Abstrakt: Molekylär destillation, även känd som kortvägsdestillation, är en icke-jämviktsdestillationsprocess som uppnår separation av ämnen under högt vakuum baserat på skillnader i den genomsnittliga fria vägen för molekylär rörelse hos olika ämnen. Molekylär destillationsteknik har hög vakuumgrad, låg destillationstemperatur, kort uppvärmningstid och hög separationseffektivitet. Därför kan den ytterligare minska separationskostnaden för material med hög kokpunkt, skydda kvaliteten på värmekänsliga material och är lämplig för separation och rening av ämnen med hög kokpunkt, värmekänsliga och lätt oxiderbara. För närvarande har molekylär destillationsteknik tillämpats inom industrier som petrokemi, finkemi och livsmedel. Denna artikel analyserar tillämpningen av molekylär destillationsteknik vid rening av diglycerider.
Nyckelord: Molekylär destillationsteknik; diglycerider; reningsapplikation
Inom kemisk produktion förekommer många ämnen i form av blandningar. För att uppfylla kraven för produktion och användning måste dessa ämnen separeras till en viss renhet. Bland olika separationsmetoder är destillation en vanlig metod, och molekylär destillationsteknik erbjuder många betydande fördelar. För närvarande, med den snabba utvecklingen av kemisk industri, har sektorn börjat lägga större vikt vid tekniska framsteg och framsteg. Vid tillämpning av molekylär destillationsteknik måste aspekter som produktionsprocessen och slutprodukterna drivas och praktiseras ur ett grönt perspektiv, vilket gör grön finkemisk utveckling till verklighet.
I.Översikt över molekylär destillationsteknik
1. Grundläggande principer för molekylär destillationsteknik
Molekylär destillationsteknik är en framväxande kemisk produktionsteknik som har väckt stor uppmärksamhet både nationellt och internationellt. Dess unika egenskap ligger i att vara en fysisk separationsteknik som skiljer sig avsevärt från traditionella destillationsmetoder och är betydligt överlägsen traditionell destillation vad gäller teknisk kapacitet och separationseffektivitet. Drivkraften för separation inom molekylär destillationsteknik kommer från rörelsen hos molekyler av olika ämnen och de resulterande skillnaderna i deras genomsnittliga fria banor. När trycket i separatorn minskar och temperaturen stiger accelererar molekylrörelsen, vilket leder till en minskning av molekyldiametern. När separatorn är i drift blir skillnaderna i molekyldiametrar allt större, vilket slutligen uppnår separation av ämnena. Separationsanordningen inkluderar en förångare, värmeplattor, kondenseringsplattor och så vidare. Under en högvakuummiljö orsakar den samtidiga driften av värmeplattorna och kondenseringsplattorna att molekylerna i den blandade råvätskan separerar och flödar mot kondenseringsplattorna, vilket slutligen uppnår en framgångsrik separation.
2. Viktiga teknologier inom molekylär destillation
För att molekylär destillationsteknik ska kunna spela en betydande roll i produktionen av gröna finkemikalier är det nödvändigt att noggrant analysera de viktigaste teknikerna som används i destillationsprocessen. Endast med en grundlig förståelse kan tillämpningen av denna teknik uppnå bättre resultat. Flera viktiga tekniska medel används vid molekylär destillation. Den första är högvakuumtätningsteknik. Detta är nyckeln till ett smidigt genomförande av hela molekylär destillationsprocessen. Användningen av högvakuumtätningsteknik kan skapa en vakuummiljö för molekylär destillation, vilket säkerställer normal drift av efterföljande molekylära destillationsprocesser. Molekylär destillationsförångaren är också en viktig del av tekniken. Vid tillämpning av molekylär destillationsteknik är det viktigt att säkerställa att förångarens struktur uppfyller produktionskraven för att garantera högkvalitativ materialseparation. Dessutom finns materialtransportsystemet. Detta fungerar som artären för driften av molekylär destillationsteknik. Detta system behöver ytterligare optimering för att förbättra tillförlitligheten hos molekylär destillationsteknik och säkerställa dess fortsatta utveckling.
