刮膜式分子蒸馏技术由于成膜性好、压降损失小等优势,特别适用于热敏性及高附加值天然产物的分离与提纯。液体物料在蒸发壁面上的流动及布膜特性是影响整个设备内部工作效率的重要因素,研究分子蒸馏器内部液膜流动特性及其结构优化具有重要意义。本文主要以研发蒸发面积为0.2m~2的新型分子蒸馏装置为目的,首先对相关文献及资料进行了收集与分析,确定了论文的研究方案;然后以文献中模型为参考对象,建立了布料器和多层刮板三维模型,分别对两种模型下的液膜流动特性进行了数值分析,在此基础上,讨论了工艺、结构等参数对料液流动的影响,最后,设计了一套分子蒸馏的中试装置,论文所得到的主要结论如下:(1)在布料器的模拟研究中:通过分析不同参数(转速、进料速度、黏度、进料位置)下布料器模型内液相及速度分布规律,提出了五种优化模型,并对其液膜流动特性进行了对比,研究表明:中间进料液相分布平均方差与传统的侧面进料相比降低了94%,分布效率得以提高,避免了布料器分布不均匀、易结焦的缺点;对于布料盘结构,侧面进料时三角齿槽式的布料性能优于新型斜槽式,而中间进料时斜槽式结构布料效果相比较好。(2)在多层刮板模拟研究中,发现料液随转子运动呈螺旋式下降,头波在转子前方沿轴向不断发生集聚和分解,增加了头波与液膜物质交换的频率。(3)此外,发现适当提高转速、表面张力以及降低接触角有利于头波的分散和液膜的铺展;适当增大各层刮板之间交错角可以减小液膜厚度,增强湍动效果,但过大的交错角会使液膜的均匀性变差;另外,层间距的设定则可以促进头波的分解与更新,并具有适合于蒸发壁面成膜一定的最优值。(4)对刮膜式分子蒸馏器进行了详细地设计及校核,并考察了内部新型转子机构在运动过程中的模态分析;在此基础上,设计分子蒸馏中试装置的工艺流程,完成相关设备的设计及选型,最后对实验过程中的操作及分离工艺进行了探索与研究,为分子蒸馏理论上的实验验证及应用开发奠定基础。