Kāda ir atšķirība starp destilāciju un molekulāro destilāciju

Destilācija unmolekulārā destilācijaacīmredzami atšķiras pēc principa, aprīkojuma un pielietojuma.

Princips: Destilācija ir tradicionāla šķidruma atdalīšanas tehnoloģija, kuras pamatā ir dažādu vielu viršanas punktu atšķirības. Konkrēti, destilācija ir dažādu komponentu atdalīšanas metode, karsējot šķidru maisījumu un to iztvaicējot, un pēc tam kondensējot tvaikus šķidrumā. Destilācijā vielu atdalīšanai izmanto viršanas punktu atšķirību, tāpēc destilācijas efekts ir labāks maisījumiem ar augstu viršanas temperatūru.

Molekulārās destilācijas tehnoloģija ir progresīvāka šķidruma atdalīšanas tehnoloģija, kuras pamatā ir dažādu vielu molekulārās kustības vidējā brīvā ceļa atšķirība.Molekulārā destilācija var darbināt ar ļoti zemu spiedienu, tāpēc materiāls nav viegli oksidējams un sabojājams. Turklāt molekulārās destilācijas destilācijas membrāna ir ļoti plāna, kurai ir augsta siltuma pārneses efektivitāte un kas var pabeigt vielu atdalīšanu īsā laikā. Tā kā molekulārās destilācijas pamatā ir molekulārās kustības brīvo ceļu atšķirība, tā var arī panākt efektīvu atdalīšanu maisījumiem ar mazu viršanas temperatūru.

Iekārtas sastāvdaļas: Destilācijas iekārtai ir salīdzinoši vienkārša uzbūve un galvenokārt sastāv no sildīšanas kameras un iztvaicēšanas kameras. Molekulārās destilācijas sistēmas iekārtas struktūra ir sarežģīta, kas sastāv no sildīšanas plāksnes, iztvaicētāja, kondensatora, vakuuma sūkņa un tā tālāk.

Pieteikums: Destilāciju galvenokārt izmanto, lai atdalītu maisījumus ar augstu viršanas temperatūru, piemēram, naftas frakcionēšanai. Molekulārās destilācijas iekārta ir īpaši piemērota tādu vielu atdalīšanai, kurām ir augsta viršanas temperatūra, siltuma jutība un viegla oksidēšanās, piemēram, daži polimēru savienojumi, aminoskābes un antibiotikas.

Parasto reaģentu viršanas temperatūra

• Ūdens (H2O), viršanas temperatūra 100 grādi: Ūdens ir būtisks reaģents daudzās ķīmiskās reakcijās. Piemēram, skābju-bāzes neitralizācijas reakcijai, redoksreakcijai un hidrolīzes reakcijai ir nepieciešams ūdens.
• Etanols (C2H5OH, viršanas temperatūra 78,5 grādi): Etanols ir organisks šķīdinātājs, ko plaši izmanto farmācijas, kosmētikas un pārtikas rūpniecībā. Tas ir arī dažu svarīgu reakciju, piemēram, esterifikācijas, ēterifikācijas un skābes katalīzes, reaģents.
• Amonjaks (NH3), viršanas temperatūra -33.3 C: amonjaks ir bezkrāsaina gāze ar spēcīgu smaku, ko var izmantot mēslošanas līdzekļu, aukstumnesēju un mazgāšanas līdzekļu ražošanā. Tā ir arī svarīga izejviela citu savienojumu sintezēšanai, piemēram, nitrēšanai un amonija sāļu sagatavošanai.
• Skābeklis (O2), viršanas temperatūra-183 C: Skābeklis ir ļoti aktīva molekulāra gāze, kurai ir svarīga loma organiskajā sintēzē un bioloģiskajos procesos. Piemēram, gan oksidācijas, gan reducēšanas reakcijās ir nepieciešama skābekļa līdzdalība.
• Nātrija azīds (NaN3), viršanas temperatūra aptuveni 250 grādi: Nātrija azīds ir svarīgs neorganisks savienojums, ko var izmantot citu savienojumu, piemēram, azīda un aminosavienojumu, pagatavošanai. Tā ir arī galvenā ķīmiskā sprāgstviela gaisa pasīvajā gaisa spilvenā.
• Oglekļa dioksīds (CO2), viršanas temperatūra -78.5 C: CO2 ir dabā plaši sastopama gāze, un tai ir svarīga loma bioloģiskajos procesos un vidē. Piemēram, tas piedalās elpošanā, fotosintēzē un skābju-bāzes reakcijā.

Vielas molekulārās kustības vidējais brīvais ceļš attiecas uz vidējo attālumu, kādu molekulas var brīvi pārvietoties starp gāzes vai šķidruma sadursmēm. Tas ir svarīgs parametrs, lai aprakstītu mijiedarbību un enerģijas pārnesi starp molekulām.

Faktori, kas ietekmē vielas molekulārās kustības vidējo brīvo ceļu

1. Molekulārais diametrs: jo lielāks ir molekulārais diametrs, jo lielāka ir sadursmes iespēja un mazāks brīvais ceļš. Gluži pretēji, molekulārais diametrs ir mazs un brīvais ceļš ir salīdzinoši liels.

