全 文 ：No.8.2005
0 前言
山苍子的果皮含有精油，平均含油量的质量分数
为3.5%。山苍子的果实经水蒸气蒸馏可提取挥发油[1]，
系淡黄色，透明带柠檬样新鲜甜韵的精油。
山苍子油的主要成分为柠檬醛，含量一般为60%
~80%。山苍子油的主要用途用于分离柠檬醛，也可
直接用作日用香精[2]。柠檬醛作为主香剂和调香剂在
日用香精中大量使用，在食用香精中也经常使用。柠
檬醛可合成α、β-紫罗兰酮，紫罗兰酮广泛地应用于
化妆品及香精中；同时β-紫罗兰酮是人工合成VA、
VE、叶绿醇的起始原料。柠檬醛还可合成最名贵的
香料——鸢尾酮。鸢尾酮具有柔和的甜香，香气清
新纯正，是国际上公认的高级香料。
分子蒸馏(MolecularDistilation，简称MD)技术是
国际上一种新型的用于液－液分离或精制的高新技
术，在国外已得到较多应用，生产了150多种产品。
与常规分离提纯技术(如常规蒸馏)相比，分子蒸馏具
有浓缩效率高、质量稳定可靠、操作易规范化等优
点[3-6]，非常适合工业化大生产。国内从20世纪80年代
黄 敏1，钟振声2
(1.茂名学院化工学院，茂名 525000；2.华南理工大学理学院，广州 510641)
摘要：利用分子蒸馏技术对山苍子油分离提纯柠檬醛工艺技术条件进行研究。用GC-MS联用仪对分
离物中柠檬醛相对百分含量进行分析，实验表明，获得高纯度、高收率的柠檬醛的分子蒸馏的适宜工
艺条件为：在蒸馏压力0.15Pa、蒸馏温度45℃、物料流量1滴/s、刮膜蒸馏转速370~390r/min、冷却水
温度4~5℃。在此工艺条件下柠檬醛质量分数从原料的79.61%提高到95.08%，柠檬醛的收率为
80.02%。
关键词：分子蒸馏；山苍子油；柠檬醛
中图分类号：TS201.2 文献标识码：A 文章编号：1005-9989(2005)08-0052-03
Processforpurificationoflitseacubebaoilbymoleculardistilation
HUANGMin1,ZHONGZhen-sheng2
(1.ChemicalEngineeringColege,MaomingUniversity,525000;2.Departmentof
AppliedChemistry,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510641)
Abstract:Aprocessforpreparingcitralfromlitseacubebaoilusingmoleculardistilationwereinvestigated.The
optimumconditionsoftheprocessforobtaininghigh-purityandrecoverycitralweredeterminedbyanalyzing
therelativecontentofcitralwithgaschromatography-massspectrometrysystem(GC-MS).Theresults
showedthattheprocesswouldbefeasibleandprospectforindustry.
Keywords:moleculardistilation;litseacubebaoil;citral
分子蒸馏纯化天然香料山苍子油
收稿日期：2005-02-28
作者简介：黄敏(1966-)，女(布衣族)，贵州都匀人，副教授，主要从事有机化学教学及科研工作。
食品添加剂
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DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2005.08.016
No.8.2005
后期开始引进该技术，并在20世纪90年代后期，在
少数食品添加剂或香料上实现了工业化，如VE和卵
磷脂等。
用分子蒸馏技术开展从山苍子油中分离纯化柠
檬醛的研究，对促进野生植物资源的综合开发和天
然柠檬醛的分离纯化具有一定参考价值。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
山苍子油：贵州省三都县；
HandWayMD-S80型分子蒸馏装置(Molecular，
