分子蒸餾技術(shù)，作為對(duì)高沸點(diǎn)、熱敏性物料進(jìn)行有效分離的手段，自上世紀(jì)30年代出現(xiàn)以來，得到了世界各國的重視。至上世紀(jì)60年代，為適應(yīng)濃縮魚肝油中維生素A的需要，分子蒸餾技術(shù)得到了規(guī)?；墓I(yè)應(yīng)用。當(dāng)時(shí)，日、英、美、德、俄羅斯相繼設(shè)計(jì)制造了多套蒸餾裝置，用于濃縮天然維生素A，但由于各種原因，應(yīng)用面太窄，導(dǎo)致發(fā)展速度緩慢。此后，隨著人們對(duì)項(xiàng)新的液-液分離技術(shù)的逐漸重視，對(duì)分離裝置不斷改進(jìn)、完善，不斷探索、擴(kuò)展新的應(yīng)用領(lǐng)域，特別是自上世紀(jì)80年代末以來，隨著人們對(duì)天然物質(zhì)的青睞，回歸自然潮流的興起，推動(dòng)了分子蒸餾技術(shù)的迅猛發(fā)展。
一、原理
傳統(tǒng)意義上的蒸餾是將液體加熱后，根據(jù)其中不同成分的沸點(diǎn)不同，來進(jìn)行分離提純的一種技術(shù)。但分子蒸餾的原理與此完全不同，它的核心概念是分子運(yùn)動(dòng)自由程，因此在遠(yuǎn)低于液體沸點(diǎn)的情況下即可進(jìn)行，更適用于高沸點(diǎn)和熱敏性物質(zhì)的分離。
那么什么是分子運(yùn)動(dòng)自由程呢？在這里，我們首先需要了解幾概念。
1．分子碰撞：眾所周知，分子與分子之間存在著相互作用力。當(dāng)兩個(gè)分子離得較遠(yuǎn)時(shí)，分子之間的作用力表現(xiàn)為吸引力；但當(dāng)兩分子接近到一定程度后，分子之間的作用力就會(huì)變?yōu)榕懦饬?，且這種排斥力隨其接近程度的增加而迅速增加。當(dāng)兩分子接近到一定程度，排斥力的作用就會(huì)使兩分子分開，這種由接近而至排斥分離的過程就是分子的碰撞過程。
2．氣體分子運(yùn)動(dòng)自由程:由于分子間作用力的存在，因此分子總是處于不停的運(yùn)動(dòng)變化中，從排斥到吸引，甚至碰撞，它們之間的距離也在不停地變化著。而所謂的氣體分子平均自由程，就是指氣體分子在兩次連續(xù)碰撞之間所走路程的平均值。
弄清了這兩個(gè)概念，什么是分子蒸餾這個(gè)問題就可以迎刃而解了。分子蒸餾就是在高真空狀態(tài)下，使蒸發(fā)面（加熱面）和冷凝面的間距小于或等于輕組分物料的蒸氣分子的平均自由程，即使蒸發(fā)面逸出的分子可以毫無阻礙地奔射并凝集到冷凝面上。
具體一點(diǎn)講，根據(jù)分子運(yùn)動(dòng)理論，液體混合物的分子受熱后運(yùn)動(dòng)會(huì)加劇，當(dāng)分子獲得足夠能量時(shí)，就會(huì)從液面逸出而成為氣相分子。隨著液面上方氣相分子的增加，有一部分氣體就會(huì)返回液體。在外界條件保持恒定的情況下，最終會(huì)達(dá)到分子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)平衡，從宏觀上看，液體系統(tǒng)達(dá)到了平衡。
在一定溫度下，壓力越低，氣體分子的平均自由程越大。但由于不同分子的分子量不同，導(dǎo)致輕分子的平均自由程大，重分子的平均自由程小。此時(shí)若在離液面小于輕分子的平均自由程而大于重分子的平均自由程處設(shè)置一捕集器，使得輕分子不斷被捕集，從而破壞了輕分子的動(dòng)態(tài)平衡而使混合液中的輕分子不斷逸出，而重分子因達(dá)不到捕集器很快趨于動(dòng)態(tài)平衡，不再從混合液中逸出，這樣，便達(dá)到了混合物分離的目的。
分子蒸餾裝置就是通過降低蒸發(fā)空間的壓力（10－2～10－4mmHg），使冷凝表面靠近蒸發(fā)表面，當(dāng)其間的垂直距離小于輕氣體分子的平均自由程而大于重分子的平均自由程時(shí)，從蒸發(fā)表面氣化的輕氣體分子，就可以不與其他分子碰撞，直接到達(dá)冷凝表面而冷凝。