2. Molekulārā koncentrācija: palielinoties molekulārajai koncentrācijai, palielinās sadursmes biežums starp molekulām un brīvais ceļš ir salīdzinoši mazs.

3. Temperatūra: paaugstinoties temperatūrai, palielinās molekulu vidējā kinētiskā enerģija, palielinās molekulu kustības ātrums, palielinās molekulu sadursmes biežums, un brīvais ceļš ir salīdzinoši mazs.

4. Vides īpašības: mijiedarbība starp molekulām vidē ietekmē vidējo brīvo molekulu kustības ceļu. Piemēram, šķidrumā ar spēcīgu mijiedarbību starpmolekulārā pievilcība ir liela un brīvais ceļš ir mazs.

Šajā procesāmolekulārā destilācija, vielas vidējais brīvais molekulārās kustības ceļš ietekmēs tās atdalīšanas efektu no maisījuma. Vispārīgi runājot, vielas ar mazāku vidējo brīvo molekulārās kustības ceļu ir vieglāk atdalāmas, jo to starpmolekulārā mijiedarbība ir vāja un vidējais molekulu kustības brīvais ceļš ir liels, līdz ar to tām ir vieglāk "aizbēgt" no šķidruma virsmas un iekļūt tvaika fāze, un tajā pašā laikā tos ir vieglāk atkārtoti kondensēt kondensatorā. Tāpēc molekulārajā destilācijā, vispārīgi runājot, vielas ar zemu molekulmasu un zemu viršanas temperatūru ir vieglāk atdalīt.

Molekulas, kas piemērotas efektīvai atdalīšanai ar molekulārās destilācijas metodi

• Alkohols (etanols): spirta molekulmasa ir maza, starpmolekulārā mijiedarbība ir vāja, un to ir viegli iztvaikot no maisījuma. Tāpēc alus darīšanas un spirta ražošanas procesā spirtu var atdalīt no fermentācijas buljona vai maisījuma ar molekulāro destilāciju.
• Ūdens un organiskie šķīdinātāji: ūdens un daudzi organiskie šķīdinātāji (piemēram, ēteris, toluols utt.) bieži ir jāatdala. Tā kā ūdens starpmolekulārā mijiedarbība ir liela, vidējais brīvais molekulu kustības ceļš ir mazs, savukārt organisko šķīdinātāju starpmolekulārā mijiedarbība ir vāja un vidējais brīvais molekulu kustības ceļš ir liels. Tāpēc molekulārās destilācijas procesā organiskie šķīdinātāji, visticamāk, iztvaiko uz kondensatora augšējo daļu un tādējādi tiek atdalīti.
• Ogļūdeņraži naftā: Nafta ir sarežģīts maisījums, kas satur daudz ogļūdeņražu savienojumu ar dažādu oglekļa ķēdes garumu, piemēram, metānu, etānu un propānu. Tā kā dažādu ogļūdeņražu molekulmasa un starpmolekulārās mijiedarbības spēks ir diezgan atšķirīgi, tos var atdalīt ar molekulāro destilāciju.
• Garšas sastāvdaļas ēteriskajā eļļā: Ēteriskā eļļa ir komplekss maisījums, kas iegūts no augiem, kas satur daudzus smaržīgus savienojumus, piemēram, mentolu un eikalipta eļļu. Šīm smaržu sastāvdaļām parasti ir maza molekulmasa un vāja starpmolekulārā mijiedarbība, kas ir piemērotas atdalīšanai un attīrīšanai ar molekulāro destilāciju.

Molekulārās destilācijas tehnoloģija tiek plaši izmantota, lai no dzīvniekiem iegūtu dabiskus produktus, piemēram, rafinētu zivju eļļu. Zivju eļļa ir sava veida eļļa, ko iegūst no treknām zivīm. Zivju eļļa ir bagāta ar cis ļoti nepiesātinātajām taukskābēm eikozapentaēnskābe (EPA) un dokozaheksaēnskābe (DHA). Tas kavē trombocītu agregāciju, samazina asins viskozitāti, novērš iekaisumu, vēzi un uzlabo imunitāti. To uzskata par potenciālu dabisko medikamentu un funkcionālu pārtiku. Tradicionālās atdalīšanas metodes ietver urīnvielas iekļaušanas nogulsnēšanu un sasaldēšanu, un reģenerācijas ātrums ir zems.

Izmantojot urīnvielas iekļaušanas izgulsnēšanas metodi, no produkta var efektīvi izvadīt piesātinātās un zemas nepiesātinātās taukskābes un palielināt DHA un EPA saturu produktā, bet citas ļoti nepiesātinātās taukskābes ir grūti atdalīt no DHA un EPA. Var ražot 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, molekulārā destilācijavar veidot tikai w(EPA+DHA)=72,5%, bet atgūšanas līmenis var sasniegt vairāk nekā 70%. Produktam ir laba krāsa, tīra smarža un zema peroksīda vērtība, un maisījumu var iedalīt produktos ar dažādu DHA un EPA saturu. Tāpēc molekulārās destilācijas tehnoloģija ir efektīva metode EPA un DHA atdalīšanai un attīrīšanai.