نمونه هایی از تقطیر مولکولی

تقطیر مولکولییک فناوری جداسازی و تصفیه کارآمد است که اغلب برای درمان نقطه جوش بالا، ویسکوزیته بالا، حساسیت حرارتی یا ترکیبات پلیمری استفاده می شود. از فراریت متفاوت بین مولکول ها برای جداسازی و خالص سازی اجزای مخلوط استفاده می کند.

اصل تقطیر بر دو مفهوم کلیدی زیر استوار است:

تقطیر: در فرآیند تقطیر، مخلوط گرم شده و به تجهیزات تقطیر مولکولی تزریق می شود تا بخار تشکیل شود. بخار از یک کانال بلند و نازک در تجهیزات تقطیر عبور می کند که به آن اواپراتور می گویند. در اواپراتور، دما و فشار دقیقاً کنترل می شود تا اطمینان حاصل شود که فقط مولکول هایی با نقطه جوش پایین تر تبخیر می شوند.

چگالش: بخار از طریق اواپراتور به کندانسور منتقل می شود و در آنجا با سطح خنک کننده تماس می گیرد. به دلیل دمای پایین کندانسور، بخار به حالت مایع تبدیل شده و به صورت قطرات در سطح کندانسور متراکم می شود. این قطرات جمع آوری شده و محصولات تقطیر نامیده می شوند.

کاروتنوئیدها نوعی ترکیبات رنگدانه ای هستند که به طور گسترده در گیاهانی مانند هویج و گوجه فرنگی وجود دارند. آنها دارای خواص آنتی اکسیدانی غنی و ارزش غذایی هستند و به طور گسترده در مواد غذایی، محصولات مراقبت های بهداشتی، آرایشی و بهداشتی و سایر زمینه ها استفاده می شوند. موارد زیر کاربرد تقطیر در استخراج کاروتنوئیدها است:

جداسازی کاروتنوئیدهای مختلف: کاروتنوئیدها مخلوط پیچیده ای هستند که شامل -کاروتن، -کاروتن، لوتئین و سایر اجزا است. با تنظیم شرایط دما و فشار می توان این اجزا را با تقطیر مولکولی جدا کرد. از آنجایی که انواع مختلف کاروتنوئیدها فراریت متفاوتی دارند، می توان اجزای خاصی را با تقطیر خالص و استخراج کرد.

بهبود خلوص و فعالیت: می تواند به طور موثر کاروتنوئیدها را از مخلوط استخراج کرده و آنها را تا سطح خلوص بالاتر خالص کند. این برای محصولات کاروتنوئیدی که به خلوص بالا نیاز دارند، مانند صنایع غذایی و آرایشی بسیار مهم است. علاوه بر این، از آنجا که تقطیر در دمای پایین و خلاء بالا انجام می شود، واکنش های پیرولیز و اکسیداسیون کاروتنوئیدها را می توان کاهش داد تا فعالیت خود را بهتر حفظ کنند.

حذف ناخالصی ها: برای کاروتنوئیدهای استخراج شده از گیاهان معمولاً ترکیبات دیگری مانند چربی، پروتئین و غیره با آنها وجود دارد که از طریق تقطیر می توان کاروتنوئیدها و ناخالصی ها را جدا کرد و کاروتنوئیدهای خالص تری به دست آورد.

به دست آوردن اجزای خاص: برخی از اجزای کاروتنوئیدی خاص در برخی کاربردها مانند کاربرد -کاروتن در رنگ‌های غذایی اهمیت بیشتری دارند. با تنظیم پارامترهای تقطیر مولکولی، می توان این اجزای خاص را به طور انتخابی استخراج و جدا کرد تا نیازهای مختلف را برآورده کند.

تقطیر مولکولیدر دهه 1920 به وجود آمد و این یک فناوری جداسازی جدید است که به تدریج با مطالعه عمیق تئوری حرکت گاز در خلاء و توسعه مداوم فناوری تقطیر خلاء ظهور کرد.

