Anvendelse af molekylær destillationsteknologi til rensning af diglycerider

Abstrakt: Molekylær destillation, også kendt som kortvejsdestillation, er en ikke-ligevægtsdestillationsproces, der opnår separation af stoffer under højt vakuum baseret på forskelle i den gennemsnitlige frie bane for molekylær bevægelse af forskellige stoffer. Molekylær destillationsteknologi har høj vakuumgrad, lav destillationstemperatur, kort opvarmningstid og høj separationseffektivitet. Derfor kan den yderligere reducere separationsomkostningerne for materialer med højt kogepunkt, beskytte kvaliteten af ​​varmefølsomme materialer og er egnet til separation og rensning af stoffer med højt kogepunkt, der er varmefølsomme og let oxiderbare. I øjeblikket er molekylær destillationsteknologi blevet anvendt i industrier som petrokemisk industri, finkemisk industri og fødevareindustrien. Denne artikel analyserer anvendelsen af ​​molekylær destillationsteknologi i rensningen af ​​diglycerider.

Nøgleord: Molekylær destillationsteknologi; diglycerider; rensningsanvendelse

I kemisk produktion findes mange stoffer i form af blandinger. For at opfylde kravene til produktion og anvendelse skal disse stoffer separeres til en vis renhed. Blandt forskellige separationsmetoder er destillation en almindelig metode, og molekylær destillationsteknologi tilbyder mange betydelige fordele. I øjeblikket, med den hurtige udvikling af den kemiske industri, er sektoren begyndt at lægge større vægt på teknologiske fremskridt og fremskridt. Ved anvendelse af molekylær destillationsteknologi skal aspekter som produktionsprocessen og slutprodukterne drives og praktiseres ud fra et grønt perspektiv, hvorved grøn finkemisk udvikling bliver en realitet.

I.Oversigt over molekylær destillationsteknologi

1. Grundlæggende principper for molekylær destillationsteknologi

Molekylær destillationsteknologi er en fremvoksende kemisk produktionsteknik, der har tiltrukket sig betydelig opmærksomhed både nationalt og internationalt. Dens unikke træk ligger i, at den er en fysisk separationsteknologi, der adskiller sig væsentligt fra traditionelle destillationsmetoder, og den er markant bedre end traditionel destillation med hensyn til teknisk kapacitet og separationseffektivitet. Drivkraften bag separation i molekylær destillationsteknologi kommer fra bevægelsen af ​​molekyler af forskellige stoffer og de resulterende forskelle i deres gennemsnitlige frie baner. Når trykket i separatoren falder, og temperaturen stiger, accelererer molekylær bevægelse, hvilket fører til en reduktion i molekyldiameteren. Efterhånden som separatoren er i drift, bliver forskellene i molekyldiametre stadig større, hvilket i sidste ende opnår separation af stofferne. Separationsanordningen omfatter en fordamper, varmeplader, kondenseringsplader osv. Under et højvakuummiljø forårsager den samtidige drift af varmepladerne og kondenseringspladerne, at molekyler i den blandede råvæske adskilles og strømmer mod kondenseringspladerne, hvilket i sidste ende opnår en vellykket separation.

2. Nøgleteknologier inden for molekylær destillation

For at molekylær destillationsteknologi kan spille en væsentlig rolle i produktionen af ​​grønne finkemikalier, er det nødvendigt at analysere de nøgleteknologier, der anvendes i destillationsprocessen, grundigt. Kun med en grundig forståelse kan anvendelsen af ​​denne teknologi opnå bedre resultater. Adskillige nøgletekniske midler anvendes i molekylær destillation. Den første er højvakuumforseglingsteknologi. Dette er nøglen til en problemfri implementering af hele den molekylære destillationsprocessen. Brugen af ​​højvakuumforseglingsteknologi kan skabe et vakuummiljø til molekylær destillation og derved sikre normal drift af efterfølgende molekylære destillationsprocesser. Den molekylære destillationsfordamper er også en vigtig del af teknologien. I processen med at anvende molekylær destillationsteknologi er det vigtigt at sikre, at fordamperens struktur opfylder produktionskravene for at garantere materialeseparation af høj kvalitet. Derudover er der materialetransportsystemet. Dette fungerer som pulsåren for driften af ​​molekylær destillationsteknologi. Dette system skal optimeres yderligere for at forbedre pålideligheden af ​​molekylær destillationsteknologi og sikre dens fortsatte udvikling.

