Каква е разликата между дестилацията и молекулярната дестилация

Дестилация имолекулярна дестилацияочевидно са различни по принцип, оборудване и приложение.

Принцип: Дестилацията е традиционна технология за разделяне на течности, която се основава на разликата в точките на кипене на различните вещества. По-конкретно, дестилацията е метод за разделяне на различни компоненти чрез нагряване на течна смес и нейното изпаряване и след това кондензиране на парата в течност. Дестилацията използва разликата в точките на кипене за разделяне на веществата, така че дестилационният ефект е по-добър за смеси с високи точки на кипене.

Технологията за молекулярна дестилация е по-напреднала технология за разделяне на течности, която се основава на разликата в средния свободен път на молекулярното движение на различни вещества.Молекулярна дестилация може да се работи при много ниско налягане, така че материалът не може лесно да се окисли и повреди. В допълнение, дестилационната мембрана на молекулярната дестилация е много тънка, която има висока ефективност на пренос на топлина и може да завърши разделянето на веществата за кратко време. Тъй като молекулярната дестилация се основава на разликата в свободните пътища на молекулярното движение, тя може също да постигне ефективно разделяне за смеси с ниски точки на кипене.

Компоненти на оборудването: Оборудването за дестилация е сравнително просто по структура и се състои главно от нагревателна камера и изпарителна камера. Структурата на оборудването на системата за молекулярна дестилация е сложна, която се състои от нагревателна плоча, изпарител, кондензатор, вакуумна помпа и т.н.

Приложение: Дестилацията се използва главно за разделяне на смеси с високи точки на кипене, като фракциониране на нефт. Машината за молекулярна дестилация е особено подходяща за разделяне на вещества с висока точка на кипене, чувствителност към топлина и лесно окисление, като някои полимерни съединения, аминокиселини и антибиотици.

Точка на кипене на обичайните реагенти

• Вода (H2O), точка на кипене 100 градуса: Водата е основен реагент в много химични реакции. Например реакцията на киселинно-алкална неутрализация, редокс реакцията и реакцията на хидролиза се нуждаят от вода, за да участват.
• Етанол (C2H5OH, точка на кипене 78,5 градуса): Етанолът е органичен разтворител, широко използван във фармацевтичната, козметичната и хранително-вкусовата промишленост. Той също така е реагент на някои важни реакции, като естерификация, етерификация и киселинна катализа.
• Амоняк (NH3), точка на кипене-33.3 C: Амонякът е безцветен газ със силна миризма, който има важни приложения в производството на торове, хладилни агенти и детергенти. Също така е важна суровина за синтезиране на други съединения, като нитриране и получаване на амониеви соли.
• Кислород (O2), точка на кипене-183 C: Кислородът е силно активен молекулен газ, който играе важна роля в органичния синтез и биологичните процеси. Например както реакциите на окисление, така и на редукция изискват участието на кислород.
• Натриев азид (NaN3), точка на кипене около 250 градуса: Натриевият азид е важно неорганично съединение, което може да се използва за получаване на други съединения, като азид и амино съединения. Това е и основният химически експлозив във въздушната пасивна въздушна възглавница.
• Въглероден диоксид (CO2), точка на кипене-78.5 C: CO2 е широко разпространен газ в природата и играе важна роля в биологичните процеси и околната среда. Например, той участва в дишането, фотосинтезата и киселинно-алкалната реакция.

Средният свободен път на молекулярно движение на материята се отнася до средното разстояние, което молекулите могат да изминат свободно между сблъсъци в газ или течност. Това е важен параметър за описание на взаимодействието и трансфера на енергия между молекулите.

Фактори, влияещи върху средния свободен път на молекулярното движение на материята

1. Диаметър на молекулата: Колкото по-голям е диаметърът на молекулата, толкова повече са шансовете за сблъсък и по-малък е свободният път. Напротив, диаметърът на молекулата е малък и свободният път е относително голям.

2. Молекулна концентрация: с увеличаването на молекулната концентрация честотата на сблъсък между молекулите се увеличава и свободният път е сравнително малък.

