¿Cuál es la diferencia entre destilación y destilación molecular?

Destilación ydestilación molecularson obviamente diferentes en principio, equipamiento y aplicación.

Principio: La destilación es una tecnología tradicional de separación de líquidos, que se basa en la diferencia de puntos de ebullición de diferentes sustancias. Específicamente, la destilación es un método para separar diferentes componentes calentando una mezcla líquida y vaporizándola, y luego condensando el vapor en líquido. La destilación utiliza la diferencia de puntos de ebullición para separar sustancias, por lo que el efecto de destilación es mejor para mezclas con puntos de ebullición elevados.

La tecnología de destilación molecular es una tecnología de separación de líquidos más avanzada, que se basa en la diferencia de la trayectoria libre promedio del movimiento molecular de diferentes sustancias.destilación molecular Puede funcionar a muy baja presión, por lo que el material no se oxida ni daña fácilmente. Además, la membrana de destilación molecular es muy delgada, lo que tiene una alta eficiencia de transferencia de calor y puede completar la separación de sustancias en poco tiempo. Debido a que la destilación molecular se basa en la diferencia de caminos libres de movimiento molecular, también puede lograr una separación efectiva para mezclas con puntos de ebullición pequeños.

Componentes del equipo: El equipo de destilación tiene una estructura relativamente simple y consta principalmente de una cámara de calentamiento y una cámara de evaporación. La estructura del equipo del sistema de destilación molecular es compleja y consta de placa calefactora, evaporador, condensador, bomba de vacío, etc.

Solicitud: La destilación se utiliza principalmente para separar mezclas con puntos de ebullición elevados, como en el fraccionamiento del petróleo. La máquina de destilación molecular es especialmente adecuada para la separación de sustancias con alto punto de ebullición, sensibilidad al calor y fácil oxidación, como algunos compuestos poliméricos, aminoácidos y antibióticos.

Punto de ebullición de reactivos comunes.

• Agua (H2O), punto de ebullición 100 grados: el agua es un reactivo esencial en muchas reacciones químicas. Por ejemplo, la reacción de neutralización ácido-base, la reacción redox y la reacción de hidrólisis necesitan agua para participar.
• Etanol (C2H5OH, punto de ebullición 78,5 grados): el etanol es un disolvente orgánico ampliamente utilizado en las industrias farmacéutica, cosmética y alimentaria. También es reactivo de algunas reacciones importantes, como la esterificación, eterificación y catálisis ácida.
• Amoníaco (NH3), punto de ebullición-33.3 C: El amoníaco es un gas incoloro y de fuerte olor, que tiene importantes aplicaciones en la fabricación de fertilizantes, refrigerantes y detergentes. También es una materia prima importante para la síntesis de otros compuestos, como la nitración y la preparación de sales de amonio.
• Oxígeno (O2), punto de ebullición-183 C: El oxígeno es un gas molecular altamente activo, que desempeña un papel importante en la síntesis orgánica y los procesos biológicos. Por ejemplo, tanto las reacciones de oxidación como las de reducción requieren la participación de oxígeno.
• Azida de sodio (NaN3), punto de ebullición de aproximadamente 250 grados: la azida de sodio es un compuesto inorgánico importante que se puede utilizar para preparar otros compuestos, como azida y compuestos amino. También es el principal explosivo químico en los airbag pasivos de aire.
• Dióxido de carbono (CO2), punto de ebullición-78.5 C: El CO2 es un gas ampliamente existente en la naturaleza y desempeña un papel importante en los procesos biológicos y el medio ambiente. Por ejemplo, participa en la respiración, la fotosíntesis y la reacción ácido-base.

El camino libre promedio del movimiento molecular de la materia se refiere a la distancia promedio que las moléculas pueden recorrer libremente entre colisiones en gas o líquido. Es un parámetro importante para describir la interacción y la transferencia de energía entre moléculas.

Factores que afectan la trayectoria libre promedio del movimiento molecular de la materia.

1. Diámetro molecular: Cuanto mayor sea el diámetro molecular, más posibilidades de colisión y menor será el camino libre. Por el contrario, el diámetro molecular es pequeño y el camino libre es relativamente grande.