II. Principper og karakteristika for molekylær destillation

1. Grundlæggende principper

Konventionel destillation er baseret på damp-væske-ligevægt kombineret med forskellene i relativ flygtighed mellem komponenterne, og separationen udføres ved blandingens kogepunktstemperatur. Molekylær destillation opnår derimod separation mellem stoffer under højvakuum baseret på forskelle i den gennemsnitlige frie bane for molekylær bevægelse af forskellige stoffer. Molekylær destillation er en højvakuumdestillationsproces, hvor separation udføres under stoffernes kogepunkt, hvilket gør det til en fuldstændig ikke-ligevægtsdestillationsproces. Under molekylær destillation har lette komponentmolekyler en stor gennemsnitlig fri bane, mens tunge komponentmolekyler har en lille gennemsnitlig fri bane. Hvis en kondenserende overflade placeres i en afstand fra fordampningsoverfladen, der er mindre end den gennemsnitlige frie bane for de lette komponentmolekyler, men større end den for de tunge komponentmolekyler, vil de lette komponentmolekyler falde ned på den kondenserende overflade og kondenseres. Dette forstyrrer den dynamiske ligevægt i deres molekylære bevægelse, hvilket får dem til kontinuerligt at undslippe. I mellemtiden vender de tunge komponentmolekyler, der ikke er i stand til at nå den kondenserende overflade, tilbage til den oprindelige væskeoverflade og nærmer sig hurtigt en dynamisk ligevægt. Således adskilles de forskellige komponenter i blandingen.

2. Fordele og begrænsninger ved molekylær destillationsteknologi

Baseret på driftsprincipperne for molekylær destillationsteknologi kan flere karakteristika opsummeres. For det første kræver separationsprocessen ved molekylær destillation, i modsætning til konventionel destillation, ikke et miljø med høj temperatur. Dette skyldes, at molekylær destillation primært er afhængig af molekylær bevægelse for separation, ikke af kogepunkter. Derfor bør temperaturen i praktisk drift holdes under kogepunktet. Sammenlignet med konventionel destillation kræver molekylær destillation et lavere tryk, og en reduktion i trykket fører til et fald i kogepunktet. Da den temperatur, der kræves af denne teknologi, ikke behøver at nå kogepunktet, er driftstemperaturen ved molekylær destillation uundgåeligt lavere end ved konventionel destillation. Molekylær destillation er en ikke-ligevægtsdestillationsproces med flere fordele. Den første er lav driftstemperatur. Ved molekylær destillation kan separation opnås uden at nå kogetilstanden, hvis dampmolekyler undslipper fra den flydende fase. En anden fordel er lavt driftstryk. For at opnå en tilstrækkelig stor gennemsnitlig fri vej skal destillationstrykket reduceres. Fordi molekylær destillationsudstyr er simpelt, og det indre trykfald er lille, kan et højere vakuum opnås. Dernæst er der kort opvarmningstid. Baseret på princippet om molekylær destillation når lette molekyler, der undslipper fra fordampningsoverfladen, den kondenserende overflade næsten uden kollisioner, hvilket resulterer i en meget kort opvarmningstid. Derudover er separationseffektiviteten høj. Samtidig skal molekylær destillation opfylde flere betingelser. For det første skal der være en vis forskel i de gennemsnitlige frie baner for de lette og tunge komponentmolekyler. For det andet skal afstanden mellem fordampningsoverfladen og den kondenserende overflade være mindre end de lette komponentmolekylers gennemsnitlige frie baner. Sammenlignet med konventionel destillation har molekylær destillation mange enestående fordele, men den har også visse begrænsninger. Fordi molekylær destillation kræver separation under højt vakuum, nødvendiggør den relativt dyrt udstyr og højere design- og tekniske krav.

III. Enzymatisk syntese af diglycerider

1. Esterificering

Esterificering bruger glycerol og frie fedtsyrer som råmaterialer og lipase som katalysator til at producere DAG (diglycerider). Under esterificeringsprocessen genereres biprodukter såsom TAG (triglycerider) og MAG (monoglycerider). Vandet, der produceres i esterificeringsreaktionen, hindrer ikke kun reaktionens fremadskriden, men reducerer også lipasens aktivitet. Derfor er det afgørende at kontrollere det passende vandindhold. Typisk er mængden af ​​tilførte frie fedtsyrer større end mængden af ​​glycerol for at give tilstrækkelige frie fedtsyrer til esterificering med glycerol, men den bør ikke være for stor, da den ellers kan være vanskelig at fjerne ved afslutningen af ​​reaktionen eller påvirke lipaseaktiviteten på grund af høj surhedsgrad. Den direkte esterificeringsmetode har fordele såsom kort reaktionstid, høj produktrenhed og enkle reaktionstrin. Da frie fedtsyrer er meget dyre, er omkostningerne ved den direkte esterificeringsmetode imidlertid relativt høje.

