水蒸气蒸馏原理及适用体系

A. 蒸馏与水蒸气蒸馏的区别

一、概念不同：

1、水蒸气蒸馏系指将含有挥发性成分的植物材料与水共蒸馏，使挥发性成分随水蒸气一并馏出，经冷凝分取挥发性成分的浸提方法。

2、蒸馏是一种热力学的分离工艺，它利用混合液体或液-固体系中各组分沸点不同，使低沸点组分蒸发，再冷凝以分离整个组分的单元操作过程，是蒸发和冷凝两种单元操作的联合。

二、原理不同：

1、水蒸气蒸馏原理：当水和有机物一起共热时，整个体系的蒸气压力根据分压定律，应为各组分蒸气压之和。即P=PA+PB，其中P为总的蒸气压，PA为水的蒸气压，PB为不溶于水的化合物的蒸气压。当混合物中各组分的蒸气压总和等于外界大气压时，混合物开始沸腾。

而混合物的沸点比其中任何一组分的沸点都要低些。因此，常压下应用水蒸气蒸馏，能在低于100℃的情况下将高沸点组分与水一起蒸出来。蒸馏时混合物的沸点保持不变，直到其中一组分几乎全部蒸出（因为总的蒸气压与混合物中二者相对量无关）。

2、蒸馏原理：利用液体混合物中各组分挥发度的差别，使液体混合物部分汽化并随之使蒸气部分冷凝，从而实现其所含组分的分离。是一种属于传质分离的单元操作。广泛应用于炼油、化工、轻工等领域。

其原理以分离双组分混合液为例。将料液加热使它部分汽化，易挥发组分在蒸气中得到增浓，难挥发组分在剩余液中也得到增浓，这在一定程度上实现了两组分的分离。两组分的挥发能力相差越大，则上述的增浓程度也越大。

三、适用对象不同

1、水蒸气蒸馏适用对象：适用于具有挥发性、能随水蒸气蒸馏而不被破坏、在水中稳定且难溶或不溶于水的植物活性成分的提取。

水蒸气蒸馏是分离纯化有机化合物的重要方法之一，它是将水蒸气通入含有不溶或微溶于水但有一定挥发性的有机物的混合物中，并使之加热沸腾，使待提纯的有机物在低于100℃的情况下随水蒸气一起被蒸馏出来，从而达到分离提纯的目的。

2、蒸馏适用对象：适用于各种沸点不同的混合液体或液体和固体的混合物质。

水蒸气蒸馏和蒸馏的联系：水蒸气蒸馏和蒸馏都是要利用混合液体或液-固体系中各组分沸点的不同这个前提条件。

B. 水蒸气蒸馏法的适用范围

适用于有挥发性的，能随水蒸气蒸馏而不被破坏，难溶或不溶于水的成分的提取。

水蒸气蒸馏法的原理：
1、水蒸气蒸馏法是指将含有挥发性成分的植物材料与水共蒸馏，使挥发性成分随水蒸气一并馏出，经冷凝分取挥发性成分的浸提方法。

2、当水和有机物一起共热时，混合物的沸点保持不变，能在低于100℃的情况下将高沸点组分与水一起蒸出来。

水蒸气蒸馏法的优缺点：

1、优点：水蒸气蒸馏法只适用于具有挥发性的，能随水蒸气蒸馏而不被破坏，与水不发生反应，且难溶或不溶于水的成分的提取。

2、缺点：水蒸气蒸馏法需要将原料加热，不适用于化学性质不稳定组分的提取。

C. 水蒸气蒸馏法原理

水蒸气蒸馏法，是一种从植物或药材中提取挥发性成分的工艺。其核心原理在于利用这些成分的挥发性特性，通过水蒸气将其携带出来，再进行冷却和分离，最终得到精油产品。

一、什么是水蒸气蒸馏法？

当植物中的芳香油或其他挥发性成分因其较强的挥发性而容易被水蒸气带出时，我们可以通过加热让这些成分与水一起形成混合蒸汽。当这个蒸汽经过冷凝后，我们可以收集到液体混合物。再通过油水分离，我们可以得到纯净的精油产品。这就是水蒸气蒸馏法的基本原理。

二、水蒸气蒸馏法的操作过程及特点：

1. 浸泡与加热：首先，将含挥发性成分的药材浸泡湿润，然后进行直火加热或通入水蒸气进行蒸馏。这一过程通常在多能效的中药提取罐中进行，以便同时进行煎煮和蒸馏。

2. 馏出液的收集：随着加热或水蒸气的通入，药材中的挥发性成分随蒸汽带出。经过冷凝后，收集得到的液体混合物通常需要再次蒸馏，以提高其纯度和浓度。然而，蒸馏次数不宜过多，以避免某些成分在氧化或分解过程中损失。

3. 适用范围与应用实例：水蒸气蒸馏法适用于具有挥发性的成分，这些成分必须能够在水蒸气蒸馏过程中保持稳定性，不与水发生反应，且在水中的溶解度较小。例如，中草药中的挥发油、某些小分子生物碱（如麻黄碱、槟榔碱）以及某些小分子的酚性物质（如牡丹酚）等，都可通过此法提取。玫瑰油、原白头翁素等的制备也常采用此法。

