Quina diferència hi ha entre la destil·lació i la destil·lació molecular

Destil·lació idestil·lació molecularòbviament són diferents en principi, equip i aplicació.

Principi: La destil·lació és una tecnologia tradicional de separació de líquids, que es basa en la diferència de punts d'ebullició de diferents substàncies. Concretament, la destil·lació és un mètode per separar diferents components escalfant una mescla líquida i vaporitzant-la, i després condensant el vapor en líquid. La destil·lació utilitza la diferència de punts d'ebullició per separar substàncies, de manera que l'efecte de la destil·lació és millor per a mescles amb grans punts d'ebullició.

La tecnologia de destil·lació molecular és una tecnologia de separació de líquids més avançada, que es basa en la diferència del camí lliure mitjà del moviment molecular de diferents substàncies.Destil·lació molecular es pot operar a molt baixa pressió, de manera que el material no és fàcil d'oxidar i fer malbé. A més, la membrana de destil·lació de la destil·lació molecular és molt prima, que té una alta eficiència de transferència de calor i pot completar la separació de substàncies en poc temps. Com que la destil·lació molecular es basa en la diferència de camins lliures de moviment molecular, també pot aconseguir una separació efectiva per a mescles amb punts d'ebullició petits.

Components de l'equip: L'equip de destil·lació té una estructura relativament senzilla i consisteix principalment en una cambra de calefacció i una cambra d'evaporació. L'estructura de l'equip del sistema de destil·lació molecular és complexa, que consisteix en placa de calefacció, evaporador, condensador, bomba de buit, etc.

Aplicació: La destil·lació s'utilitza principalment per separar mescles amb grans punts d'ebullició, com ara el fraccionament del petroli. La màquina de destil·lació molecular és especialment adequada per a la separació de substàncies amb alt punt d'ebullició, sensibilitat a la calor i fàcil oxidació, com alguns compostos polimèrics, aminoàcids i antibiòtics.

Punt d'ebullició dels reactius comuns

• Aigua (H2O), punt d'ebullició 100 graus: L'aigua és un reactiu essencial en moltes reaccions químiques. Per exemple, la reacció de neutralització àcid-base, la reacció redox i la reacció d'hidròlisi necessiten aigua per participar.
• Etanol (C2H5OH, punt d'ebullició 78,5 graus): L'etanol és un dissolvent orgànic àmpliament utilitzat en la indústria farmacèutica, cosmètica i alimentària. També és un reactiu d'algunes reaccions importants, com l'esterificació, l'eterificació i la catàlisi àcida.
• Amoníac (NH3), punt d'ebullició-33,3 C: l'amoníac és un gas incolor amb una forta olor, que té aplicacions importants en la fabricació de fertilitzants, refrigerants i detergents. També és una matèria primera important per sintetitzar altres compostos, com la nitració i la preparació de sals d'amoni.
• Oxigen (O2), punt d'ebullició-183 C: l'oxigen és un gas molecular molt actiu, que té un paper important en la síntesi orgànica i els processos biològics. Per exemple, tant les reaccions d'oxidació com les de reducció requereixen la participació d'oxigen.
• Azida de sodi (NaN3), punt d'ebullició d'uns 250 graus: l'azida de sodi és un compost inorgànic important, que es pot utilitzar per preparar altres compostos, com ara azida i compostos amino. També és el principal explosiu químic en el coixí d'aire passiu.
• Diòxid de carboni (CO2), punt d'ebullició-78,5 C: el CO2 és un gas molt present a la natura i té un paper important en els processos biològics i en el medi ambient. Per exemple, participa en la respiració, la fotosíntesi i la reacció àcid-base.

El camí lliure mitjà del moviment molecular de la matèria es refereix a la distància mitjana que les molècules poden recórrer lliurement entre col·lisions en gas o líquid. És un paràmetre important per descriure la interacció i la transferència d'energia entre molècules.

Factors que afecten el camí lliure mitjà del moviment molecular de la matèria

1. Diàmetre molecular: com més gran és el diàmetre molecular, més possibilitats de col·lisió i menor és el camí lliure. Per contra, el diàmetre molecular és petit i el camí lliure és relativament gran.