2. Concentración molecular: con el aumento de la concentración molecular, la frecuencia de colisión entre moléculas aumenta y el camino libre es relativamente pequeño.

3. Temperatura: con el aumento de la temperatura, aumenta la energía cinética promedio de las moléculas, aumenta la velocidad del movimiento molecular, aumenta la frecuencia de colisión de las moléculas y el camino libre es relativamente pequeño.

4. Propiedades del medio: la interacción entre las moléculas del medio influye en la trayectoria libre promedio del movimiento molecular. Por ejemplo, en un líquido con fuerte interacción, la atracción intermolecular es grande y el camino libre es pequeño.

En el proceso dedestilación molecular, la trayectoria libre promedio del movimiento molecular de una sustancia afectará su efecto de separación de la mezcla. En términos generales, las sustancias con una trayectoria libre promedio de movimiento molecular más pequeña son más fáciles de separar, porque su interacción intermolecular es débil y la trayectoria libre promedio de movimiento molecular es grande, por lo que es más fácil "escapar" de la superficie del líquido y entrar en la fase vapor, y al mismo tiempo son más fáciles de volver a condensar en el condensador. Por lo tanto, en la destilación molecular, en general, las sustancias con bajo peso molecular y bajo punto de ebullición son más fáciles de separar.

Moléculas adecuadas para una separación eficiente mediante el método de destilación molecular.

• Alcohol (etanol): el peso molecular del alcohol es pequeño, la interacción intermolecular es débil y es fácil de evaporar de la mezcla. Por lo tanto, en el proceso de elaboración de cerveza y producción de alcohol, el alcohol se puede separar del caldo o mezcla de fermentación mediante destilación molecular.
• Agua y disolventes orgánicos: a menudo es necesario separar el agua y muchos disolventes orgánicos (como éter, tolueno, etc.). Debido a que la interacción intermolecular del agua es grande, el camino libre promedio del movimiento molecular es pequeño, mientras que la interacción intermolecular de los solventes orgánicos es débil y el camino libre promedio del movimiento molecular es grande. Por lo tanto, en el proceso de destilación molecular, es más probable que los disolventes orgánicos se evaporen a la parte superior del condensador y así se separen.
• Hidrocarburos en el petróleo: El petróleo es una mezcla compleja que contiene muchos compuestos de hidrocarburos con diferentes longitudes de cadena de carbono, como metano, etano y propano. Debido a que el peso molecular y la fuerza de interacción intermolecular de diferentes hidrocarburos son bastante diferentes, pueden separarse mediante destilación molecular.
• Componentes del sabor en el aceite esencial: El aceite esencial es una mezcla compleja extraída de plantas que contiene muchos compuestos aromáticos, como el mentol y el aceite de eucalipto. Estos componentes de perfume suelen tener un peso molecular pequeño y una interacción intermolecular débil, que son adecuados para la separación y purificación mediante destilación molecular.

La tecnología de destilación molecular se utiliza ampliamente para extraer productos naturales de animales, como el aceite de pescado refinado. El aceite de pescado es un tipo de aceite extraído del pescado graso. El aceite de pescado es rico en ácidos grasos cis altamente insaturados, ácido eicosapentaenoico (EPA) y ácido docosahexaenoico (DHA). Tiene los efectos de inhibir la agregación plaquetaria, reducir la viscosidad de la sangre, resistir la inflamación, el cáncer y mejorar la inmunidad. Se considera una potencial medicina natural y alimento funcional. Los métodos de separación tradicionales incluyen precipitación y congelación de inclusiones de urea, y la tasa de recuperación es baja.

El uso del método de precipitación con inclusión de urea puede eliminar eficazmente los ácidos grasos saturados y poco insaturados del producto y aumentar el contenido de DHA y EPA en el producto, pero es difícil separar otros ácidos grasos altamente insaturados del DHA y EPA. Puede producir 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, destilación molecularSolo puede producir w(EPA+DHA)=72.5%, pero la tasa de recuperación puede alcanzar más del 70%. El producto tiene buen color, olor puro y bajo índice de peróxido, y la mezcla se puede dividir en productos con diferentes contenidos de DHA y EPA. Por tanto, la tecnología de destilación molecular es un método eficaz para separar y purificar EPA y DHA.