三、水蒸气蒸馏法的技术细节与方式：

1. 水中蒸馏：将原料置于筛板或直接放入蒸馏锅中，通过加水加热的方式进行蒸馏。

2. 水上蒸馏：原料放在筛板上，加入的水量需满足蒸馏要求，但不得高于筛板，以防溅湿料层。一般采用回流水来保持锅内水量恒定。

3. 直接蒸气蒸馏：外来蒸汽直接喷入筛孔对原料进行加热。

4. 水扩散蒸气蒸馏：这是一种新型的蒸馏技术，蒸汽自上而下渗透料层，同时将空气推出。这种方法所得精油质量较高、得率较高、能耗较低、蒸馏时间短。

四、水蒸气蒸馏法的原理深度解析：

水蒸气蒸馏法的核心原理是基于道尔顿分压定律。当水和不（或难）溶于水的化合物共存时，整个体系的蒸气压力等于各组分蒸气压力之和。当这个总压力与外界大气压相等时，混合物便开始沸腾，使得低沸点的组分能够随水蒸气一起被带出。具体到实际应用中，就是当含有挥发性成分的水溶液沸腾时，其蒸汽中含有这些成分，随后通过冷凝得到所需的化合物。

简而言之，水蒸气蒸馏法利用不同化合物的沸点差异以及道尔顿分压定律，通过加热和水蒸气的携带作用，将具有挥发性的成分从原料中分离出来。这是一种高效、常用的分离纯化有机化合物的方法，广泛应用于炼油、化工、轻工等领域。

D. 什么体系适合用水蒸气蒸馏来分离

水蒸气蒸馏，一种在有机化合物分离中广泛应用的技术。其原理基于道尔顿分压定律，水蒸气蒸馏适用于沸点较高或易分解物质的分离。此方法特别适用于有机化合物的纯化与提纯，其在中药制药生产中的应用尤为广泛。

水蒸气蒸馏通过将含有挥发性成分的植物材料与水共蒸馏，使挥发性成分随水蒸气一同馏出，再经冷凝分取提取出挥发性成分。这种方法适用于具有挥发性、稳定且在水中难溶或不溶的植物活性成分提取。此外，水蒸气蒸馏还能用于高沸点物质与不挥发杂质的分离。

在中药制药领域，水蒸气蒸馏常用于提取和纯化挥发油。通过将水蒸气通入含有不溶于水但有挥发性的有机物混合物中，并加热沸腾，使得在低于100℃的温度下，待提纯的有机物随水蒸气一起蒸馏出来，从而实现分离提纯的目标。此方法不仅有效提高了分离效率，也保障了提取物的纯度。

E. 水蒸气蒸馏法原理

水蒸气蒸馏法原理：植物芳香油挥发性较强易被水蒸气带出，冷却后又与水分离。

香料与水构成精油与水的互不相溶体系，加热时，随着温度的增高，精油和水均要加快蒸发，产生混合体蒸气，其蒸气经锅顶鹅颈导入冷凝器中得到水与精油的液体混合物，经过油水分离后即可得到精油产品。

水蒸气蒸馏法：

水蒸气蒸馏法是指将含挥发性成分药材的粗粉或碎片，浸泡湿润后，直火加热蒸馏或通入水蒸汽蒸馏，也可在多能式中药提取罐中对药材边煎煮边蒸馏，药材中的挥发性成分随水蒸气蒸馏而带出，经冷凝后收集馏出液，一般需再蒸馏1次，以提高馏出液的纯度和浓度，最后收集一定体积的蒸馏液；但蒸馏次数不宜过多，以免挥发油中某些成分氧化或分解。本法的基本原理是根据道尔顿定律，相互不溶也不起化学作用的液体混合物的蒸汽总压，等于该温度下各组分饱和蒸气压（即分压）之和。因此尽管各组分本身的沸点高于混合液的沸点，但当分压总和等于大气压时，液体混合物即开始沸腾并被蒸馏出来。

水蒸气蒸馏法只适用于具有挥发性的，能随水蒸气蒸馏而不被破坏，与水不发生反应，且难溶或不溶于水的成分的提取。此类成分的沸点多在100℃以上，与水不相混溶或仅微溶，并在100℃左右有一定的蒸气压。当与水在一起加热时，其蒸气压和水的蒸气压总和为一个大气压时，液体就开始沸腾，水蒸气将挥发性物质一并带出。例如中草药中的挥发油，某些小分子生物碱一麻黄碱、萧碱、槟榔碱，以及某些小分子的酚性物质。牡丹酚（paeonol）等，都可应用本法提取。有些挥发性成分在水中的溶解度稍大些，常将蒸馏液重新蒸馏，在最先蒸馏出的部分，分出挥发油层，或在蒸馏液水层经盐析法并用低沸点溶剂将成分提取出来。例如玫瑰油、原白头翁素等的制备多采用此法。

水蒸气蒸馏法需要将原料加热，不适用于化学性质不稳定组分的提取。