Abstrakt: Molekylær destillasjon, også kjent som kortbanedestillasjon, er en ikke-likevektsdestillasjonsprosess som oppnår separasjon av stoffer under høyt vakuum basert på forskjeller i den gjennomsnittlige frie banen for molekylær bevegelse av forskjellige stoffer. Molekylær destillasjonsteknologi har høy vakuumgrad, lav destillasjonstemperatur, kort oppvarmingstid og høy separasjonseffektivitet. Derfor kan den ytterligere redusere separasjonskostnadene for materialer med høyt kokepunkt, beskytte kvaliteten på varmefølsomme materialer, og er egnet for separasjon og rensing av stoffer med høyt kokepunkt, varmefølsomme og lett oksiderbare. For tiden har molekylær destillasjonsteknologi blitt brukt i industrier som petrokjemisk, finkjemi og næringsmiddelindustrien. Denne artikkelen analyserer anvendelsen av molekylær destillasjonsteknologi i rensing av diglyserider.
Nøkkelord: Molekylær destillasjonsteknologi; diglyserider; renseapplikasjon
I kjemisk produksjon finnes mange stoffer i form av blandinger. For å oppfylle kravene til produksjon og bruk, må disse stoffene separeres til en viss renhet. Blant ulike separasjonsmetoder er destillasjon en vanlig metode, og molekylær destillasjonsteknologi tilbyr mange betydelige fordeler. Med den raske utviklingen av kjemisk industri har sektoren i dag begynt å legge større vekt på teknologisk fremgang og fremskritt. Når man anvender molekylær destillasjonsteknologi, må aspekter som produksjonsprosessen og sluttproduktene drives og praktiseres fra et grønt perspektiv, og dermed gjøre grønn finkjemiutvikling til en realitet.
I.Oversikt over molekylær destillasjonsteknologi
1. Grunnleggende prinsipper for molekylær destillasjonsteknologi
Molekylær destillasjonsteknologi er en fremvoksende kjemisk produksjonsteknikk som har fått betydelig oppmerksomhet både nasjonalt og internasjonalt. Dens unike egenskap ligger i at den er en fysisk separasjonsteknologi som er betydelig forskjellig fra tradisjonelle destillasjonsmetoder, og den er betydelig bedre enn tradisjonell destillasjon når det gjelder teknisk kapasitet og separasjonseffektivitet. Drivkraften for separasjon i molekylær destillasjonsteknologi kommer fra bevegelsen til molekyler av forskjellige stoffer og de resulterende forskjellene i deres gjennomsnittlige frie baner. Når trykket i separatoren synker og temperaturen stiger, akselererer molekylbevegelsen, noe som fører til en reduksjon i molekyldiameter. Etter hvert som separatoren er i drift, blir forskjellene i molekyldiametere stadig større, noe som til slutt oppnår separasjon av stoffene. Separasjonsanordningen inkluderer en fordamper, varmeplater, kondenseringsplater og så videre. Under et høyvakuummiljø fører den samtidige driften av varmeplatene og kondenseringsplatene til at molekyler i den blandede råvæsken separeres og strømmer mot kondenseringsplatene, og til slutt oppnår vellykket separasjon.
2. Viktige teknologier innen molekylær destillasjon
For at molekylær destillasjonsteknologi skal kunne spille en betydelig rolle i produksjon av grønne finkjemikalier, er det nødvendig å analysere nøkkelteknologiene som brukes i destillasjonsprosessen grundig. Bare med en grundig forståelse kan anvendelsen av denne teknologien oppnå bedre resultater. Flere viktige tekniske virkemidler brukes i molekylær destillasjon. Den første er høyvakuumforseglingsteknologi. Dette er nøkkelen til en smidig implementering av hele den molekylære destillasjonsprosessen. Bruk av høyvakuumforseglingsteknologi kan skape et vakuummiljø for molekylær destillasjon, og dermed sikre normal drift av påfølgende molekylære destillasjonsprosesser. Den molekylære destillasjonsfordamperen er også en viktig del av teknologien. I prosessen med å anvende molekylær destillasjonsteknologi er det viktig å sikre at fordamperens struktur oppfyller produksjonskravene, for å garantere høykvalitets materialseparasjon. I tillegg er det materialtransportsystemet. Dette fungerer som arterien for driften av molekylær destillasjonsteknologi. Dette systemet trenger ytterligere optimalisering for å forbedre påliteligheten til molekylær destillasjonsteknologi og sikre fortsatt utvikling.
