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分子蒸餾技術(shù)在天然維生素E分離提純中的應(yīng)用

時間:2024/9/5閱讀:277
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維生素A和E狂漲價,?,!





(來源:石化聯(lián)合會化工新材料專委會公眾號)



8月7日,,德國巴斯夫公司宣布,德國路德維希港南區(qū)生產(chǎn)裝置有機溶劑泄露引發(fā)火災(zāi)導(dǎo)致工廠關(guān)閉,,公司及子公司的部分維生素A(VA),、維生素E(VE)和類胡蘿卜素產(chǎn)品,,以及某些香料原料等,,將從即日起暫停供貨,直至有進一步通知,。


該事件迅速在市場引發(fā)了連鎖反應(yīng),,維生素A和E狂漲價,國內(nèi)維生素E的供應(yīng)商浙江醫(yī)藥公司,、新和成藥業(yè),、冠幅股份、北大醫(yī)藥一時間股價翻倍,。


維生素E作用和來源是,?


維生素E(Vitamin E)又稱為生育酚,是一種脂溶性維生素,,是最主要的抗氧化劑之一,。溶于脂肪和乙醇等有機溶劑中,不溶于水,,對酸穩(wěn)定,,對堿不穩(wěn)定,對熱不敏感,。維生素E苯環(huán)上的酚羥基被乙?;?,酯水解為酚羥基后為生育酚。


圖1:維生素E結(jié)構(gòu)式



維生素E的作用

適當(dāng)補充維生素E,,能促進性激素分泌,,使男子精子活力和數(shù)量增加;使女子雌性激素濃度增高,,提高生育能力,;還可抑制眼睛晶狀體內(nèi)的過氧化脂反應(yīng),改善血液循環(huán),。


維生素E的來源

目前維生素E主要分為2大類,,一是天然維生素E,多來源于植物油脂,、堅果類等,;二是合成類維生素E,如維生素E片,、維生素E軟膠囊等藥物制劑,。有相關(guān)報道指出,天然維生素E在生物學(xué)活性,、營養(yǎng)生理作用和安全性上均優(yōu)于化學(xué)合成的維生素E,。



提純Natural維生素E的主流方法



植物油脂是天然維生素E的主要來源,油脂脫臭時所得到的餾出物是提取天然維生素E的主要原料,。而脫臭餾出物[4]是油脂在精煉時的副產(chǎn)物,,可以用來生產(chǎn)維生素E,不僅可以變廢為寶,,而且可以提高油廠的經(jīng)濟效益,,以滿足醫(yī)藥、食品等方面的要求,。


目前,,天然維生素E的提取方法有多種,具體如下:





1

分子蒸餾法提純Natural維生素E,,設(shè)備簡單,,操作容易,效率高,,不會引入其余雜質(zhì),,是目前天然維生素E產(chǎn)品分離的一種方法;

2

真空蒸餾法的設(shè)備費和操作費比分子蒸餾要低,,但是它不能把原料中和維生素E沸點相近的物質(zhì)分離岀來,;

3

超臨界CO2技術(shù),具有高滲透力,、低黏度和對物質(zhì)良好的溶解能力,,也具有很好的操控性,。但該設(shè)備一次性投入費用較高,而且維生素E單次回收率較低,。


綜上所述,,分子蒸餾具有操作溫度低、物料加熱時間短等特點,,是目前天然維生素E產(chǎn)品分離的一種常用方法,。


什么是分子蒸餾?


分子蒸餾又稱短程蒸餾,,是近年來新興并廣泛應(yīng)用的一種在高真空條件下進行高效分離純化的技術(shù),。分子蒸餾由于操作溫度低、受熱時間短,、分離程度高等特點,,解決了熱敏性、高沸點或高相對分子質(zhì)量,、高黏度,、易氧化物料難分離純化的問題,目前已被廣泛應(yīng)用于制藥,、石油化工,、食品工業(yè)、香料香精等方面,,具有廣闊的發(fā)展前景,。


分子蒸餾的基本原理



常規(guī)蒸餾是利用樣品各組分沸點的不同進行分離,而分子蒸餾是在高真空下分離操作的非平衡蒸餾,,通過將液體加熱,,依托混合物組分中不同分子平均分子自由程的差異,在遠低于物質(zhì)常壓沸點的情況下將物質(zhì)進行分離,,故分子蒸餾其實質(zhì)是分子蒸發(fā),是一種特殊的液-液分離技術(shù),。


