保證系統。
3、脫除游離單體
如果產物是有兩種及其以上單體通過化合或聚合反應而成，則反應的平衡混合物中往往含有剩余的游離單體和分子量更大的過聚體及副產物。為了得到純的產品，需要對平衡混合物進行脫除游離單體的分離過程。隨著對游離單體允許殘留量的不同，可考慮采用薄膜蒸發與分子蒸餾技術。典型例證有：環氧樹脂、環氧油、聚胺酯、異氰酸鹽、樹脂塑料、可塑劑、穩定劑、丙烯酸鹽;單硬脂酸甘油酯、二甘酯、脂肪酸二聚體、有機中間體(如酯類、胺類合成有機物等)。
4、脫色脫味
大多數有機原料及其制品需要進行脫色脫味處理。一般來講，顏色是由混合物中的重組分所引起的，而味道主要來自于輕組分的揮發。如果純凈的產品本身無色無味，一般可通過薄膜蒸發與分子蒸餾技術達到脫色脫味的目的。典型例證有：有機中間體、乳酸、脂肪酸及其衍生物、APG、環氧樹脂、環氧油、植物蠟、硅油、剎車液、真空泵油、潤滑油、石蠟油等。
5、高沸點流程物的制備/生產及沸程測定
通常情況下，壓力每降低一個數量級，物質的沸點可降低20至50度。按此計算，物質在0.001mbar下的沸點應低于其正常沸點120至300度。目前短程蒸餾技術可以應用于常壓沸點接近700度物質的蒸餾分離。這類應用主要以高檔特種蠟產品的生產為代表。
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