基于CFD模拟与实验验证的分子蒸馏刮膜器优化研究：提升大豆油脱臭馏出物中维生素E提取效率

《Innovative Food Science & Emerging Technologies》：Optimizing molecular distillation film scraper by CFD and experiment: VE extraction from SODD

本综述通过计算流体动力学（CFD）模拟与实验相结合，优化了适用于高粘度大豆油脱臭馏出物（SODD）的分子蒸馏刮膜器。研究开发的局部减薄60°槽式刮膜器有效改善了液膜分布均匀性，解决了高粘度物料导致的液膜堆积（LFA）和干壁效应，使维生素E（VE）纯度和回收率显著提升（分别提高6.17%–9.56%和6.34%–29.3%），为高粘度物料的分子蒸馏工艺优化提供了新思路。

　　

Highlight

材料

维生素E（VE）混合标准品（α-、β-、γ-和δ-异构体，纯度>95%）购自Sigma公司（美国密苏里）。甲醇、正己烷（色谱纯）购自国药集团化学试剂有限公司（中国上海）。经预处理的大豆油脱臭馏出物（SODD）购自江苏科奈生物制品有限公司（中国江苏），其成分为36.72% VE、1.87%甾醇、26.57%油酸和34.84%甘油三油酸酯。

维生素E分析

精确称取1.0克SODD样品（精确至0.001克）……

不同刮膜器对模拟物料分离效果的影响

当前关于刮膜分子蒸馏刮膜器改进的研究中，通常使用水或典型体系作为实验物料，针对不同粘度物料的设备优化研究较少。为明确刮膜器和蒸发壁上液膜分布的规律，本研究通过模拟分析了不同刮膜器类型对高粘度SODD的液膜分布、液相体积分数、湍流动能和物料速度分布的影响。

结论

本研究成功开发了一种优化的局部减薄60°槽式刮膜器，显著提升了大豆油脱臭馏出物（SODD）的分子蒸馏效率。通过Fluent软件进行的计算流体动力学（CFD）模拟表明，优化后的刮膜器能够实现更均匀的液膜分布，从而缓解高粘度SODD引起的液膜堆积（LFA）和干壁问题。实验验证结果与模拟数据高度吻合，共同证明该刮膜器在宽粘度范围（尤其是高粘度）物料的分子蒸馏中具有重要应用价值。