把分子連續(xù)兩次碰撞之間通過的路程稱為自由程,,分子自由程的平均值稱為分子平均自由程。由分子的平均自由程公式可知,,不同物質(zhì)分子由于運動速度和有效分子直徑不同,,平均分子自由程也不相同,,重分子的平均自由程小,輕分子的平均自由程大,。在液面上方小于輕分子平均自由程而大于重分子平均自由程處設(shè)置冷凝面,,使得輕分子不斷地落在冷凝面上被冷凝,,進而破壞輕分子的動態(tài)平衡,,而重分子因為到達不了冷凝面就會發(fā)生碰撞返回溶液中,最終使混合液中的不同成分分離,。如下圖所示:


圖2:分子蒸餾原理圖


分子蒸餾技術(shù)在天然維生素E提純中的應(yīng)用

利用分子蒸餾技術(shù)提純Natural維生素E時,需要采用多級分離原則,,每一個級別可以分為不同的組分。在具體的生產(chǎn)過程中,,可以連續(xù)進料,,同時還能夠抽出其中的副產(chǎn)品,,整個生產(chǎn)流程安全可靠,、操作方便,。大豆脫臭餾出物中天然維生素E含量相對較高,約含有2%~15%[1],,是目前各國提取天然維生素E的主要原料之一,以大豆油為例,,具體工藝如下圖:


圖3:天然維生素E分離提純方案




原料預(yù)處理 




對于大豆油脫臭餾出物,,酯化法和皂化法[1]是工業(yè)上主要的原料預(yù)處理方法,。酯化法是先利用甲醇等低碳醇與脫臭餾出物中的游離脂肪酸反應(yīng)生成脂肪酸甲酯,,然后利用降溫結(jié)晶法除去甾醇,最后將脂肪酸甲酯與天然VE進行分離的提濃操作過程,。皂化法是將脫臭餾出物中的游離脂肪酸與氫氧化鈉等堿性物質(zhì)發(fā)生皂化反應(yīng)生成脂肪酸鈉鹽等皂化物,,再利用溶劑萃取天然維生素E等不皂化物,,進而進一步提純NaturalVE,。

天然維生素E提取




天然VE提取階段主要是將預(yù)處理后的脫臭餾出物進行進一步分離,提取出天然維生素E粗品,,常用到的分離方法有:分子蒸餾,、真空蒸餾,、超臨界CO2萃取等。


張榴萍等[2]研究利用分子蒸餾技術(shù)來提取大豆油脫臭餾出物中的天然維生素E,,得到的最佳工藝條件為:物料流量3.7g/min,,刮膜轉(zhuǎn)速450r/min,蒸餾溫度210℃,,操作壓力10Pa,此條件下可得到天然維生素E含量達40%的產(chǎn)品,。

天然維生素E精制(產(chǎn)品)




色譜吸附和離子交換樹脂吸附是天然維生素E精制階段采用的主要精制方法,,色譜吸附是精制得到高純度天然維生素E的一個有效方法,但該方法存在產(chǎn)能小,、溶劑消耗量大等缺點,。離子交換樹脂法進行天然維生素E的精制具有產(chǎn)品純度高,,樹脂可再生并重復(fù)使用的優(yōu)點,但該方法對原料也有著較高要求,,即原料中脂肪酸的含量要非常低,。




那么,,德國Pilodist分子蒸餾儀SP1000在天然維生素E提純中有什么優(yōu)勢呢?


德國Pilodist分子蒸餾儀SP1000




1

真空度高


SP1000可低至10-5mbar的真空度,。分子蒸餾裝置必須保證體系達到高真空,分子蒸餾裝置內(nèi)部壓力越低,,獲得更好的真空度,分離度越好,。

2

加熱溫度低,,受熱時間短 


SP1000配備了用于操作短程蒸發(fā)器的恒溫器,加熱能力2 kW,,最高工作溫度200°C,配有循環(huán)泵和隔離管,,模塊化的數(shù)字PID控制器和高溫管,。而且分子蒸餾器中蒸發(fā)面到冷凝面的距離小于輕分子的平均自由程,,輕分子從液面蒸發(fā)幾乎不發(fā)生任何碰撞直接飛射到冷凝面,,物料受熱的時間較短,在很大程度上能夠有效地使液料原本的物質(zhì)得以保護,即保障物料的原始狀態(tài),,降低了熱損傷,。