下面是分子蒸餾的四個(gè)步驟。
1.分子從液相主體向蒸發(fā)面擴(kuò)散；
2.分子從蒸發(fā)面（加熱面）上自由蒸發(fā)；
3.分子從蒸發(fā)面向冷凝面飛射，在飛射過程中，可能與殘存的空氣分子碰撞，也可能相互碰撞。但只要有合適的真空度，使蒸發(fā)分子的平均自由程大于或等于兩面（蒸發(fā)面與冷凝面）之間的距離即可，過高提高真空度毫無意義；
4.分子在冷凝面上冷凝，冷凝面形狀合理且光滑，從而完成對(duì)該物質(zhì)分子的分離提取。
二、分子蒸餾的特點(diǎn)
1.分子蒸餾的操作溫度遠(yuǎn)低于物料的沸點(diǎn)：分子蒸餾過程中，混合物的分離是由于不同種類的分子逸出液面的平均自由程不同來實(shí)現(xiàn)的，并不需要沸騰，所以分子蒸餾是在遠(yuǎn)低于沸點(diǎn)的溫度下進(jìn)行操作的。這點(diǎn)與常規(guī)蒸餾有本質(zhì)的區(qū)別。
2.蒸餾壓強(qiáng)低：分子蒸餾能在很低的壓強(qiáng)下進(jìn)行操作，一般為10－1Pa數(shù)量級(jí)。
3.受熱時(shí)間短：分子蒸餾裝置要求受加熱的液面與冷凝面間的距離小于或等于輕分子的平均自由程，使由液面逸出的輕分子，幾乎未經(jīng)碰撞就到達(dá)冷凝面，所以受熱時(shí)間很短。與真空蒸餾相比，在真空蒸餾條件下需受熱1小時(shí)分離的物質(zhì)，分子蒸餾僅需十幾秒。
三、分子蒸餾在中藥提取過程中的優(yōu)勢(shì)
1.由于分子蒸餾真空度高，操作溫度低和受熱時(shí)間短，能較好地保護(hù)中藥有效成分，尤其對(duì)于高沸點(diǎn)和熱敏性及易氧化物料的分離，有常規(guī)方法不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。
2.能效地去除液體中的低分子物質(zhì)，如：有機(jī)溶劑、臭味等，并有利于脫色，因此能有效改善中藥成品的色澤，保持終產(chǎn)品的純天然、無污染。
3. 分離能力強(qiáng)，可分離出常規(guī)蒸餾不易分開的物質(zhì)，且分離后有效成分高度富集，可提高藥物質(zhì)量。
分子蒸餾技術(shù)已被列入《當(dāng)前國家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄（2000年修訂）》，并在現(xiàn)代中藥產(chǎn)業(yè)中得到了逐步的推廣和應(yīng)用，且與超臨界流體萃取技術(shù)相提并論。
一、原理
傳統(tǒng)意義上的蒸餾是將液體加熱后，根據(jù)其中不同成分的沸點(diǎn)不同，來進(jìn)行分離提純的一種技術(shù)。但分子蒸餾的原理與此完全不同，它的核心概念是分子運(yùn)動(dòng)自由程，因此在遠(yuǎn)低于液體沸點(diǎn)的情況下即可進(jìn)行，更適用于高沸點(diǎn)和熱敏性物質(zhì)的分離。
那么什么是分子運(yùn)動(dòng)自由程呢？在這里，我們首先需要了解幾概念。
1．分子碰撞：眾所周知，分子與分子之間存在著相互作用力。當(dāng)兩個(gè)分子離得較遠(yuǎn)時(shí)，分子之間的作用力表現(xiàn)為吸引力；但當(dāng)兩分子接近到一定程度后，分子之間的作用力就會(huì)變?yōu)榕懦饬?，且這種排斥力隨其接近程度的增加而迅速增加。當(dāng)兩分子接近到一定程度，排斥力的作用就會(huì)使兩分子分開，這種由接近而至排斥分離的過程就是分子的碰撞過程。
2．氣體分子運(yùn)動(dòng)自由程:由于分子間作用力的存在，因此分子總是處于不停的運(yùn)動(dòng)變化中，從排斥到吸引，甚至碰撞，它們之間的距離也在不停地變化著。而所謂的氣體分子平均自由程，就是指氣體分子在兩次連續(xù)碰撞之間所走路程的平均值。
弄清了這兩個(gè)概念，什么是分子蒸餾這個(gè)問題就可以迎刃而解了。分子蒸餾就是在高真空狀態(tài)下，使蒸發(fā)面（加熱面）和冷凝面的間距小于或等于輕組分物料的蒸氣分子的平均自由程，即使蒸發(fā)面逸出的分子可以毫無阻礙地奔射并凝集到冷凝面上。
