Koja je razlika između destilacije i molekularne destilacije

Destilacija imolekularna destilacijaočito se razlikuju u principu, opremi i primjeni.

Načelo: Destilacija je tradicionalna tehnologija odvajanja tekućina koja se temelji na razlici vrelišta različitih tvari. Konkretno, destilacija je metoda odvajanja različitih komponenti zagrijavanjem tekuće smjese i njezinim isparavanjem, a zatim kondenzacijom pare u tekućinu. Destilacija koristi razliku vrelišta za razdvajanje tvari, tako da je učinak destilacije bolji za smjese s visokim vrelištem.

Tehnologija molekularne destilacije je naprednija tehnologija odvajanja tekućina, koja se temelji na razlici prosječnog slobodnog puta molekularnog gibanja različitih tvari.Molekularna destilacija može raditi pri vrlo niskom tlaku, tako da materijal nije lako oksidirati i oštetiti. Osim toga, destilacijska membrana molekularne destilacije je vrlo tanka, koja ima visoku učinkovitost prijenosa topline i može dovršiti odvajanje tvari u kratkom vremenu. Budući da se molekularna destilacija temelji na razlici slobodnih staza molekularnog gibanja, njome se također može postići učinkovito odvajanje za smjese s niskim vrelištem.

Komponente opreme: Oprema za destilaciju relativno je jednostavne strukture i uglavnom se sastoji od komore za grijanje i komore za isparavanje. Struktura opreme sustava molekularne destilacije je složena, a sastoji se od grijaće ploče, isparivača, kondenzatora, vakuumske pumpe i tako dalje.

Primjena: Destilacija se uglavnom koristi za odvajanje smjesa s visokim vrelištem, kao što je frakcioniranje nafte. Stroj za molekularnu destilaciju posebno je prikladan za odvajanje tvari s visokim vrelištem, toplinskom osjetljivošću i lakom oksidacijom, kao što su neki polimerni spojevi, aminokiseline i antibiotici.

Vrelište uobičajenih reaktanata

• Voda (H2O), vrelište 100 stupnjeva: Voda je bitan reaktant u mnogim kemijskim reakcijama. Na primjer, reakcija kiselo-bazne neutralizacije, redoks reakcija i reakcija hidrolize trebaju vodu za sudjelovanje.
• Etanol (C2H5OH, vrelište 78,5 stupnjeva): Etanol je organsko otapalo koje se široko koristi u farmaceutskoj, kozmetičkoj i prehrambenoj industriji. Također je reaktant u nekim važnim reakcijama, kao što su esterifikacija, eterifikacija i kisela kataliza.
• Amonijak (NH3), vrelište-33.3 C: Amonijak je bezbojni plin jakog mirisa, koji ima važnu primjenu u proizvodnji gnojiva, rashladnih sredstava i deterdženata. Također je važna sirovina za sintezu drugih spojeva, kao što je nitracija i priprema amonijevih soli.
• Kisik (O2), vrelište-183 C: Kisik je vrlo aktivan molekularni plin koji ima važnu ulogu u organskoj sintezi i biološkim procesima. Na primjer, i reakcije oksidacije i redukcije zahtijevaju sudjelovanje kisika.
• Natrijev azid (NaN3), vrelište oko 250 stupnjeva: Natrijev azid je važan anorganski spoj, koji se može koristiti za pripremu drugih spojeva, kao što su azid i amino spojevi. Također je glavni kemijski eksploziv u zračnom pasivnom zračnom jastuku.
• Ugljični dioksid (CO2), vrelište-78.5 C: CO2 je plin široko rasprostranjen u prirodi i igra važnu ulogu u biološkim procesima i okolišu. Na primjer, sudjeluje u disanju, fotosintezi i acidobaznoj reakciji.

Prosječni slobodni put molekularnog gibanja materije odnosi se na prosječnu udaljenost koju molekule mogu slobodno prijeći između sudara u plinu ili tekućini. To je važan parametar za opisivanje interakcije i prijenosa energije između molekula.

Čimbenici koji utječu na prosječni slobodni put molekularnog gibanja tvari

1. Molekularni promjer: Što je veći molekularni promjer, veće su šanse sudara i manji je slobodni put. Naprotiv, promjer molekule je malen, a slobodni put relativno velik.

