Các ví dụ về chưng cất phân tử

Chưng cất phân tửlà công nghệ tách và tinh chế hiệu quả, thường được sử dụng để xử lý nhiệt độ sôi cao, độ nhớt cao, độ nhạy nhiệt hoặc các hợp chất polymer. Nó sử dụng độ bay hơi khác nhau giữa các phân tử để tách và tinh chế các thành phần trong hỗn hợp.

Nguyên tắc chưng cất dựa trên hai khái niệm chính sau:

Chưng cất: Trong quá trình chưng cất, hỗn hợp được đun nóng và bơm vào thiết bị chưng cất phân tử để tạo thành hơi nước. Hơi nước đi qua một kênh dài và mỏng trong thiết bị chưng cất, được gọi là thiết bị bay hơi. Trong thiết bị bay hơi, nhiệt độ và áp suất được kiểm soát chính xác để đảm bảo rằng chỉ những phân tử có điểm sôi thấp hơn mới bay hơi.

Ngưng tụ: Hơi nước được vận chuyển đến thiết bị ngưng tụ thông qua thiết bị bay hơi, nơi nó tiếp xúc với bề mặt làm mát. Do nhiệt độ của bình ngưng thấp, hơi nước chuyển sang trạng thái lỏng và ngưng tụ thành giọt trên bề mặt bình ngưng. Những giọt này được thu thập và gọi là sản phẩm chưng cất.

Carotenoid là một loại hợp chất sắc tố tồn tại rộng rãi trong thực vật như cà rốt và cà chua. Chúng có đặc tính chống oxy hóa và giá trị dinh dưỡng phong phú, được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm, sản phẩm chăm sóc sức khỏe, mỹ phẩm và các lĩnh vực khác. Sau đây là ứng dụng của quá trình chưng cất trong chiết xuất carotenoid:

Tách các carotenoid khác nhau: Carotenoid là một hỗn hợp phức tạp, bao gồm -carotene, -carotene, lutein và các thành phần khác. Bằng cách điều chỉnh các điều kiện nhiệt độ và áp suất, các thành phần này có thể được tách ra bằng cách chưng cất phân tử. Bởi vì các loại carotenoid khác nhau có độ bay hơi khác nhau nên các thành phần cụ thể có thể được tinh chế và chiết xuất bằng cách chưng cất.

Cải thiện độ tinh khiết và hoạt động: Nó có thể chiết xuất hiệu quả carotenoids từ hỗn hợp và tinh chế chúng đến mức độ tinh khiết cao hơn. Điều này rất quan trọng đối với các sản phẩm carotenoid cần độ tinh khiết cao, chẳng hạn như ngành thực phẩm và mỹ phẩm. Ngoài ra, do quá trình chưng cất được thực hiện ở nhiệt độ thấp và độ chân không cao nên các phản ứng nhiệt phân và oxy hóa của carotenoid có thể giảm đi để duy trì hoạt động của chúng tốt hơn.

Loại bỏ tạp chất: Đối với carotenoid chiết xuất từ ​​​​thực vật, thường có các hợp chất khác cùng tồn tại với chúng, chẳng hạn như chất béo, protein, v.v. Thông qua quá trình chưng cất, carotenoid và tạp chất có thể được tách ra và thu được carotenoid tinh khiết hơn.

Thu được các thành phần cụ thể: Một số thành phần caroten cụ thể quan trọng hơn trong một số ứng dụng, chẳng hạn như ứng dụng -carotene trong màu thực phẩm. Bằng cách điều chỉnh các thông số chưng cất phân tử, các thành phần cụ thể này có thể được chiết xuất và tách chọn lọc để đáp ứng các nhu cầu khác nhau.

Chưng cất phân tửra đời vào những năm 1920, đây là một công nghệ tách mới đang dần xuất hiện với sự nghiên cứu chuyên sâu về lý thuyết chuyển động của khí trong chân không và sự phát triển không ngừng của công nghệ chưng cất chân không.