具體一點(diǎn)講，根據(jù)分子運(yùn)動(dòng)理論，液體混合物的分子受熱后運(yùn)動(dòng)會(huì)加劇，當(dāng)分子獲得足夠能量時(shí)，就會(huì)從液面逸出而成為氣相分子。隨著液面上方氣相分子的增加，有一部分氣體就會(huì)返回液體。在外界條件保持恒定的情況下，最終會(huì)達(dá)到分子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)平衡，從宏觀上看，液體系統(tǒng)達(dá)到了平衡。
在一定溫度下，壓力越低，氣體分子的平均自由程越大。但由于不同分子的分子量不同，導(dǎo)致輕分子的平均自由程大，重分子的平均自由程小。此時(shí)若在離液面小于輕分子的平均自由程而大于重分子的平均自由程處設(shè)置一捕集器，使得輕分子不斷被捕集，從而破壞了輕分子的動(dòng)態(tài)平衡而使混合液中的輕分子不斷逸出，而重分子因達(dá)不到捕集器很快趨于動(dòng)態(tài)平衡，不再從混合液中逸出，這樣，便達(dá)到了混合物分離的目的。
分子蒸餾裝置就是通過降低蒸發(fā)空間的壓力（10－2～10－4mmHg），使冷凝表面靠近蒸發(fā)表面，當(dāng)其間的垂直距離小于輕氣體分子的平均自由程而大于重分子的平均自由程時(shí)，從蒸發(fā)表面氣化的輕氣體分子，就可以不與其他分子碰撞，直接到達(dá)冷凝表面而冷凝。
下面是分子蒸餾的四個(gè)步驟。
1.分子從液相主體向蒸發(fā)面擴(kuò)散；
2.分子從蒸發(fā)面（加熱面）上自由蒸發(fā)；
3.分子從蒸發(fā)面向冷凝面飛射，在飛射過程中，可能與殘存的空氣分子碰撞，也可能相互碰撞。但只要有合適的真空度，使蒸發(fā)分子的平均自由程大于或等于兩面（蒸發(fā)面與冷凝面）之間的距離即可，過高提高真空度毫無意義；
4.分子在冷凝面上冷凝，冷凝面形狀合理且光滑，從而完成對(duì)該物質(zhì)分子的分離提取。
二、分子蒸餾的特點(diǎn)
1.分子蒸餾的操作溫度遠(yuǎn)低于物料的沸點(diǎn)：分子蒸餾過程中，混合物的分離是由于不同種類的分子逸出液面的平均自由程不同來實(shí)現(xiàn)的，并不需要沸騰，所以分子蒸餾是在遠(yuǎn)低于沸點(diǎn)的溫度下進(jìn)行操作的。這點(diǎn)與常規(guī)蒸餾有本質(zhì)的區(qū)別。
2.蒸餾壓強(qiáng)低：分子蒸餾能在很低的壓強(qiáng)下進(jìn)行操作，一般為10－1Pa數(shù)量級(jí)。
3.受熱時(shí)間短：分子蒸餾裝置要求受加熱的液面與冷凝面間的距離小于或等于輕分子的平均自由程，使由液面逸出的輕分子，幾乎未經(jīng)碰撞就到達(dá)冷凝面，所以受熱時(shí)間很短。與真空蒸餾相比，在真空蒸餾條件下需受熱1小時(shí)分離的物質(zhì)，分子蒸餾僅需十幾秒。
三、分子蒸餾在中藥提取過程中的優(yōu)勢(shì)
1.由于分子蒸餾真空度高，操作溫度低和受熱時(shí)間短，能較好地保護(hù)中藥有效成分，尤其對(duì)于高沸點(diǎn)和熱敏性及易氧化物料的分離，有常規(guī)方法不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。
2.能效地去除液體中的低分子物質(zhì)，如：有機(jī)溶劑、臭味等，并有利于脫色，因此能有效改善中藥成品的色澤，保持終產(chǎn)品的純天然、無污染。
3. 分離能力強(qiáng)，可分離出常規(guī)蒸餾不易分開的物質(zhì)，且分離后有效成分高度富集，可提高藥物質(zhì)量。
分子蒸餾技術(shù)已被列入《當(dāng)前國家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄（2000年修訂）》，并在現(xiàn)代中藥產(chǎn)業(yè)中得到了逐步的推廣和應(yīng)用，且與超臨界流體萃取技術(shù)相提并論。