II. Principer och egenskaper för molekylär destillation
1. Grundläggande principer
Konventionell destillation är baserad på ång-vätskejämvikt, kombinerat med skillnaderna i relativ flyktighet mellan komponenterna, och separationen utförs vid blandningens kokpunktstemperatur. Molekylär destillation, å andra sidan, uppnår separation mellan ämnen under högt vakuum baserat på skillnader i den genomsnittliga fria vägen för molekylär rörelse hos olika ämnen. Molekylär destillation är en högvakuumdestillationsprocess där separation utförs under ämnenas kokpunkt, vilket gör det till en helt icke-jämviktsdestillationsprocess. Under molekylär destillation har lätta komponentmolekyler en stor genomsnittlig fri väg, medan tunga komponentmolekyler har en liten genomsnittlig fri väg. Om en kondenserande yta placeras på ett avstånd från förångningsytan som är mindre än den genomsnittliga fria vägen för de lätta komponentmolekylerna men större än de tunga komponentmolekylernas, kommer de lätta komponentmolekylerna att falla ner på den kondenserande ytan och kondenseras. Detta stör den dynamiska jämvikten i deras molekylära rörelse, vilket får dem att kontinuerligt fly. Samtidigt återgår de tunga komponentmolekylerna, som inte kan nå den kondenserande ytan, till den ursprungliga vätskeytan och närmar sig snabbt en dynamisk jämvikt. Således separeras de olika komponenterna i blandningen.
2. Fördelar och begränsningar med molekylär destillationsteknik
Baserat på de molekylära destillationsteknikens funktionsprinciper kan flera egenskaper sammanfattas. För det första, till skillnad från konventionell destillation, kräver separationsprocessen för molekylär destillation inte en högtemperaturmiljö. Detta beror på att molekylär destillation primärt är beroende av molekylär rörelse för separation, inte på kokpunkter. Därför bör temperaturen i praktisk drift hållas under kokpunkten. Jämfört med konventionell destillation kräver molekylär destillation ett lägre tryck, och en minskning av trycket leder till en minskning av kokpunkten. Eftersom temperaturen som krävs av denna teknik inte behöver nå kokpunkten är driftstemperaturen för molekylär destillation oundvikligen lägre än för konventionell destillation. Molekylär destillation är en icke-jämviktsdestillationsprocess med flera fördelar. Den första är låg driftstemperatur. Om ångmolekyler vid molekylär destillation släpps ut från vätskefasen kan separation uppnås utan att kokpunkten nås. En annan fördel är lågt driftstryck. För att erhålla en tillräckligt stor medelfri väg måste destillationstrycket minskas. Eftersom molekylär destillationsutrustning är enkel och det inre tryckfallet är litet kan ett högre vakuum uppnås. Nästa fördel är kort uppvärmningstid. Baserat på principen om molekylär destillation når lätta molekyler som slipper ut från förångningsytan kondenseringsytan nästan utan kollisioner, vilket resulterar i en mycket kort uppvärmningstid. Dessutom är separationseffektiviteten hög. Samtidigt måste molekylär destillation uppfylla flera villkor. För det första bör det finnas en viss skillnad i den genomsnittliga fria vägen för de lätta och tunga komponentmolekylerna. För det andra måste avståndet mellan förångningsytan och kondenseringsytan vara mindre än den genomsnittliga fria vägen för de lätta komponentmolekylerna. Jämfört med konventionell destillation har molekylär destillation många enastående fördelar, men den har också vissa begränsningar. Eftersom molekylär destillation kräver separation under högt vakuum kräver den relativt dyr utrustning och högre design- och tekniska krav.
III. Enzymatisk syntes av diglycerider
1. Förestring
Förestring använder glycerol och fria fettsyror som råmaterial och lipas som katalysator för att producera DAG (diglycerider). Under förestringsprocessen genereras biprodukter som TAG (triglycerider) och MAG (monoglycerider). Vattnet som produceras i förestringsreaktionen hindrar inte bara reaktionens framsteg utan minskar också lipasens aktivitet. Därför är det avgörande att kontrollera lämplig vattenhalt. Vanligtvis är mängden tillförda fria fettsyror större än mängden glycerol för att ge tillräckligt med fria fettsyror för förestring med glycerol, men den bör inte vara för stor, annars kan den vara svår att avlägsna i slutet av reaktionen eller påverka lipasaktiviteten på grund av hög surhetsgrad. Den direkta förestringsmetoden har fördelar som kort reaktionstid, hög produktrenhet och enkla reaktionssteg. Eftersom fria fettsyror är mycket dyra är kostnaden för den direkta förestringsmetoden relativt hög.