Khác với quy trình chưng cất truyền thống, quy trình chưng cất là quy trình chưng cất liên tục trong điều kiện chân không cao. Quá trình này là một quá trình chưng cất không thể đảo ngược, được thực hiện ở nhiệt độ cách xa điểm sôi của các chất ở áp suất khí quyển.

Nguyên tắc cơ bản của công nghệ chưng cất là các loại phân tử khác nhau có đường tự do trung bình khác nhau do đường kính hiệu dụng phân tử khác nhau. Theo quan điểm thống kê, khoảng cách bay của các phân tử thoát ra khỏi bề mặt chất lỏng mà không va chạm với các phân tử khác là khác nhau. Việc tách quá trình chưng cất được thực hiện bằng cách sử dụng đặc tính là các phân tử chất lỏng thoát ra khỏi bề mặt chất lỏng sau khi được làm nóng và đường đi tự do trung bình của các loại phân tử khác nhau sau khi thoát ra là khác nhau. Ví dụ, đường tự do trung bình của các phân tử nhẹ lớn và đường tự do trung bình của các phân tử nặng nhỏ, do đó các phân tử nhẹ rơi trên bề mặt ngưng tụ và các phân tử nặng quay trở lại bề mặt chất lỏng ban đầu vì chúng không thể đạt tới điểm ngưng tụ. bề mặt để hỗn hợp có thể được tách ra.

Dầu dễ bay hơi hay còn gọi là tinh dầu và tinh dầu là hỗn hợp các hợp chất có mùi thơm đặc trưng và dược tính được chiết xuất từ ​​thực vật hoặc các nguyên liệu tự nhiên khác. Dầu dễ bay hơi thường là chất lỏng dễ bay hơi, có mùi thơm mạnh và đặc tính chữa bệnh. Compendium of Materia Medica ghi lại các phương pháp chiết xuất và tinh chế dầu long não và long não chi tiết sớm nhất trên thế giới. Dầu dễ bay hơi tồn tại trong các sợi lông tuyến, buồng dầu, ống dẫn dầu, tế bào tiết hoặc ống nhựa của thực vật, chủ yếu ở dạng giọt dầu, một số tồn tại cùng với nhựa và chất nhầy, một số ít tồn tại dưới dạng glycoside.

Các thành phần của dầu dễ bay hơi được thực vật tạo ra trong quá trình trao đổi chất, bao gồm monoterpen, este, aldehyd, xeton, rượu và các thành phần hóa học khác. Những thành phần này góp phần tạo nên mùi thơm đặc biệt và dược tính của dầu dễ bay hơi. Ví dụ, dầu dễ bay hơi của sả có chứa monoterpen như Cyperulene, tạo ra mùi thơm tươi mát như chanh; Dầu dễ bay hơi của hương thảo rất giàu phenol, xeton và aldehyd, có tác dụng kháng khuẩn và kháng vi-rút, cũng như có tác dụng sảng khoái và trí tuệ.

Dầu dễ bay hơi thường được sử dụng trong gia vị, gia vị thực phẩm, mỹ phẩm, y học và các ngành công nghiệp khác, đồng thời cũng được sử dụng rộng rãi trong liệu pháp mùi hương, xoa bóp, hương liệu, muối tắm và các lĩnh vực khác. Dầu dễ bay hơi có thể được chiết xuất bằng nhiều phương pháp khác nhau, trong đó chưng cất là công nghệ phổ biến.

Nguyên nhân ứng dụng rộng rãi củachưng cất phân tửlà hiệu quả phân tách tuyệt vời, khả năng ứng dụng rộng rãi, quy trình trưởng thành và tiết kiệm chi phí cũng như các đặc tính bền vững và thân thiện với môi trường. Cho dù đó là chiết xuất nhiên liệu từ ngành dầu khí hay nhu cầu về các sản phẩm nguyên chất trong các lĩnh vực như dược phẩm, mỹ phẩm và thực phẩm, công nghệ chưng cất có thể đạt được khả năng tách và chiết các chất có độ tinh khiết cao đồng thời đáp ứng yêu cầu về môi trường. Điều này làm cho quá trình chưng cất trở thành một công nghệ tách không thể thiếu và quan trọng trong các ngành công nghiệp khác nhau.