Kakšna je razlika med destilacijo in molekularno destilacijo

Destilacija inmolekularna destilacijaočitno razlikujejo po principu, opremi in uporabi.

Načelo: Destilacija je tradicionalna tehnologija ločevanja tekočin, ki temelji na razliki vrelišč različnih snovi. Natančneje, destilacija je metoda ločevanja različnih komponent s segrevanjem tekoče mešanice in njenim uparjanjem ter nato kondenzacijo pare v tekočino. Destilacija uporablja razliko v vreliščih za ločevanje snovi, zato je učinek destilacije boljši pri mešanicah z visokimi vrelišči.

Tehnologija molekularne destilacije je naprednejša tehnologija ločevanja tekočin, ki temelji na razliki povprečne proste poti gibanja molekul različnih snovi.Molekularna destilacija lahko deluje pri zelo nizkem tlaku, zato materiala ni enostavno oksidirati in poškodovati. Poleg tega je destilacijska membrana molekularne destilacije zelo tanka, kar ima visoko učinkovitost prenosa toplote in lahko zaključi ločevanje snovi v kratkem času. Ker molekularna destilacija temelji na razliki prostih poti molekularnega gibanja, lahko doseže tudi učinkovito ločevanje za mešanice z nizkimi vrelišči.

Sestavni deli opreme: Oprema za destilacijo je razmeroma preprosta in je sestavljena predvsem iz grelne komore in izparilne komore. Struktura opreme sistema za molekularno destilacijo je kompleksna, sestavljena iz grelne plošče, uparjalnika, kondenzatorja, vakuumske črpalke itd.

Aplikacija: Destilacija se uporablja predvsem za ločevanje zmesi z visokimi vrelišči, kot je frakcioniranje nafte. Stroj za molekularno destilacijo je še posebej primeren za ločevanje snovi z visokim vreliščem, toplotno občutljivostjo in enostavno oksidacijo, kot so nekatere polimerne spojine, aminokisline in antibiotiki.

Vrelišče običajnih reaktantov

• Voda (H2O), vrelišče 100 stopinj: Voda je bistveni reaktant v številnih kemičnih reakcijah. Na primer, reakcija kislinsko-bazične nevtralizacije, redoks reakcija in reakcija hidrolize potrebujejo vodo za sodelovanje.
• Etanol (C2H5OH, vrelišče 78,5 stopinj): Etanol je organsko topilo, ki se pogosto uporablja v farmacevtski, kozmetični in prehrambeni industriji. Je tudi reaktant nekaterih pomembnih reakcij, kot so esterifikacija, eterifikacija in kislinska kataliza.
• Amoniak (NH3), vrelišče-33.3 C: Amoniak je brezbarven plin z močnim vonjem, ki se pomembno uporablja pri proizvodnji gnojil, hladilnih sredstev in detergentov. Je tudi pomembna surovina za sintezo drugih spojin, kot je nitriranje in priprava amonijevih soli.
• Kisik (O2), vrelišče-183 C: Kisik je zelo aktiven molekularni plin, ki ima pomembno vlogo v organski sintezi in bioloških procesih. Na primer, tako oksidacijske kot redukcijske reakcije zahtevajo sodelovanje kisika.
• Natrijev azid (NaN3), vrelišče okoli 250 stopinj: Natrijev azid je pomembna anorganska spojina, ki se lahko uporablja za pripravo drugih spojin, kot so azid in amino spojine. Je tudi glavni kemični eksploziv v zračni pasivni zračni blazini.
• Ogljikov dioksid (CO2), vrelišče-78.5 C: CO2 je plin, ki je zelo razširjen v naravi in ​​ima pomembno vlogo v bioloških procesih in okolju. Na primer, sodeluje pri dihanju, fotosintezi in kislinsko-bazični reakciji.

Povprečna prosta pot molekularnega gibanja snovi se nanaša na povprečno razdaljo, ki jo lahko molekule prosto prepotujejo med trki v plinu ali tekočini. Je pomemben parameter za opis interakcije in prenosa energije med molekulami.

Dejavniki, ki vplivajo na povprečno prosto pot molekularnega gibanja snovi

1. Premer molekule: večji kot je premer molekule, večja je možnost trka in manjša je prosta pot. Nasprotno, premer molekule je majhen in prosta pot je relativno velika.

2. Molekulska koncentracija: z naraščanjem molekularne koncentracije se poveča frekvenca trkov med molekulami in prosta pot je relativno majhna.

