Koja je razlika između destilacije i molekularne destilacije

Destilacija imolekularna destilacijase očito razlikuju u principu, opremi i primjeni.

Princip: Destilacija je tradicionalna tehnologija odvajanja tečnosti, koja se zasniva na razlici tačaka ključanja različitih supstanci. Konkretno, destilacija je metoda razdvajanja različitih komponenti zagrijavanjem tečne mješavine i isparavanjem, a zatim kondenzacijom pare u tekućinu. Destilacija koristi razliku tačaka ključanja za razdvajanje supstanci, tako da je efekat destilacije bolji za mešavine sa velikim tačkama ključanja.

Tehnologija molekularne destilacije je naprednija tehnologija odvajanja tekućine, koja se zasniva na razlici prosječnog slobodnog puta molekularnog kretanja različitih tvari.Molekularna destilacija može raditi na vrlo niskom pritisku, tako da materijal nije lako oksidirati i oštetiti. Osim toga, membrana za destilaciju molekularne destilacije je vrlo tanka, koja ima visoku efikasnost prijenosa topline i može završiti odvajanje tvari u kratkom vremenu. Budući da je molekularna destilacija zasnovana na razlici slobodnih puteva molekularnog kretanja, njome se može postići i efikasno odvajanje za mješavine s malim tačkama ključanja.

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

Aplikacija: Destilacija se uglavnom koristi za odvajanje smjesa s velikim tačkama ključanja, kao što je frakcioniranje nafte. Mašina za molekularnu destilaciju je posebno pogodna za odvajanje supstanci sa visokom tačkom ključanja, osetljivosti na toplotu i lakom oksidacijom, kao što su neka polimerna jedinjenja, aminokiseline i antibiotici.

Tačka ključanja uobičajenih reaktanata

• Voda (H2O), tačka ključanja 100 stepeni: Voda je bitan reaktant u mnogim hemijskim reakcijama. Na primjer, reakcija kiselo-bazne neutralizacije, redoks reakcija i reakcija hidrolize trebaju vodu da bi sudjelovali.
• Etanol (C2H5OH, tačka ključanja 78,5 stepeni): Etanol je organski rastvarač koji se široko koristi u farmaceutskoj, kozmetičkoj i prehrambenoj industriji. Također je reaktant nekih važnih reakcija, kao što su esterifikacija, eterifikacija i kisela kataliza.
• Amonijak (NH3), tačka ključanja-33.3 C: Amonijak je bezbojni plin jakog mirisa, koji ima važnu primjenu u proizvodnji gnojiva, rashladnih sredstava i deterdženata. Takođe je važna sirovina za sintetizaciju drugih jedinjenja, kao što su nitriranje i priprema amonijumovih soli.
• Kiseonik (O2), tačka ključanja-183 C: Kiseonik je visoko aktivan molekularni gas, koji igra važnu ulogu u organskoj sintezi i biološkim procesima. Na primjer, i oksidacijske i redukcijske reakcije zahtijevaju sudjelovanje kisika.
• Natrijum-azid (NaN3), tačka ključanja oko 250 stepeni: Natrijum-azid je važno neorgansko jedinjenje, koje se može koristiti za pripremu drugih jedinjenja, kao što su azidi i amino jedinjenja. Takođe je glavni hemijski eksploziv u vazdušnom pasivnom vazdušnom jastuku.
• Ugljični dioksid (CO2), tačka ključanja-78.5 C: CO2 je plin široko prisutan u prirodi i igra važnu ulogu u biološkim procesima i okolišu. Na primjer, učestvuje u disanju, fotosintezi i acidobaznoj reakciji.

Prosječna slobodna putanja molekularnog kretanja materije odnosi se na prosječnu udaljenost koju molekuli mogu slobodno putovati između sudara u plinu ili tekućini. To je važan parametar za opisivanje interakcije i prijenosa energije između molekula.

Faktori koji utječu na prosječnu slobodnu putanju molekularnog kretanja materije

1. Prečnik molekula: Što je veći molekularni prečnik, veće su šanse za sudar i manji je slobodni put. Naprotiv, molekularni prečnik je mali, a slobodni put je relativno velik.

2. Molekularna koncentracija: sa povećanjem molekularne koncentracije, frekvencija sudara između molekula se povećava i slobodni put je relativno mali.

3. Temperatura: sa porastom temperature, prosječna kinetička energija molekula raste, brzina molekularnog kretanja se povećava, frekvencija sudara molekula se povećava, a slobodni put je relativno mali.

4. Osobine medija: interakcija između molekula u mediju utiče na prosječnu slobodnu putanju molekularnog kretanja. Na primjer, u tekućini sa jakom interakcijom, međumolekularno privlačenje je veliko, a slobodni put je mali.

U procesu odmolekularna destilacija, prosječna slobodna putanja molekularnog kretanja tvari će utjecati na njen efekat odvajanja od smjese. Uopšteno govoreći, tvari sa manjim prosječnim slobodnim putem molekularnog kretanja lakše se odvajaju, jer je njihova međumolekulska interakcija slaba, a prosječni slobodni put molekularnog kretanja velik, pa lakše "pobjegnu" s površine tekućine i uđu u parne faze, a istovremeno se lakše ponovo kondenzuju u kondenzatoru. Stoga se u molekularnoj destilaciji, općenito govoreći, lakše odvajaju tvari male molekularne težine i niske točke ključanja.

Molekuli pogodni za efikasno odvajanje metodom molekularne destilacije

• Alkohol (etanol): Molekularna težina alkohola je mala, međumolekularna interakcija je slaba i lako se ispari iz smjese. Stoga se u procesu pivarstva i proizvodnje alkohola alkohol može izdvojiti iz fermentacijske juhe ili mješavine molekularnom destilacijom.
• Voda i organski rastvarači: Vodu i mnoga organska rastvarača (kao što su eter, toluen, itd.) često je potrebno odvojiti. Budući da je međumolekularna interakcija vode velika, prosječna slobodna putanja molekularnog kretanja je mala, dok je međumolekularna interakcija organskih rastvarača slaba i prosječna slobodna putanja molekularnog kretanja je velika. Stoga je veća vjerovatnoća da će u procesu molekularne destilacije organski rastvarači ispariti do gornjeg dijela kondenzatora i tako se odvojiti.
• Ugljovodonici u nafti: Nafta je složena mešavina, koja sadrži mnoga jedinjenja ugljovodonika sa različitim dužinama ugljeničnog lanca, kao što su metan, etan i propan. Budući da su molekulska težina i sila međumolekulske interakcije različitih ugljikovodika prilično različite, mogu se razdvojiti molekularnom destilacijom.
• Komponente okusa u eteričnom ulju: Eterično ulje je složena mješavina ekstrahirana iz biljaka, koja sadrži mnoga mirisna jedinjenja, kao što su mentol i ulje eukaliptusa. Ove komponente parfema obično imaju malu molekularnu težinu i slabu međumolekularnu interakciju, koje su pogodne za odvajanje i prečišćavanje molekularnom destilacijom.

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

Korištenjem metode precipitacije inkluzije uree može se efikasno ukloniti zasićene i nisko 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 i preko 70%. Proizvod ima dobru boju, čist miris i nisku peroksidnu vrijednost, a smjesa se može podijeliti na proizvode sa različitim sadržajem DHA i EPA. Stoga je tehnologija molekularne destilacije efikasna metoda za odvajanje i prečišćavanje EPA i DHA.