II. Prinsipper og egenskaper ved molekylær destillasjon
1. Grunnleggende prinsipper
Konvensjonell destillasjon er basert på damp-væske-likevekt, kombinert med forskjellene i relativ flyktighet mellom komponentene, og separasjonen utføres ved blandingens kokepunkttemperatur. Molekylær destillasjon, derimot, oppnår separasjon mellom stoffer under høyt vakuum basert på forskjeller i den gjennomsnittlige frie banen for molekylær bevegelse av forskjellige stoffer. Molekylær destillasjon er en høyvakuumdestillasjonsprosess der separasjon utføres under stoffenes kokepunkt, noe som gjør det til en fullstendig ikke-likevektsdestillasjonsprosess. Under molekylær destillasjon har lette komponentmolekyler en stor gjennomsnittlig fri bane, mens tunge komponentmolekyler har en liten gjennomsnittlig fri bane. Hvis en kondenserende overflate plasseres i en avstand fra fordampningsoverflaten som er mindre enn den gjennomsnittlige frie banen for de lette komponentmolekylene, men større enn den for de tunge komponentmolekylene, vil de lette komponentmolekylene falle på den kondenserende overflaten og kondenseres. Dette forstyrrer den dynamiske likevekten i deres molekylære bevegelse, noe som får dem til å kontinuerlig unnslippe. I mellomtiden går de tunge komponentmolekylene, som ikke klarer å nå den kondenserende overflaten, tilbake til den opprinnelige væskeoverflaten og nærmer seg raskt en dynamisk likevekt. Dermed blir de forskjellige komponentene i blandingen separert.
2. Fordeler og begrensninger ved molekylær destillasjonsteknologi
Basert på driftsprinsippene for molekylær destillasjonsteknologi kan flere egenskaper oppsummeres. For det første, i motsetning til konvensjonell destillasjon, krever ikke separasjonsprosessen for molekylær destillasjon et miljø med høy temperatur. Dette er fordi molekylær destillasjon primært er avhengig av molekylær bevegelse for separasjon, ikke av kokepunkter. Derfor bør temperaturen holdes under kokepunktet i praktisk drift. Sammenlignet med konvensjonell destillasjon krever molekylær destillasjon et lavere trykk, og en reduksjon i trykk fører til en reduksjon i kokepunktet. Siden temperaturen som kreves av denne teknologien ikke trenger å nå kokepunktet, er driftstemperaturen for molekylær destillasjon uunngåelig lavere enn for konvensjonell destillasjon. Molekylær destillasjon er en ikke-likevektsdestillasjonsprosess med flere fordeler. Den første er lav driftstemperatur. Ved molekylær destillasjon, hvis dampmolekyler slipper ut fra væskefasen, kan separasjon oppnås uten å nå koketilstanden. En annen fordel er lavt driftstrykk. For å oppnå en tilstrekkelig stor gjennomsnittlig fri bane, må destillasjonstrykket reduseres. Fordi molekylær destillasjonsutstyr er enkelt og det indre trykkfallet er lite, kan et høyere vakuum oppnås. Deretter er kort oppvarmingstid. Basert på prinsippet om molekylær destillasjon, når lette molekyler som slipper ut fra fordampningsoverflaten den kondenserende overflaten nesten uten kollisjoner, noe som resulterer i en svært kort oppvarmingstid. I tillegg er separasjonseffektiviteten høy. Samtidig må molekylær destillasjonsoperasjon oppfylle flere betingelser. For det første bør det være en viss forskjell i den gjennomsnittlige frie veien til de lette og tunge komponentmolekylene. For det andre må avstanden mellom fordampningsoverflaten og den kondenserende overflaten være mindre enn den gjennomsnittlige frie veien til de lette komponentmolekylene. Sammenlignet med konvensjonell destillasjon har molekylær destillasjon mange fremragende fordeler, men den har også visse begrensninger. Fordi molekylær destillasjon krever separasjon under høyt vakuum, nødvendiggjør den relativt dyrt utstyr og høyere design- og tekniske krav.
III. Enzymatisk syntese av diglyserider
1. Forestring
Forestring bruker glyserol og frie fettsyrer som råmaterialer og lipase som katalysator for å produsere DAG (diglyserider). Under esterifiseringsprosessen genereres biprodukter som TAG (triglyserider) og MAG (monoglyserider). Vannet som produseres i esterifiseringsreaksjonen hindrer ikke bare reaksjonens fremgang, men reduserer også aktiviteten til lipase. Derfor er det avgjørende å kontrollere riktig vanninnhold. Vanligvis er mengden frie fettsyrer som tilføres større enn mengden glyserol for å gi tilstrekkelig med frie fettsyrer for esterifisering med glyserol, men den bør ikke være for stor, ellers kan det være vanskelig å fjerne det på slutten av reaksjonen eller det kan påvirke lipaseaktiviteten på grunn av høy surhet. Den direkte esterifiseringsmetoden har fordeler som kort reaksjonstid, høy produktrenhet og enkle reaksjonstrinn. Fordi frie fettsyrer er svært dyre, er imidlertid kostnaden for den direkte esterifiseringsmetoden relativt høy.