MD)：广州市汉维机电公司；Voyager气相色谱-质谱
联用仪：美国Finingan公司。
1.2 原理及方法
分子蒸馏是在极高真空度下，依据混合物分子运
动平均自由程的差别，在远低于其沸点的温度下将其
分离。最显著的特点是：蒸馏物料的分子由蒸发面到
冷凝面的行程不受分子间碰撞阻力的影响，对于组成
固定的混合物轻分子的平均自由程大，重分子的平均
自由程小。冷凝面与蒸发面的间距小于轻分子的平均
自由程，大于重分子的平均自由程。从而破坏了轻、
重分子的动态平衡，实现混合物料的分离[3]。
用GC-MS联用仪对山苍子油化学组成及含量进
行分析。然后称取一定量的山苍子油置于蒸馏烧瓶
中，在设置的蒸馏条件下进行蒸馏，对山苍子油分
子蒸馏后的馏余物用GC-MS进行检测。
2 结果与讨论
2.1 压力的影响
在蒸馏温度50℃时、物料流量1滴/s、刮膜蒸馏
转速370~390r/min、冷却水温度4~5℃。改变蒸馏压
力对山苍子油进行分子蒸馏。得到压力对馏余物收
率、柠檬醛含量、柠檬醛收率的影响见表1。
由表1可知，在蒸馏温度为50℃时，随着压力的
减小，轻分子不断逸出到达冷凝面被收集；重分子
(柠檬醛)的平均自由程小于冷凝面与蒸发面的间距，柠
檬醛分子达不到冷凝面很快趋于平衡。馏出物收率不
断提高，馏余物的收率逐渐减少，富集在馏余物中的
柠檬醛含量却逐渐增加，由于馏余物收率减少得比较
多，柠檬醛的收率也减少。当压力从9.325kPa减小到
7.325kPa时，馏余物的收率变化较大，柠檬醛的质量
分数变化平缓，所以柠檬醛收率的变化也较大。当压
力从7.325~3.325kPa时，馏余物的收率有变化，柠檬
醛质量分数变化比较平缓，柠檬醛收率有所改变；而
当压力减小到0.2kPa时，无论是馏余物收率还是柠檬
醛质量分数变化都比较大，因此对柠檬醛的收率影响
也比较大。馏余物的收率只有58.12%，而柠檬醛的
质量分数则高达97.37%，柠檬醛的收率却只有
70.96%。
在蒸馏温度45℃时、物料流量1滴/s、刮膜蒸馏转
速370~390r/min、冷却水温度4~5℃。改变蒸馏压力对
山苍子油进行分子蒸馏。得到压力对馏余物收率、柠
檬醛质量分数、柠檬醛收率的影响见表2。
由表2可知，在蒸馏温度为45℃时，由于压力的
增大，分子的平均自由程减小。大多数的轻分子可以
到达冷凝面被收集，但有少量轻分子以及重分子(柠檬
醛)的平均自由程小于冷凝面与蒸发面的间距，因而
很快趋于平衡。馏出率减少，馏余物的收率增加，柠
檬醛的质量分数缓慢减少，作为馏余物中主要成分柠
檬醛的收率却逐渐增加。当压力从3.325kPa降低到
0.1kPa时，虽然馏余物的收率、柠檬醛的质量分数都
发生变化，馏余物的收率从80.62%降低到54.50%，
柠檬醛的含量从88.33%升高到98.01%，柠檬醛的收
率变化则较大，收率从89.43%降低到66.47%。
在蒸馏温度40℃时、物料流量1滴/s、刮膜蒸馏转
速370~390r/min、冷却水温度4~5℃。改变蒸馏压力对
山苍子油进行分子蒸馏。得到压力对馏余物收率、柠
檬醛质量分数、柠檬醛收率的影响见表3。
表1 50℃时山苍子油分子蒸馏结果
实验号
压力
(kPa)
馏余物
收率(%)
柠檬醛
质量分数(%)
柠檬醛
收率(%)
1 9.325 89.51 87.19 98.02
2 7.325 80.00 88.03 88.43
3 5.325 77.04 88.50 89.12
4 3.325 73.76 89.00 82.54
5 0.2 58.12 97.37 70.96
注：柠檬醛的质量分数由GC-MS测得。柠檬醛的收率(%)=馏余物收率×
(柠檬醛质量分数/原料的醛质量分数)×100。
表2 45℃时山苍子油分子蒸馏结果
实验号
压力
(kPa)
馏余物
收率(%)
柠檬醛
质量分数(%)
柠檬醛
收率(%)
1 3.325 80.62 88.33 89.43
2 0.2 67.03 95.08 80.02
3 0.15 62.00 96.50 75.15
4 0.1 54.50 98.01 66.47
表3 40℃时山苍子油分子蒸馏结果
实验号
压力
(kPa)
馏余物
收率(%)
柠檬醛
质量分数(%)
柠檬醛
收率(%)
1 3.325 87.22 86.94 95.25
2 0.2 78.50 88.00 86.82