2. Concentració molecular: amb l'augment de la concentració molecular, la freqüència de col·lisió entre molècules augmenta i el camí lliure és relativament petit.

3. Temperatura: amb l'augment de la temperatura, augmenta l'energia cinètica mitjana de les molècules, augmenta la velocitat del moviment molecular, augmenta la freqüència de col·lisió de les molècules i el camí lliure és relativament petit.

4. Propietats del medi: la interacció entre molècules del medi influeix en el camí lliure mitjà del moviment molecular. Per exemple, en un líquid amb una interacció forta, l'atracció intermolecular és gran i el camí lliure és petit.

En procés dedestil·lació molecular, el camí lliure mitjà del moviment molecular d'una substància afectarà el seu efecte de separació de la mescla. En termes generals, les substàncies amb una trajectòria lliure mitjana de moviment molecular més petita són més fàcils de separar, perquè la seva interacció intermolecular és feble i la trajectòria lliure mitjana de moviment molecular és gran, de manera que són més fàcils "escapar" de la superfície líquida i entrar a la fase de vapor i, al mateix temps, són més fàcils de tornar a condensar al condensador. Per tant, en la destil·lació molecular, en general, les substàncies amb baix pes molecular i baix punt d'ebullició són més fàcils de separar.

Molècules adequades per a la separació eficient mitjançant el mètode de destil·lació molecular

• Alcohol (etanol): el pes molecular de l'alcohol és petit, la interacció intermolecular és feble i és fàcil d'evaporar de la mescla. Per tant, en el procés d'elaboració de cervesa i producció d'alcohol, l'alcohol es pot separar del brou de fermentació o la mescla per destil·lació molecular.
• Aigua i dissolvents orgànics: sovint cal separar l'aigua i molts dissolvents orgànics (com l'èter, el toluè, etc.). Com que la interacció intermolecular de l'aigua és gran, el camí lliure mitjà del moviment molecular és petit, mentre que la interacció intermolecular dels dissolvents orgànics és feble i el camí lliure mitjà del moviment molecular és gran. Per tant, en el procés de destil·lació molecular, és més probable que els dissolvents orgànics s'evaporin a la part superior del condensador i així se separen.
• Hidrocarburs al petroli: el petroli és una barreja complexa, que conté molts compostos d'hidrocarburs amb diferents longituds de cadena de carboni, com el metà, l'etan i el propà. Com que el pes molecular i la força d'interacció intermolecular dels diferents hidrocarburs són força diferents, es poden separar mitjançant destil·lació molecular.
• Components del sabor a l'oli essencial: l'oli essencial és una barreja complexa extreta de plantes, que conté molts compostos olorosos, com el mentol i l'oli d'eucaliptus. Aquests components del perfum solen tenir un pes molecular petit i una interacció intermolecular feble, que són adequats per a la separació i purificació per destil·lació molecular.

La tecnologia de destil·lació molecular s'utilitza àmpliament per extreure productes naturals dels animals, com l'oli de peix refinat. L'oli de peix és un tipus d'oli extret dels peixos grassos. L'oli de peix és ric en àcids grassos cis altament insaturats àcid eicosapentaenoic (EPA) i àcid docosahexaenoic (DHA). Té els efectes d'inhibir l'agregació plaquetària, reduir la viscositat de la sang, resistir la inflamació, el càncer i millorar la immunitat. Es considera com un potencial medicament natural i aliment funcional. Els mètodes de separació tradicionals inclouen la precipitació i la congelació per inclusió d'urea, i la taxa de recuperació és baixa.

L'ús del mètode de precipitació d'inclusió d'urea pot eliminar eficaçment els àcids grassos saturats i poc insaturats del producte i augmentar el contingut de DHA i EPA al producte, però és difícil separar altres àcids grassos altament insaturats de DHA i EPA. Pot fer 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, destil·lació molecularnomés pot fer w(EPA+DHA)=72,5%, però la taxa de recuperació pot arribar a superar el 70%. El producte té un bon color, una olor pura i un baix valor de peròxid, i la barreja es pot dividir en productes amb diferents continguts de DHA i EPA. Per tant, la tecnologia de destil·lació molecular és un mètode eficaç per separar i purificar EPA i DHA.