3

Hybrid技術(shù)的混合蒸發(fā)器


蒸發(fā)面積1000cm2,結(jié)合了玻璃和不銹鋼的所有優(yōu)點,,即可以保證可視化的操作流程,,又能保證裝置的結(jié)實耐用。配備了加熱的入口和出口管線,,以及用于油浴加熱的雙層套管,設(shè)計緊湊,,物料滯留時間短,,分離速度快,。

4

三種刮膜器類型可供選擇,適合不同物料




a.通過離心力旋轉(zhuǎn)的PTFE和玻璃刮膜器

b.帶螺旋傳動裝置的PTFE刮膜器

c.卷筒式PTFE刮膜器

5

模塊化精密控制單元



集成高精度的數(shù)字真空控制器,、加熱恒溫器,、真空調(diào)節(jié)旋鈕、刮膜器驅(qū)動于一體的控制單元,,操作簡單,,控制精度高。

如果您想要咨詢上述分子蒸餾儀SP200,,SP500和SP1000,,可隨時聯(lián)系德祥科技





參考文獻:

[1]陳 文,王鶴文. 天然維生素E的提取工藝與行業(yè)發(fā)展[J].當(dāng)代化工研究,,2023(21):149-151

[2]張榴萍,,崔素芬. 分子蒸餾法提取大豆油脫臭餾出物中天然維生素E工藝研究[J].糧食與飼料工業(yè),2019(08)

[3]石 銘,,潘 輝. 分子蒸餾技術(shù)提純Natural維生素E的工藝分析[J].學(xué)術(shù)研究,,2016,42(1)185

[4]欒禮俠,,許松林,,任艷奎. 分子蒸餾技術(shù)提純Natural維生素E的工藝研究[J].中國糧油學(xué)報,2006,,21(1)


PILODIST


德國PILODIST是德祥集團資深合作伙伴之一,。德國PILODIST公司源自于全球優(yōu)質(zhì)蒸餾及精餾設(shè)備供應(yīng)商。公司傳承原Fischer公司專業(yè)的蒸餾及精餾設(shè)備制造技術(shù),,為全球石油化工,、精細化工行業(yè)及科研院所客戶提供高品質(zhì)的原油蒸餾系統(tǒng)、精餾系統(tǒng),、溶劑回收系統(tǒng),、汽液相平衡和分子蒸餾等。


德祥科技


德祥科技有限公司成立于1992年,,總部位于中國香港特別行政區(qū),,分別在越南、廣州,、上海,、北京設(shè)立分公司。主要服務(wù)于大中華區(qū)和亞太地區(qū)——在亞太地區(qū)有27個辦事處和銷售網(wǎng)點,,5個維修中心和2個樣機實驗室,。


30多年來,德祥一直深耕于科學(xué)儀器行業(yè),,主營產(chǎn)品有實驗室分析儀器,、工業(yè)檢測儀器及過程控制設(shè)備,致力于為新老客戶提供更完善的解決方案,。公司業(yè)務(wù)包含儀器代理,,維修售后,實驗室咨詢與規(guī)劃,,CRO凍干工藝開發(fā)服務(wù)以及自主產(chǎn)品研發(fā),、生產(chǎn)、銷售,、售后,。與高校、科研院所,、政府機構(gòu),、檢驗機構(gòu)及企業(yè)保持密切合作,服務(wù)客戶覆蓋制藥,、醫(yī)療,、商業(yè)實驗室、工業(yè),、環(huán)保,、石化、食品飲料和電子等各個行業(yè)及領(lǐng)域,。


2009至2021年間,,德祥先后榮獲了“影響力經(jīng)銷商"、“年度最佳代理商“,、"年度最高銷售獎“等殊榮,。我們始終秉承誠信經(jīng)營的理念,致力于成為優(yōu)秀的科學(xué)儀器供應(yīng)商,為此我們從未停止前進的腳步,。


我們始終相信,,每一天都在使這個世界變得更美好!




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