2. Partiell hydrolys
Den partiella hydrolysmetoden innebär att TAG reagerar med vatten och enzym för att erhålla en blandning av DAG, MAG och FFA (fria fettsyror). DAG med hög renhet erhålls sedan genom att avlägsna vatten, MAG, FFA och kvarvarande TAG genom molekylär destillation. Den partiella hydrolysmetoden har en enkel reaktionsprocess och låg kostnad. Denna process introducerar dock vatten, vilket kan minska oljans kvalitet, särskilt oljor med hög halt av fleromättade fettsyror. Innan reaktionen sker påverkar vattnets löslighet i fettmaterialet först reaktionshastigheten. Därför tillsätts ofta organiska lösningsmedel eller tensider till den partiella hydrolysreaktionen för att öka reaktanternas ömsesidiga löslighet och förbättra utbytet av DAG.
3. Glycerolys
Glycerolys är den mest ekonomiska metoden för att producera DAG. Enzymatisk glycerolys använder TAG och glycerol som råmaterial under katalysen av lipas för att producera DAG. Under glycerolysprocessen tillsätts glycerol gradvis för att förhindra att glycerol adsorberas på lipasets aktiva plats och påverkar dess katalytiska aktivitet. I likhet med den partiella hydrolysmetoden tillsätts ibland livsmedelsklassade tensider till glycerolysreaktionen för att övervinna problemet med oblandbarhet mellan glycerol och oljor/fetter.
4. Transesterifiering
Transesterifieringsmetoden använder TAG och MAG som råmaterial under katalys av lipas för att producera DAG. Transesterifieringsmetoden involverar två steg: först hydrolysreaktionen av TAG, och sedan förestringsreaktionen mellan lipaset från den hydrolyserade TAG och MAG. Balansen mellan de två stegen hydrolys och förestring är viktig och även en utmaning. Dessutom är den höga kostnaden för MAG ogynnsam för industriell implementering.
IV. Tillämpning av molekylär destillationsteknik vid rening av diglycerider
DAG (diglycerider) är en ny typ av hälsosam olja, men dess innehåll av naturliga oljor och fetter är mycket lågt. Dessutom innehåller råprodukten av artificiellt syntetiserade diglycerider också många andra biprodukter. Därför är reningen av diglycerider mycket viktig. Molekylär destillationsteknik är en av de vanligaste teknikerna i reningsprocessen för diglycerider. Det är också en relativt ny och effektiv separations- och reningsteknik, som uppnår syftet med separation och rening genom att utnyttja skillnaderna i den genomsnittliga fria vägen för molekylär rörelse hos olika ämnen. Den har låg destillationstemperatur, kort uppvärmningstid, hög separationseffektivitet, ingen förorening och ett brett tillämpningsområde. Den är särskilt lämplig för separation och rening av naturprodukter med höga kokpunkter, värmekänslighet och enkel oxidation. Denna metod kan också effektivt undvika termisk nedbrytning av värmekänsliga och lättoxiderade komponenter. Den kan också tillämpas för att separera ämnen med höga kokpunkter eller små skillnader i kokpunkter. Den har breda tillämpningsmöjligheter vid rening av diglycerider. Det finns dock också vissa problem med tillämpningen av molekylär destillationsteknik för rening av diglycerider. Till exempel kräver molekylär destillationsutrustning hög tätningsprestanda och är dyr. För närvarande kan ingen relaterad teknik lösa dessa problem, och det är nödvändigt att integrera nya typer av tekniska medel med molekylär destillationsteknik.
Sammanfattningsvis har tillförlitligheten hos molekylär destillationsteknik demonstrerats fullt ut i praktiken, och den kan främja utvecklingen och framstegen inom grön finkemiteknik. Eftersom molekylär destillationsteknik är nära relaterad till utvecklingen av relaterad teknik, bör Kina ytterligare stärka omfattande tekniska utbyten och samarbete mellan företag, institutioner och universitet, för att lägga en grund för optimering av processparametrar för industriell tillämpning av molekylär destillation. Molekylär destillationsteknik har unika fördelar vid separation och rening av naturläkemedel. Den har använts alltmer i separation och rening av naturläkemedel.
Om du har några frågor gällande molekylär destillationsteknik eller relaterade områden, eller om du vill veta mer, är du välkommen attKontakta oss professionellt team. Vi är dedikerade till att ge dig service av högsta kvalitet ochNyckelfärdiga lösningar.
Publiceringstid: 16 april 2026