3. Температура: с повишаването на температурата средната кинетична енергия на молекулите се увеличава, скоростта на молекулярното движение се увеличава, честотата на сблъсък на молекулите се увеличава и свободният път е сравнително малък.

4. Свойства на средата: взаимодействието между молекулите в средата оказва влияние върху средния свободен път на движение на молекулите. Например в течност със силно взаимодействие междумолекулното привличане е голямо и свободният път е малък.

В процес намолекулярна дестилация, средният свободен път на молекулярно движение на вещество ще повлияе на неговия ефект на отделяне от сместа. Най-общо казано, веществата с по-малък среден свободен път на молекулярно движение се разделят по-лесно, тъй като тяхното междумолекулно взаимодействие е слабо и средният свободен път на молекулярно движение е голям, така че те по-лесно „избягат“ от повърхността на течността и навлизат в парна фаза и в същото време те по-лесно се кондензират повторно в кондензатора. Следователно при молекулярната дестилация, най-общо казано, веществата с ниско молекулно тегло и ниска точка на кипене се разделят по-лесно.

Молекули, подходящи за ефективно разделяне чрез метод на молекулярна дестилация

• Алкохол (етанол): Молекулното тегло на алкохола е малко, междумолекулното взаимодействие е слабо и лесно се изпарява от сместа. Следователно, в процеса на варене и производство на алкохол, алкохолът може да бъде отделен от ферментационния бульон или смес чрез молекулярна дестилация.
• Вода и органични разтворители: Водата и много органични разтворители (като етер, толуен и др.) често трябва да бъдат разделени. Тъй като междумолекулното взаимодействие на водата е голямо, средният свободен път на молекулярното движение е малък, докато междумолекулното взаимодействие на органичните разтворители е слабо и средният свободен път на молекулярното движение е голям. Следователно, в процеса на молекулярна дестилация е по-вероятно органичните разтворители да се изпарят в горната част на кондензатора и по този начин да бъдат отделени.
• Въглеводороди в петрола: Петролът е сложна смес, която съдържа много въглеводородни съединения с различна дължина на въглеродната верига, като метан, етан и пропан. Тъй като молекулното тегло и силата на междумолекулно взаимодействие на различните въглеводороди са доста различни, те могат да бъдат разделени чрез молекулярна дестилация.
• Вкусови компоненти в етеричното масло: Етеричното масло е сложна смес, извлечена от растения, която съдържа много ароматни съединения, като ментол и евкалиптово масло. Тези парфюмни компоненти обикновено имат малко молекулно тегло и слабо междумолекулно взаимодействие, които са подходящи за разделяне и пречистване чрез молекулярна дестилация.

Технологията на молекулярна дестилация се използва широко за извличане на естествени продукти от животни, като например рафинирано рибено масло. Рибеното масло е вид масло, извлечено от тлъста риба. Рибеното масло е богато на цис силно ненаситени мастни киселини ейкозапентаенова киселина (EPA) и докозахексаенова киселина (DHA). Той има ефект на инхибиране на агрегацията на тромбоцитите, намаляване на вискозитета на кръвта, устойчивост на възпаление, рак и повишаване на имунитета. Счита се за потенциално естествено лекарство и функционална храна. Традиционните методи за разделяне включват утаяване и замразяване с включване на карбамид, а степента на възстановяване е ниска.

Използването на метода за утаяване с включване на урея може ефективно да премахне наситените и ниско ненаситените мастни киселини от продукта и да увеличи съдържанието на DHA и EPA в продукта, но е трудно да се отделят други силно ненаситени мастни киселини от DHA и EPA. Може да направи 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, молекулярна дестилацияможе да направи само w(EPA+DHA)=72.5%, но степента на възстановяване може да достигне над 70%. Продуктът има добър цвят, чиста миризма и ниско пероксидно число и сместа може да бъде разделена на продукти с различно съдържание на DHA и EPA. Следователно технологията за молекулярна дестилация е ефективен метод за разделяне и пречистване на EPA и DHA.