Was ist der Unterschied zwischen Destillation und molekularer Destillation?

Destillation undmolekulare Destillationunterscheiden sich offensichtlich im Prinzip, in der Ausstattung und in der Anwendung.

Prinzip: Destillation ist eine traditionelle Technologie zur Flüssigkeitstrennung, die auf der Differenz der Siedepunkte verschiedener Substanzen basiert. Konkret handelt es sich bei der Destillation um eine Methode zur Trennung verschiedener Komponenten durch Erhitzen und Verdampfen einer Flüssigkeitsmischung und anschließendes Kondensieren des Dampfes zu einer Flüssigkeit. Bei der Destillation werden die unterschiedlichen Siedepunkte zur Trennung von Stoffen genutzt, sodass der Destillationseffekt bei Gemischen mit hohen Siedepunkten besser ist.

Die Molekulardestillationstechnologie ist eine fortschrittlichere Technologie zur Flüssigkeitstrennung, die auf der Differenz der durchschnittlichen freien Weglänge der molekularen Bewegung verschiedener Substanzen basiert.Molekulare Destillation kann bei sehr niedrigem Druck betrieben werden, sodass das Material nicht leicht oxidiert und beschädigt wird. Darüber hinaus ist die Destillationsmembran der Molekulardestillation sehr dünn, was eine hohe Wärmeübertragungseffizienz aufweist und die Stofftrennung in kurzer Zeit abschließen kann. Da die molekulare Destillation auf der Differenz der freien Wege der molekularen Bewegung basiert, kann damit auch eine effektive Trennung von Gemischen mit niedrigen Siedepunkten erreicht werden.

Ausrüstungskomponenten: Die Destillationsanlage ist relativ einfach aufgebaut und besteht hauptsächlich aus einer Heizkammer und einer Verdampfungskammer. Die Gerätestruktur des Molekulardestillationssystems ist komplex und besteht aus Heizplatte, Verdampfer, Kondensator, Vakuumpumpe usw.

Anwendung: Die Destillation wird hauptsächlich zur Trennung von Gemischen mit hohen Siedepunkten verwendet, beispielsweise bei der Fraktionierung von Erdöl. Die Molekulardestillationsmaschine eignet sich besonders für die Trennung von Substanzen mit hohem Siedepunkt, Wärmeempfindlichkeit und leichter Oxidation, wie z. B. einigen Polymerverbindungen, Aminosäuren und Antibiotika.

Siedepunkt üblicher Reaktanten

• Wasser (H2O), Siedepunkt 100 Grad: Wasser ist ein wesentlicher Reaktant bei vielen chemischen Reaktionen. Beispielsweise benötigen die Säure-Base-Neutralisationsreaktion, die Redoxreaktion und die Hydrolysereaktion alle Wasser, um daran teilzunehmen.
• Ethanol (C2H5OH, Siedepunkt 78,5 Grad): Ethanol ist ein organisches Lösungsmittel, das in der Pharma-, Kosmetik- und Lebensmittelindustrie weit verbreitet ist. Es ist auch ein Reaktant einiger wichtiger Reaktionen wie Veresterung, Veretherung und Säurekatalyse.
• Ammoniak (NH3), Siedepunkt-33,3 °C: Ammoniak ist ein farbloses Gas mit starkem Geruch, das wichtige Anwendungen bei der Herstellung von Düngemitteln, Kältemitteln und Reinigungsmitteln findet. Es ist auch ein wichtiger Rohstoff für die Synthese anderer Verbindungen, beispielsweise für die Nitrierung und die Herstellung von Ammoniumsalzen.
• Sauerstoff (O2), Siedepunkt-183 C: Sauerstoff ist ein hochaktives molekulares Gas, das eine wichtige Rolle bei der organischen Synthese und biologischen Prozessen spielt. Beispielsweise erfordern sowohl Oxidations- als auch Reduktionsreaktionen die Beteiligung von Sauerstoff.
• Natriumazid (NaN3), Siedepunkt etwa 250 Grad: Natriumazid ist eine wichtige anorganische Verbindung, die zur Herstellung anderer Verbindungen wie Azid- und Aminoverbindungen verwendet werden kann. Es ist auch der wichtigste chemische Sprengstoff in passiven Luftairbags.
• Kohlendioxid (CO2), Siedepunkt-78,5 °C: CO2 ist ein in der Natur weit verbreitetes Gas und spielt eine wichtige Rolle in biologischen Prozessen und der Umwelt. Es ist beispielsweise an der Atmung, der Photosynthese und der Säure-Base-Reaktion beteiligt.

Der durchschnittliche freie Weg der molekularen Bewegung von Materie bezieht sich auf die durchschnittliche Distanz, die Moleküle zwischen Kollisionen in Gas oder Flüssigkeit frei zurücklegen können. Es ist ein wichtiger Parameter zur Beschreibung der Wechselwirkung und Energieübertragung zwischen Molekülen.

Faktoren, die die durchschnittliche freie Weglänge der molekularen Bewegung von Materie beeinflussen

1. Moleküldurchmesser: Je größer der Moleküldurchmesser, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit einer Kollision und desto kleiner ist die freie Weglänge. Im Gegenteil, der Moleküldurchmesser ist klein und die freie Weglänge relativ groß.

