Jaký je rozdíl mezi destilací a molekulární destilací

Destilace amolekulární destilacese samozřejmě liší principem, vybavením a aplikací.

Zásada: Destilace je tradiční technologie separace kapalin, která je založena na rozdílu teplot varu různých látek. Konkrétně destilace je metoda oddělování různých složek zahříváním kapalné směsi a jejím odpařováním a poté kondenzací páry na kapalinu. Destilace využívá rozdílu bodů varu k oddělení látek, takže destilační efekt je lepší u směsí s velkými body varu.

Technologie molekulární destilace je pokročilejší technologie separace kapalin, která je založena na rozdílu průměrné volné dráhy molekulárního pohybu různých látek.Molekulární destilace lze provozovat při velmi nízkém tlaku, takže není snadné zoxidovat a poškodit materiál. Destilační membrána molekulární destilace je navíc velmi tenká, která má vysokou účinnost přenosu tepla a dokáže dokončit separaci látek v krátké době. Vzhledem k tomu, že molekulární destilace je založena na rozdílu volných drah molekulárního pohybu, může dosáhnout účinné separace i u směsí s malými body varu.

Součásti zařízení: Destilační zařízení má relativně jednoduchou konstrukci a skládá se hlavně z ohřívací komory a odpařovací komory. Struktura zařízení systému molekulární destilace je složitá, která se skládá z topné desky, výparníku, kondenzátoru, vývěvy a tak dále.

aplikace: Destilace se používá hlavně k oddělení směsí s vysokými body varu, jako je frakcionace ropy. Molekulární destilační stroj je vhodný zejména pro separaci látek s vysokým bodem varu, citlivostí na teplo a snadnou oxidací, jako jsou některé polymerní sloučeniny, aminokyseliny a antibiotika.

Bod varu běžných reaktantů

• Voda (H2O), bod varu 100 stupňů: Voda je základní reaktant v mnoha chemických reakcích. Například acidobazická neutralizační reakce, redoxní reakce a hydrolytická reakce potřebují k účasti vodu.
• Ethanol (C2H5OH, bod varu 78,5 stupně): Etanol je organické rozpouštědlo široce používané ve farmaceutickém, kosmetickém a potravinářském průmyslu. Je také reaktantem některých důležitých reakcí, jako je esterifikace, etherifikace a kyselá katalýza.
• Amoniak (NH3), bod varu-33.3 C: Amoniak je bezbarvý plyn se silným zápachem, který má důležité aplikace při výrobě hnojiv, chladiv a detergentů. Je také důležitou surovinou pro syntézu dalších sloučenin, jako je nitrace a příprava amonných solí.
• Kyslík (O2), bod varu-183 C: Kyslík je vysoce aktivní molekulární plyn, který hraje důležitou roli v organické syntéze a biologických procesech. Například jak oxidační, tak redukční reakce vyžadují účast kyslíku.
• Azid sodný (NaN3), bod varu asi 250 stupňů: Azid sodný je důležitá anorganická sloučenina, kterou lze použít k přípravě dalších sloučenin, jako jsou azidy a aminosloučeniny. Je to také hlavní chemická výbušnina ve vzduchových pasivních airbagech.
• Oxid uhličitý (CO2), bod varu-78.5 C: CO2 je plyn široce se vyskytující v přírodě a hraje důležitou roli v biologických procesech a životním prostředí. Podílí se například na dýchání, fotosyntéze a acidobazické reakci.

Průměrná volná dráha molekulárního pohybu hmoty se vztahuje k průměrné vzdálenosti, kterou mohou molekuly volně cestovat mezi srážkami v plynu nebo kapalině. Je to důležitý parametr pro popis interakce a přenosu energie mezi molekulami.

Faktory ovlivňující průměrnou volnou dráhu molekulárního pohybu hmoty

1. Molekulární průměr: Čím větší je průměr molekuly, tím větší je pravděpodobnost kolize a tím menší je volná dráha. Naopak průměr molekuly je malý a volná dráha poměrně velká.

2. Molekulární koncentrace: s nárůstem molekulové koncentrace se zvyšuje frekvence srážek mezi molekulami a volná dráha je relativně malá.