2. Molekulska koncentracija: s porastom molekularne koncentracije povećava se učestalost sudara među molekulama, a slobodni put je relativno mali.

3. Temperatura: s porastom temperature raste prosječna kinetička energija molekula, povećava se brzina gibanja molekula, povećava se učestalost sudara molekula, a slobodni put je relativno mali.

4. Svojstva medija: međudjelovanje između molekula u mediju utječe na prosječni slobodni put gibanja molekula. Na primjer, u tekućini s jakom interakcijom međumolekulsko privlačenje je veliko, a slobodni put mali.

U procesumolekularna destilacija, prosječni slobodni put molekularnog gibanja tvari utjecat će na njezin učinak odvajanja od smjese. Općenito govoreći, tvari s manjim prosječnim slobodnim putem molekularnog gibanja lakše se odvajaju, jer je njihova međumolekularna interakcija slaba, a prosječni slobodni put molekularnog gibanja velik, pa lakše "pobjegnu" s površine tekućine i uđu u parnu fazu, a ujedno se lakše ponovno kondenziraju u kondenzatoru. Stoga se u molekularnoj destilaciji, općenito govoreći, lakše odvajaju tvari niske molekularne težine i niskog vrelišta.

Molekule pogodne za učinkovito odvajanje metodom molekularne destilacije

• Alkohol (etanol): Molekularna težina alkohola je mala, međumolekulska interakcija je slaba i lako ispari iz smjese. Stoga se u procesu proizvodnje piva i alkohola alkohol može odvojiti od fermentacijske juhe ili smjese molekularnom destilacijom.
• Voda i organska otapala: vodu i mnoga organska otapala (kao što su eter, toluen, itd.) često je potrebno odvojiti. Budući da je međumolekularna interakcija vode velika, prosječni slobodni put molekularnog gibanja je mali, dok je međumolekulska interakcija organskih otapala slaba, a prosječni slobodni put molekularnog gibanja velik. Stoga je veća vjerojatnost da će u procesu molekularne destilacije organska otapala ispariti u gornji dio kondenzatora i tako se odvojiti.
• Ugljikovodici u nafti: nafta je složena smjesa koja sadrži mnogo ugljikovodičnih spojeva s različitim duljinama ugljikovih lanaca, kao što su metan, etan i propan. Budući da su molekularna težina i međumolekulska interakcijska sila različitih ugljikovodika prilično različite, mogu se odvojiti molekularnom destilacijom.
• Komponente okusa u eteričnom ulju: Eterično ulje je složena mješavina ekstrahirana iz biljaka, koja sadrži mnoge mirisne spojeve, kao što su mentol i ulje eukaliptusa. Ove komponente parfema obično imaju malu molekularnu težinu i slabu međumolekularnu interakciju, koje su prikladne za odvajanje i pročišćavanje molekularnom destilacijom.

Tehnologija molekularne destilacije naširoko se koristi za ekstrakciju prirodnih proizvoda iz životinja, kao što je rafinirano riblje ulje. Riblje ulje je vrsta ulja dobivena iz masne ribe. Riblje ulje je bogato cis visoko nezasićenim masnim kiselinama eikozapentaenskom kiselinom (EPA) i dokozaheksaenskom kiselinom (DHA). Ima učinke inhibicije agregacije trombocita, smanjenja viskoznosti krvi, otpornosti na upalu, rak i jačanja imuniteta. Smatra se potencijalnim prirodnim lijekom i funkcionalnom hranom. Tradicionalne metode odvajanja uključuju taloženje inkluzije uree i zamrzavanje, a stopa oporavka je niska.

Korištenje metode taloženja inkluzije uree može učinkovito ukloniti zasićene i niske nezasićene masne kiseline iz proizvoda i povećati sadržaj DHA i EPA u proizvodu, ali je teško odvojiti druge visoko nezasićene masne kiseline od DHA i EPA. Može napraviti 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 destilacijamože napraviti samo w(EPA+DHA)=72.5%, ali stopa oporavka može doseći više od 70%. Proizvod ima dobru boju, čisti miris i nisku vrijednost peroksida, a smjesu je moguće podijeliti na proizvode s različitim sadržajem DHA i EPA. Stoga je tehnologija molekularne destilacije učinkovita metoda za odvajanje i pročišćavanje EPA i DHA.