3. Temperatura: z naraščanjem temperature se poveča povprečna kinetična energija molekul, poveča se hitrost gibanja molekul, poveča se trkovna frekvenca molekul, prosta pot pa je relativno majhna.

4. Lastnosti medija: interakcija med molekulami v mediju vpliva na povprečno prosto pot gibanja molekul. Na primer, v tekočini z močno interakcijo je medmolekularna privlačnost velika in prosta pot majhna.

V procesumolekularna destilacijabo povprečna prosta pot molekularnega gibanja snovi vplivala na njen učinek ločevanja od zmesi. Na splošno velja, da je snovi z manjšo povprečno prosto potjo molekularnega gibanja lažje ločiti, saj je njihova medmolekularna interakcija šibka, povprečna prosta pot molekularnega gibanja pa velika, zato lažje "pobegnejo" s površine tekočine in vstopijo v parno fazo, hkrati pa jih je lažje ponovno kondenzirati v kondenzatorju. Zato je pri molekularni destilaciji na splošno lažje ločiti snovi z nizko molekulsko maso in nizkim vreliščem.

Molekule, primerne za učinkovito ločevanje z metodo molekularne destilacije

• Alkohol (etanol): Molekulska masa alkohola je majhna, medmolekularna interakcija je šibka in zlahka izhlapi iz zmesi. Zato lahko v procesu pivovarstva in proizvodnje alkohola alkohol ločimo od fermentacijske brozge ali mešanice z molekularno destilacijo.
• Voda in organska topila: vodo in številna organska topila (kot so eter, toluen itd.) je treba pogosto ločiti. Ker je medmolekularna interakcija vode velika, je povprečna prosta pot molekularnega gibanja majhna, medtem ko je medmolekulska interakcija organskih topil šibka in je povprečna prosta pot molekularnega gibanja velika. Zato je v procesu molekularne destilacije večja verjetnost, da organska topila izhlapijo v zgornji del kondenzatorja in se tako ločijo.
• Ogljikovodiki v nafti: nafta je kompleksna zmes, ki vsebuje veliko ogljikovodikovih spojin z različnimi dolžinami ogljikovih verig, kot so metan, etan in propan. Ker sta molekulska masa in medmolekulska interakcijska sila različnih ogljikovodikov precej različni, ju je mogoče ločiti z molekularno destilacijo.
• Komponente okusa v eteričnem olju: Eterično olje je kompleksna mešanica, pridobljena iz rastlin, ki vsebuje veliko dišavnih spojin, kot sta mentol in evkaliptusovo olje. Te komponente parfuma imajo običajno majhno molekulsko maso in šibko medmolekularno interakcijo, ki je primerna za ločevanje in čiščenje z molekularno destilacijo.

Tehnologija molekularne destilacije se pogosto uporablja za pridobivanje naravnih proizvodov iz živali, kot je rafinirano ribje olje. Ribje olje je vrsta olja, pridobljenega iz mastnih rib. Ribje olje je bogato s cis visoko nenasičenimi maščobnimi kislinami eikozapentaenojsko kislino (EPA) in dokozaheksaenojsko kislino (DHA). Ima učinke zaviranja agregacije trombocitov, zmanjša viskoznost krvi, se upira vnetjem, raku in povečuje imunost. Velja za potencialno naravno zdravilo in funkcionalno živilo. Tradicionalne metode ločevanja vključujejo obarjanje in zamrzovanje vključkov sečnine, stopnja izkoristka pa je nizka.

Uporaba metode obarjanja z vključitvijo sečnine lahko učinkovito odstrani nasičene in nizko nenasičene maščobne kisline iz izdelka in poveča vsebnost DHA in EPA v izdelku, vendar je težko ločiti druge visoko nenasičene maščobne kisline od DHA in EPA. Lahko naredi w(DHA+EPA)<80%. In addition, the product has heavy color, strong fishy smell and high peroxide value. The product needs further decoloration and deodorization, and the recovery rate is only 16%. Because the average free path of impurity fatty acids in the material is similar to EPA and DHA ethyl ester, molekularna destilacijalahko ustvari samo w(EPA+DHA)=72,5%, vendar lahko stopnja izkoristka doseže več kot 70%. Izdelek ima dobro barvo, čist vonj in nizko peroksidno vrednost, mešanico pa lahko razdelimo na izdelke z različnimi vsebnostmi DHA in EPA. Zato je tehnologija molekularne destilacije učinkovita metoda za ločevanje in čiščenje EPA in DHA.