3. Teplota: s nárůstem teploty se zvyšuje průměrná kinetická energie molekul, zvyšuje se rychlost pohybu molekul, zvyšuje se srážková frekvence molekul a volná dráha je relativně malá.

4. Vlastnosti média: interakce mezi molekulami v médiu má vliv na průměrnou volnou dráhu pohybu molekul. Například v kapalině se silnou interakcí je mezimolekulární přitažlivost velká a volná dráha je malá.

V procesumolekulární destilacePrůměrná volná dráha molekulárního pohybu látky ovlivní její separační účinek od směsi. Obecně řečeno, látky s menší průměrnou volnou dráhou molekulárního pohybu se snáze oddělují, protože jejich mezimolekulární interakce je slabá a průměrná volná dráha molekulárního pohybu je velká, takže snáze „uniknou“ z povrchu kapaliny a vstoupí do parní fázi a zároveň se snáze znovu kondenzují v kondenzátoru. Proto se obecně při molekulární destilaci snáze oddělují látky s nízkou molekulovou hmotností a nízkým bodem varu.

Molekuly vhodné pro účinnou separaci metodou molekulární destilace

• Alkohol (ethanol): Molekulová hmotnost alkoholu je malá, mezimolekulární interakce je slabá a ze směsi se snadno odpařuje. Proto lze v procesu vaření piva a výroby alkoholu oddělit alkohol z fermentačního bujónu nebo směsi molekulární destilací.
• Voda a organická rozpouštědla: Voda a mnoho organických rozpouštědel (jako je ether, toluen atd.) je často nutné oddělit. Protože mezimolekulární interakce vody je velká, průměrná volná dráha pohybu molekul je malá, zatímco mezimolekulární interakce organických rozpouštědel je slabá a průměrná volná dráha pohybu molekul je velká. Proto je v procesu molekulární destilace pravděpodobnější, že se organická rozpouštědla odpaří do horní části kondenzátoru a tím se oddělí.
• Uhlovodíky v ropě: Ropa je složitá směs, která obsahuje mnoho uhlovodíkových sloučenin s různou délkou uhlíkového řetězce, jako je metan, ethan a propan. Protože molekulová hmotnost a intermolekulární interakční síla různých uhlovodíků jsou zcela odlišné, lze je oddělit molekulární destilací.
• Chuťové složky v esenciálním oleji: Esenciální olej je komplexní směs extrahovaná z rostlin, která obsahuje mnoho vonných sloučenin, jako je mentol a eukalyptový olej. Tyto parfémové složky mají obvykle malou molekulovou hmotnost a slabou mezimolekulární interakci, které jsou vhodné pro separaci a čištění molekulární destilací.

Technologie molekulární destilace se široce používá k extrakci přírodních produktů ze zvířat, jako je rafinovaný rybí olej. Rybí olej je druh oleje extrahovaný z tučných ryb. Rybí olej je bohatý na cis vysoce nenasycené mastné kyseliny, kyselinu eikosapentaenovou (EPA) a kyselinu dokosahexaenovou (DHA). Má účinky inhibice agregace krevních destiček, snížení viskozity krve, odolnosti proti zánětu, rakovině a posílení imunity. Je považován za potenciální přírodní lék a funkční potravinu. Tradiční separační metody zahrnují srážení a zmrazování močovinových inkluzí a míra regenerace je nízká.

Použití metody srážení inkluzí močoviny může účinně odstranit nasycené a málo nenasycené mastné kyseliny z produktu a zvýšit obsah DHA a EPA v produktu, ale je obtížné oddělit jiné vysoce nenasycené mastné kyseliny z DHA a EPA. Může vyrobit 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, molekulární destilacemůže vytvořit pouze w(EPA+DHA)=72,5 %, ale míra obnovy může dosáhnout více než 70 %. Produkt má dobrou barvu, čistou vůni a nízké peroxidové číslo a směs lze rozdělit na produkty s různým obsahem DHA a EPA. Proto je technologie molekulární destilace účinnou metodou pro separaci a čištění EPA a DHA.