В чем разница между дистилляцией и молекулярной дистилляцией

Дистилляция имолекулярная дистилляцияочевидно, разные по принципу, оснащению и применению.

Принцип: Дистилляция – традиционная технология разделения жидкостей, основанная на разнице температур кипения разных веществ. В частности, дистилляция — это метод разделения различных компонентов путем нагрева жидкой смеси и ее испарения, а затем конденсации пара в жидкость. Дистилляция использует разницу температур кипения для разделения веществ, поэтому эффект дистилляции лучше для смесей с большими температурами кипения.

Технология молекулярной дистилляции — это более совершенная технология разделения жидкостей, основанная на различии среднего свободного пробега молекулярного движения различных веществ.Молекулярная дистилляция может работать при очень низком давлении, поэтому материал нелегко окислить и повредить. Кроме того, дистилляционная мембрана молекулярной дистилляции очень тонкая, имеет высокую эффективность теплопередачи и может завершить разделение веществ за короткое время. Поскольку молекулярная дистилляция основана на различии свободных пробегов молекул, с ее помощью также можно добиться эффективного разделения смесей с низкими температурами кипения.

Компоненты оборудования: Дистилляционное оборудование относительно просто по конструкции и в основном состоит из нагревательной камеры и испарительной камеры. Структура оборудования системы молекулярной дистилляции сложна и состоит из нагревательной пластины, испарителя, конденсатора, вакуумного насоса и так далее.

Приложение: Дистилляция в основном используется для разделения смесей с высокими температурами кипения, например, при фракционировании нефти. Машина для молекулярной дистилляции особенно подходит для разделения веществ с высокой температурой кипения, термочувствительностью и легким окислением, таких как некоторые полимерные соединения, аминокислоты и антибиотики.

Температура кипения обычных реагентов

• Вода (H2O), температура кипения 100 градусов: Вода является важным реагентом во многих химических реакциях. Например, для участия в реакции кислотно-основной нейтрализации, окислительно-восстановительной реакции и реакции гидролиза требуется вода.
• Этанол (C2H5OH, температура кипения 78,5 градусов): Этанол является органическим растворителем, широко используемым в фармацевтической, косметической и пищевой промышленности. Он также является реагентом некоторых важных реакций, таких как этерификация, этерификация и кислотный катализ.
• Аммиак (NH3), температура кипения-33.3 C: Аммиак — бесцветный газ с сильным запахом, который находит важное применение в производстве удобрений, хладагентов и моющих средств. Это также важное сырье для синтеза других соединений, таких как нитрование и получение солей аммония.
• Кислород (O2), температура кипения-183 C: Кислород — высокоактивный молекулярный газ, играющий важную роль в органическом синтезе и биологических процессах. Например, как реакции окисления, так и восстановления требуют участия кислорода.
• Азид натрия (NaN3), температура кипения около 250 градусов: Азид натрия является важным неорганическим соединением, которое можно использовать для получения других соединений, таких как азиды и аминосоединения. Это также основное химическое взрывчатое вещество в воздушной пассивной подушке безопасности.
• Двуокись углерода (CO2), температура кипения-78.5 C: CO2 — газ, широко распространенный в природе и играющий важную роль в биологических процессах и окружающей среде. Например, он участвует в дыхании, фотосинтезе и кислотно-щелочной реакции.

Средний свободный путь молекулярного движения материи относится к среднему расстоянию, которое молекулы могут свободно пройти между столкновениями в газе или жидкости. Это важный параметр для описания взаимодействия и передачи энергии между молекулами.

Факторы, влияющие на среднюю длину свободного пробега молекулярного движения вещества

1. Диаметр молекулы. Чем больше диаметр молекулы, тем больше вероятность столкновения и тем меньше свободный пробег. Напротив, диаметр молекулы мал, а свободный пробег относительно велик.

2. Молекулярная концентрация: с увеличением молекулярной концентрации частота столкновений между молекулами увеличивается, а свободный пробег относительно невелик.