متفاوت از فرآیند تقطیر سنتی، فرآیند تقطیر یک فرآیند تقطیر مداوم تحت خلاء بالا است. این فرآیند یک فرآیند تقطیر برگشت ناپذیر است که در دمایی دور از نقطه جوش مواد در فشار اتمسفر انجام می شود.

اصل اساسی فناوری تقطیر این است که انواع مختلف مولکول ها به دلیل قطرهای موثر مولکولی متفاوت، مسیرهای آزاد متوسط ​​متفاوتی دارند. از نظر آماری، فاصله پرواز مولکول هایی که بدون برخورد با مولکول های دیگر از سطح مایع خارج می شوند، متفاوت است. جداسازی تقطیر با استفاده از این خاصیت محقق می شود که مولکول های مایع پس از گرم شدن از سطح مایع خارج می شوند و میانگین مسیرهای آزاد انواع مختلف مولکول ها پس از فرار متفاوت است. به عنوان مثال، متوسط ​​مسیر آزاد مولکول های نور بزرگ و متوسط ​​مسیر آزاد مولکول های سنگین کوچک است، به طوری که مولکول های سبک روی سطح تراکم می افتند و مولکول های سنگین به دلیل عدم رسیدن به تراکم به سطح مایع اولیه باز می گردند. سطح، به طوری که مخلوط می تواند جدا شود.

روغن فرار که با نام های اسانس و اسانس نیز شناخته می شود، مخلوطی از ترکیبات با عطر و خواص دارویی خاص است که از گیاهان یا سایر مواد طبیعی استخراج می شود. روغن فرار معمولاً مایعی بسیار فرار با عطر قوی و خواص دارویی است. خلاصه‌ای از Materia Medica اولین روش‌های دقیق استخراج و تصفیه روغن کافور و کافور را در جهان ثبت می‌کند. روغن فرار در کرک های غدد، اتاق های روغن، لوله های روغن، سلول های ترشحی یا مجاری رزینی گیاهان وجود دارد، بیشتر به صورت قطرات روغن، برخی با رزین و مخاط و تعداد کمی به صورت گلیکوزید وجود دارند.

اجزای روغن فرار توسط گیاهان در فرآیند متابولیسم تولید می شوند که شامل مونوترپن ها، استرها، آلدئیدها، کتون ها، الکل ها و سایر اجزای شیمیایی می شود. این اجزا به عطر خاص و خواص دارویی روغن فرار کمک می کنند. به عنوان مثال، روغن فرار علف لیمو حاوی مونوترپن هایی مانند سیپرولن است که عطر تازه ای مانند لیمو ارائه می دهد. روغن فرار رزماری سرشار از فنل‌ها، کتون‌ها و آلدئیدها است که دارای اثرات ضدباکتریایی و ضدویروسی و همچنین اثرات طراوت‌بخش و معنوی هستند.

روغن فرار اغلب در ادویه جات ترشی جات، چاشنی غذا، لوازم آرایشی، پزشکی و سایر صنایع استفاده می شود و همچنین به طور گسترده در رایحه درمانی، ماساژ، رایحه درمانی، نمک های حمام و سایر زمینه ها استفاده می شود. روغن فرار را می توان با روش های مختلفی استخراج کرد که در میان آنها تقطیر یک فناوری رایج است.

دلیل استفاده گسترده ازتقطیر مولکولیاثر جداسازی عالی، کاربرد گسترده، فرآیند بالغ و مقرون به صرفه و ویژگی های سازگار با محیط زیست و پایدار آن است. فناوری تقطیر چه استخراج سوخت از صنعت نفت باشد و چه تقاضا برای محصولات خالص در زمینه‌هایی مانند داروسازی، آرایشی و بهداشتی و مواد غذایی، می‌تواند به جداسازی و استخراج مواد با خلوص بالا و در عین حال برآورده کردن الزامات زیست‌محیطی دست یابد. این امر تقطیر را به یک فناوری جداسازی ضروری و مهم در صنایع مختلف تبدیل می کند.