2. Molekülkonzentration: Mit zunehmender Molekülkonzentration nimmt die Kollisionshäufigkeit zwischen Molekülen zu und die freie Weglänge wird relativ klein.

3. Temperatur: Mit zunehmender Temperatur nimmt die durchschnittliche kinetische Energie der Moleküle zu, die Geschwindigkeit der molekularen Bewegung nimmt zu, die Kollisionsfrequenz der Moleküle nimmt zu und die freie Weglänge ist relativ klein.

4. Medieneigenschaften: Die Wechselwirkung zwischen Molekülen im Medium hat einen Einfluss auf die durchschnittliche freie Weglänge der molekularen Bewegung. Beispielsweise ist in einer Flüssigkeit mit starker Wechselwirkung die intermolekulare Anziehung groß und die freie Weglänge klein.

Im Verfahrenmolekulare Destillation, der durchschnittliche freie Weg der molekularen Bewegung einer Substanz beeinflusst deren Trenneffekt aus der Mischung. Im Allgemeinen lassen sich Substanzen mit einer kleineren durchschnittlichen freien Weglänge der molekularen Bewegung leichter trennen, da ihre intermolekulare Wechselwirkung schwach und die durchschnittliche freie Weglänge der molekularen Bewegung groß ist, so dass sie leichter von der Flüssigkeitsoberfläche „entkommen“ und in die Flüssigkeitsoberfläche eindringen können in der Dampfphase und können gleichzeitig im Kondensator leichter wieder kondensiert werden. Daher lassen sich bei der Molekulardestillation im Allgemeinen Stoffe mit niedrigem Molekulargewicht und niedrigem Siedepunkt leichter trennen.

Moleküle, die für eine effiziente Trennung durch molekulare Destillationsmethode geeignet sind

• Alkohol (Ethanol): Das Molekulargewicht von Alkohol ist gering, die intermolekulare Wechselwirkung ist schwach und er lässt sich leicht aus der Mischung verdampfen. Daher kann im Prozess des Brauens und der Alkoholherstellung Alkohol durch Molekulardestillation aus der Fermentationsbrühe oder -mischung abgetrennt werden.
• Wasser und organische Lösungsmittel: Wasser und viele organische Lösungsmittel (wie Ether, Toluol usw.) müssen häufig getrennt werden. Da die intermolekulare Wechselwirkung von Wasser groß ist, ist die durchschnittliche freie Weglänge der molekularen Bewegung klein, während die intermolekulare Wechselwirkung organischer Lösungsmittel schwach und die durchschnittliche freie Weglänge der molekularen Bewegung groß ist. Daher ist es bei der Molekulardestillation wahrscheinlicher, dass organische Lösungsmittel im oberen Teil des Kondensators verdampfen und somit abgetrennt werden.
• Kohlenwasserstoffe in Erdöl: Erdöl ist ein komplexes Gemisch, das viele Kohlenwasserstoffverbindungen mit unterschiedlichen Kohlenstoffkettenlängen enthält, wie zum Beispiel Methan, Ethan und Propan. Da das Molekulargewicht und die intermolekulare Wechselwirkungskraft verschiedener Kohlenwasserstoffe sehr unterschiedlich sind, können sie durch molekulare Destillation getrennt werden.
• Geschmackskomponenten in ätherischen Ölen: Ätherisches Öl ist eine komplexe, aus Pflanzen gewonnene Mischung, die viele Duftstoffe wie Menthol und Eukalyptusöl enthält. Diese Parfümkomponenten haben normalerweise ein geringes Molekulargewicht und eine schwache intermolekulare Wechselwirkung, die für die Trennung und Reinigung durch molekulare Destillation geeignet sind.

Die molekulare Destillationstechnologie wird häufig zur Gewinnung natürlicher Produkte aus Tieren eingesetzt, beispielsweise raffiniertes Fischöl. Fischöl ist eine Art Öl, das aus fettem Fisch gewonnen wird. Fischöl ist reich an den hochungesättigten cis-Fettsäuren Eicosapentaensäure (EPA) und Docosahexaensäure (DHA). Es hat die Wirkung, die Blutplättchenaggregation zu hemmen, die Blutviskosität zu verringern, Entzündungen und Krebs entgegenzuwirken und die Immunität zu stärken. Es gilt als potenzielles Naturheilmittel und funktionelles Lebensmittel. Zu den traditionellen Trennmethoden gehören die Fällung und das Einfrieren von Harnstoffeinschlüssen, und die Rückgewinnungsrate ist gering.

Mit der Harnstoffeinschluss-Fällungsmethode können gesättigte und schwach ungesättigte Fettsäuren effektiv aus dem Produkt entfernt und der Gehalt an DHA und EPA im Produkt erhöht werden. Es ist jedoch schwierig, andere stark ungesättigte Fettsäuren von DHA und EPA zu trennen. Kann w(DHA+EPA) bilden<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, molekulare Destillationkann nur w(EPA+DHA)=72,5 % herstellen, aber die Wiederherstellungsrate kann über 70 % erreichen. Das Produkt hat eine gute Farbe, einen reinen Geruch und einen niedrigen Peroxidwert, und die Mischung kann in Produkte mit unterschiedlichen Gehalten an DHA und EPA unterteilt werden. Daher ist die molekulare Destillationstechnologie eine wirksame Methode zur Trennung und Reinigung von EPA und DHA.