2. Delvis hydrolyse

Den partielle hydrolysemetode involverer reaktion af TAG med vand og enzym for at opnå en blanding af DAG, MAG og FFA (frie fedtsyrer). DAG med høj renhed opnås derefter ved at fjerne vand, MAG, FFA og resterende TAG gennem molekylær destillation. Den partielle hydrolysemetode har en simpel reaktionsproces og lave omkostninger. Denne proces introducerer dog vand, hvilket kan reducere oliens kvalitet, især olier med et højt indhold af flerumættede fedtsyrer. Før reaktionen finder sted, påvirker vandets opløselighed i fedtmaterialet først reaktionshastigheden. Derfor tilsættes ofte organiske opløsningsmidler eller overfladeaktive stoffer til den partielle hydrolysereaktion for at øge reaktanternes gensidige opløselighed og forbedre udbyttet af DAG.

3. Glycerolyse

Glycerolyse er den mest økonomiske metode til fremstilling af DAG. Enzymatisk glycerolyse bruger TAG og glycerol som råmaterialer under katalysen af ​​lipase til at producere DAG. Under glycerolyseprocessen tilsættes glycerol gradvist for at forhindre glycerol i at adsorbere på lipasens aktive sted og påvirke dens katalytiske aktivitet. I lighed med den partielle hydrolysemetode tilsættes fødevaregodkendte overfladeaktive stoffer undertiden til glycerolysereaktionen for at overvinde problemet med manglende blandbarhed mellem glycerol og olier/fedtstoffer.

4. Transesterificering

Transesterificeringsmetoden bruger TAG og MAG som råmaterialer under katalysen af ​​lipase til at producere DAG. Transesterificeringsmetoden involverer to trin: først hydrolysereaktionen af ​​TAG, og derefter esterificeringsreaktionen mellem lipasen fra den hydrolyserede TAG og MAG. Balancen mellem de to trin hydrolyse og esterificering er afgørende og også en udfordring. Desuden er den høje pris for MAG ugunstig for industriel implementering.

IV. Anvendelse af molekylær destillationsteknologi til rensning af diglycerider

DAG (diglycerider) er en ny type sund olie, men dens indhold af naturlige olier og fedtstoffer er meget lavt. Desuden indeholder råproduktet af kunstigt syntetiserede diglycerider også mange andre biprodukter. Derfor er rensningen af ​​diglycerider meget vigtig. Molekylær destillationsteknologi er en af ​​de mest almindeligt anvendte teknologier i rensningsprocessen for diglycerider. Det er også en relativt ny og effektiv separations- og rensningsteknologi, der opnår formålet med separation og rensning ved at udnytte forskellene i den gennemsnitlige frie bane for molekylær bevægelse af forskellige stoffer. Den har lav destillationstemperatur, kort opvarmningstid, høj separationseffektivitet, ingen forurening og et bredt anvendelsesområde. Den er især velegnet til separation og rensning af naturlige produkter med høje kogepunkter, varmefølsomhed og let oxidation. Denne metode kan også effektivt undgå termisk nedbrydning af varmefølsomme og let oxiderende komponenter. Den kan også anvendes til at separere stoffer med høje kogepunkter eller små forskelle i kogepunkter. Den har brede anvendelsesmuligheder i rensningen af ​​diglycerider. Der er dog også nogle problemer ved anvendelsen af ​​molekylær destillationsteknologi til rensning af diglycerider. For eksempel kræver molekylær destillationsudstyr høj tætningsevne og er dyrt. I øjeblikket kan ingen lignende teknologi løse disse problemer, og det er nødvendigt at integrere nye typer tekniske midler med molekylær destillationsteknologi.

Kort sagt er pålideligheden af ​​molekylær destillationsteknologi fuldt ud demonstreret i praksis, og den kan fremme udviklingen og fremskridtet inden for grøn finkemiteknik. Da molekylær destillationsteknologi er tæt forbundet med udviklingen af ​​relaterede teknologier, bør Kina yderligere styrke omfattende teknisk udveksling og samarbejde mellem virksomheder, institutioner og universiteter for at lægge et fundament for optimering af procesparametre til industriel anvendelse af molekylær destillation. Molekylær destillationsteknologi har unikke fordele i separation og rensning af naturmedicin. Den er blevet i stigende grad anvendt i separation og rensning af naturmedicin.

Hvis du har spørgsmål vedrørende molekylær destillationsteknologi eller relaterede områder, eller hvis du gerne vil vide mere, er du velkommen til atKontakt os professionelt team. Vi er dedikeret til at give dig service af højeste kvalitet ogNøglefærdige løsninger.