[发明专利]用于中药化学成分提取分离的分子蒸馏器

说明书

本发明公开了一种用于中药化学成分提取分离的分子蒸馏器，包括蒸馏室、加热盘、冷凝盘、混合液输入管、蒸出物收集器和蒸余物收集器；所述冷凝盘与蒸馏室顶部之间设置有超磁致伸缩位移驱动器；所述蒸馏室底部中心处设置有热补偿转动支撑装置，所述热补偿转动支撑装置包括热胀杆、第一推力轴承、第二推力轴承、支撑轴、压盖、第一锁紧螺母、第二锁紧螺母和磁力联轴器。本发明能够克服因为加热板温度或蒸馏室内真空度的不稳定缺陷，在确保收集效率的同时，能够实现目标物质的稳定收集并避免其它物质的误收集。

【技术领域】

本发明涉及中药化学成分提纯的技术领域，特别是涉及一种用于中药化学成分提取分离的分子蒸馏器。

【背景技术】

分子蒸馏(molecular distillation,MD)是一种新型的特殊的液-液分离技术，此技术是在高真空的条件下，根据混合物中不同化学成分的分子运动平均自由程的差别，使各个化学成分在远低于沸点的温度下得到分离，由于大多数分子的运动平均自由程都不超过3mm，因此该技术又被称为短程蒸馏(short-path distillation)。该方法特别适用于热敏性、易氧化且高沸点的化合物分离，近年来，该项技术正逐步在中药产业中得到应用。

完整的分子蒸馏装置主要由蒸发系统、物料输入输出系统、加热系统、真空系统和控制系统组成，其中蒸发系统中含有的分子蒸馏器是分子蒸馏装置的关键设备，根据分子蒸馏器的结构形式以及操作特点，可以分为降膜式蒸馏器、刮膜式蒸馏器和离心式蒸馏器，其结构的共同点是都包含加热板和冷凝板，待分离的中药混合液在加热板上升温，混合液中的各种分子从混合液的外层液面向冷凝板飞射，通过控制加热板与冷凝板之间的距离，分子运动自由程大的轻分子将到达冷凝板上被冷凝收集，而其它重分子则在加热板与冷凝板之间的空间内下落并与剩余的混合液一起被收集至蒸余物收集仓。

由理想气体分子动力学理论推导出的分子运动平均自由程的定义式：

式中：

d为分子有效直径(单位：m)；

T为蒸发温度(单位：K)；

P为真空度(单位：Pa)；

R为气体常数(等于8.314)；

N_A为阿伏伽德罗常数(等于6.02×10²³)。

由上述公式可以看出，影响分子运动平均自由程的主要因素有温度、真空度和分子有效直径。对于一个确定的分子蒸馏系统，温度会因为加热板的加热温度不稳定而出现波动，真空度会因为真空泵及密封结构的工作性能不稳定而出现变化，由于精确控制温度和真空度将显著增加设备的成本，因此传统上是将冷凝板与加热板之间的距离设定在稍微大于目标物质的分子运动平均自由程的位置；对于包含目标物质A和与A的分子运动平均自由程接近的物质B的中药混合液提纯，如果温度增加和/或真空度提高(P值降低)，物质B将可能因为分子运动平均自由程增加而被冷凝板误收集，降低了物质A的提纯度；如果温度降低和/或真空度减小(P值增加)，物质A将可能因为分子运动平均自由程降低而无法被冷凝板收集，造成收集效率的降低；正是由于上述问题的存在，分子蒸馏技术通常只适合用于待分离物质与其它物质的分子运动平均自由程相差较大的中药混合液提纯，限制了分子蒸馏技术在中药提纯领域的应用范围。

现有技术中已有关于加热板与冷凝板间距调节的技术方案，如申请号为CN200820211588.5的中国专利提出了一种离心式分子蒸馏装置，其中具有间距调节机构，包括固定导轨、滑动导轨、连杆A、连杆B、涡轮涡杆及锁定螺栓，通过该调节机构可以控制其外凸锥形冷凝收集面与内凹锥形蒸发转盘之间的距离，该调节机构是为了应对不同物质分离的需求，实现一机多用的效果，并没有考虑到温度和真空度动态变化对蒸馏精度造成的影响。

【发明内容】