3. Температура: с повышением температуры увеличивается средняя кинетическая энергия молекул, увеличивается скорость движения молекул, увеличивается частота столкновений молекул, а свободный пробег относительно мал.

4. Свойства среды: взаимодействие между молекулами в среде влияет на среднюю длину свободного пробега молекул. Например, в жидкости с сильным взаимодействием межмолекулярное притяжение велико, а длина свободного пробега мала.

В процессемолекулярная дистилляция, средний свободный пробег молекулярного движения вещества будет влиять на эффект его отделения от смеси. Вообще говоря, вещества с меньшим средним свободным пробегом молекул легче разделять, поскольку их межмолекулярное взаимодействие слабое, а средний свободный пробег молекулярных движений велик, поэтому им легче «убежать» с поверхности жидкости и попасть в паровую фазу, и в то же время они легче повторно конденсируются в конденсаторе. Поэтому при молекулярной перегонке, вообще говоря, легче разделяются вещества с низкой молекулярной массой и низкой температурой кипения.

Молекулы, пригодные для эффективного разделения методом молекулярной дистилляции.

• Алкоголь (этанол): Молекулярная масса спирта мала, межмолекулярное взаимодействие слабое, он легко испаряется из смеси. Поэтому в процессе пивоварения и производства спирта спирт можно отделить от бродильного бульона или смеси методом молекулярной перегонки.
• Вода и органические растворители. Воду и многие органические растворители (такие как эфир, толуол и т. д.) часто необходимо разделять. Поскольку межмолекулярное взаимодействие воды велико, средний свободный пробег молекулярного движения мал, в то время как межмолекулярное взаимодействие органических растворителей слабое, а средний свободный пробег молекулярного движения велик. Поэтому в процессе молекулярной дистилляции органические растворители с большей вероятностью испаряются в верхнюю часть конденсатора и таким образом отделяются.
• Углеводороды в нефти. Нефть представляет собой сложную смесь, содержащую множество углеводородных соединений с разной длиной углеродной цепи, таких как метан, этан и пропан. Поскольку молекулярная масса и сила межмолекулярного взаимодействия разных углеводородов весьма различны, их можно разделить с помощью молекулярной перегонки.
• Вкусовые компоненты эфирного масла: Эфирное масло представляет собой сложную смесь, извлеченную из растений, содержащую множество ароматных соединений, таких как ментол и эвкалиптовое масло. Эти парфюмерные компоненты обычно имеют небольшую молекулярную массу и слабое межмолекулярное взаимодействие, поэтому их можно разделить и очистить методом молекулярной дистилляции.

Технология молекулярной дистилляции широко используется для извлечения натуральных продуктов животного происхождения, таких как рафинированный рыбий жир. Рыбий жир – это вид масла, получаемого из жирной рыбы. Рыбий жир богат цис-высоконенасыщенными жирными кислотами, эйкозапентаеновой кислотой (EPA) и докозагексаеновой кислотой (DHA). Он обладает эффектом ингибирования агрегации тромбоцитов, снижения вязкости крови, противодействия воспалению, раку и повышения иммунитета. Его рассматривают как потенциальное натуральное лекарство и функциональную пищу. Традиционные методы разделения включают осаждение включений мочевины и замораживание, а степень извлечения низкая.

Использование метода осаждения включений мочевины позволяет эффективно удалить насыщенные и низконенасыщенные жирные кислоты из продукта и увеличить содержание DHA и EPA в продукте, но трудно отделить другие высоконенасыщенные жирные кислоты от DHA и EPA. Может производить 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, молекулярная дистилляцияможет производить только w(EPA+DHA)=72.5%, но степень восстановления может достигать более 70%. Продукт имеет хороший цвет, чистый запах и низкое перекисное число, а смесь можно разделить на продукты с разным содержанием DHA и EPA. Таким образом, технология молекулярной дистилляции является эффективным методом разделения и очистки ЭПК и ДГК.