3 0.15 72.01 90.50 81.85
4 0.1 60.50 96.71 73.49
食品添加剂
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No.8.2005
40℃
45℃
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
馏
余
物
收
率
(%
)
0.1 0.15 0.2
压力(kPa)
由表3可知，在蒸馏温度为40℃时，随着压力的
增大，馏出率减少，馏余物的收率增加，而柠檬醛
的质量分数逐渐减少，作为馏余物中主要成分柠檬
醛的收率则增加。当压力从0.1~3.325kPa时，馏余物
的收率从60.50%增加到87.22%，柠檬醛的质量分数
从96.71%降低到86.94%，而柠檬醛的收率变化较大
从73.49%增加到95.25%。
研究表明，压力的改变对分离效果的影响比较
大，低压有利于目标产物柠檬醛的提取。
2.2 温度的影响
当蒸馏温度为40℃、45℃时，将压力的改变对馏
余物收率的影响作一曲线(见图1)。
由图1可知，在压力相同的情况下，低温有利于
馏余物收率的提高。为此考察温度对分子蒸馏结果
的影响。
在蒸馏压力为3.325kPa、物料流量1滴/s、刮膜蒸
馏转速370~390r/min、冷却水温度4~5℃。改变蒸馏
温度对山苍子油进行分子蒸馏。得到温度对馏余物
收率、柠檬醛质量分数、柠檬醛收率的影响见表4。
由表4可知，在蒸馏压力为3.325kPa，随着温度
从40℃升高到55℃，轻分子的平均自由程增大，大量
轻分子蒸发到冷凝面被冷却收集，而少数的重分子由
于获得能量，平均自由程也会增大，可以被冷却收
集。所以馏余物的收率减少，柠檬醛的相对质量分数
缓慢增加，馏余物中主要成分柠檬醛的收率降低。
在蒸馏压力为0.2kPa时、物料流量1滴/s、刮膜蒸
馏转速370~390r/min、冷却水温度4~5℃。改变蒸馏
温度对山苍子油进行分子蒸馏。得到温度对馏余物收
率、柠檬醛质量分数、柠檬醛收率的影响见表5。
由表5可知，当蒸馏压力为0.2kPa时，随着温度的
升高部分重分子获得能量，平均自由程增大，随轻分
子一起被蒸发到冷凝面上收集。馏余物的收率迅速减
少，虽然柠檬醛的质量分数逐渐增加，但由于馏余物
的收率大幅降低，馏余物中主要成分柠檬醛的收率也
迅速减少；当温度从40℃升高到55℃时，馏余物的收
率、柠檬醛的收率几乎成直线下降；而柠檬醛的质量
分数则从88.00%升高到97.37%后又略有下降为96.76%。
3 结论
3.1 实验表明，获得高纯度、高收率的柠檬醛的分
子蒸馏的适宜工艺条件为：在蒸馏压力0.15kPa时、
蒸馏温度45℃、物料流量1滴/s、刮膜蒸馏转速370~
390r/min、冷却水温度4~5℃。在此工艺条件下柠檬醛
质量分数从原料的79.61%提高到95.08%，柠檬醛的
收率为80.02%。
3.2 与传统的化学分离法相比，分子蒸馏是纯物理
过程，所以既节省了大量溶剂，同时又减少了对环境
的污染。不仅醛含量提高，而且不带入新杂质和有毒
物质，保持了原料的天然性。因此，分子蒸馏这一现
代分离技术在从山苍子油中分离天然柠檬醛方面具有
一定的可行性和工业化前景。
参考文献：
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ChemEng,2000,24:1309
图1 压力对山苍子油分子蒸馏结果的影响
表4 3.325kPa时山苍子油分子蒸馏结果
实验号 温度(℃)
馏余物
收率(%)
柠檬醛
质量分数(%)
柠檬醛
收率(%)
1 40 87.22 86.94 95.25
2 45 80.62 88.33 89.43
3 50 73.76 89.00 82.54
4 55 68.40 89.85 77.30
表5 0.2kPa下山苍子油分子蒸馏结果
实验号 温度(℃)
馏余物
收率(%)
柠檬醛
质量分数(%)
柠檬醛
收率(%)
1 40 78.50 88.00 86.82
2 45 67.03 95.08 80.02
3 50 58.12 97.37 70.96
4 55 49.02 96.76 59.56
食品添加剂
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