2. Delvis hydrolyse
Den partielle hydrolysemetoden innebærer å reagere TAG med vann og enzym for å oppnå en blanding av DAG, MAG og FFA (frie fettsyrer). DAG med høy renhet oppnås deretter ved å fjerne vann, MAG, FFA og gjenværende TAG gjennom molekylær destillasjon. Den partielle hydrolysemetoden har en enkel reaksjonsprosess og lave kostnader. Denne prosessen introduserer imidlertid vann, noe som kan redusere oljens kvalitet, spesielt oljer med høyt innhold av flerumettede fettsyrer. Før reaksjonen skjer, påvirker løseligheten av vann i fettmaterialet først reaksjonshastigheten. Derfor tilsettes ofte organiske løsemidler eller overflateaktive stoffer til den partielle hydrolysereaksjonen for å øke den gjensidige løseligheten til reaktantene og forbedre utbyttet av DAG.
3. Glyserolyse
Glyserolyse er den mest økonomiske metoden for å produsere DAG. Enzymatisk glyserolyse bruker TAG og glyserol som råmaterialer under katalysen av lipase for å produsere DAG. Under glyserolyseprosessen tilsettes glyserol gradvis for å forhindre at glyserol adsorberes til det aktive stedet til lipasen og påvirker dens katalytiske aktivitet. I likhet med den partielle hydrolysemetoden tilsettes noen ganger overflateaktive stoffer av næringsmiddelkvalitet til glyserolisereaksjonen for å overvinne problemet med ublandbarhet mellom glyserol og oljer/fett.
4. Transesterifisering
Transesterifiseringsmetoden bruker TAG og MAG som råmaterialer under katalysen av lipase for å produsere DAG. Transesterifiseringsmetoden involverer to trinn: først hydrolysereaksjonen av TAG, og deretter esterifiseringsreaksjonen mellom lipasen fra den hydrolyserte TAG og MAG. Balansen mellom de to trinnene hydrolyse og esterifisering er viktig og også en utfordring. Dessuten er den høye kostnaden for MAG ugunstig for industriell implementering.
IV. Anvendelse av molekylær destillasjonsteknologi i rensing av diglyserider
DAG (diglyserider) er en ny type sunn olje, men innholdet av naturlige oljer og fettstoffer er svært lavt. Dessuten inneholder råproduktet av kunstig syntetiserte diglyserider også mange andre biprodukter. Derfor er rensing av diglyserider svært viktig. Molekylær destillasjonsteknologi er en av de mest brukte teknologiene i renseprosessen for diglyserider. Det er også en relativt ny og effektiv separasjons- og renseteknologi, som oppnår formålet med separasjon og rensing ved å utnytte forskjellene i den gjennomsnittlige frie banen for molekylær bevegelse av forskjellige stoffer. Den har lav destillasjonstemperatur, kort oppvarmingstid, høy separasjonseffektivitet, ingen forurensning og bredt bruksområde. Den er spesielt egnet for separasjon og rensing av naturlige produkter med høye kokepunkter, varmefølsomhet og enkel oksidasjon. Denne metoden kan også effektivt unngå termisk nedbrytning av varmefølsomme og lett oksiderbare komponenter. Den kan også brukes til å separere stoffer med høye kokepunkter eller små forskjeller i kokepunkter. Den har brede anvendelsesmuligheter i rensing av diglyserider. Imidlertid er det også noen problemer med anvendelsen av molekylær destillasjonsteknologi til rensing av diglyserider. For eksempel krever molekylær destillasjonsutstyr høy tetningsytelse og er dyrt. For øyeblikket finnes det ingen relatert teknologi som kan løse disse problemene, og det er nødvendig å integrere nye typer tekniske midler med molekylær destillasjonsteknologi.
Oppsummert har påliteligheten til molekylær destillasjonsteknologi blitt fullt demonstrert i praksis, og den kan fremme utviklingen og fremgangen innen grønn finkjemiteknikk. Siden molekylær destillasjonsteknologi er nært knyttet til utviklingen av relaterte teknologier, bør Kina ytterligere styrke omfattende teknisk utveksling og samarbeid mellom bedrifter, institusjoner og universiteter, for å legge et grunnlag for optimalisering av prosessparametere for industriell anvendelse av molekylær destillasjon. Molekylær destillasjonsteknologi har unike fordeler i separasjon og rensing av naturmedisiner. Den har blitt stadig mer utbredt brukt i separasjon og rensing av naturmedisiner.
Hvis du har spørsmål angående molekylær destillasjonsteknologi eller relaterte felt, eller hvis du ønsker å lære mer, er du velkommen til å kontakteKontakt oss profesjonelt team. Vi er dedikert til å gi deg service av høyeste kvalitet ogNøkkelferdige løsninger.
Publisert: 16. april 2026
