증류와 분자 증류의 차이점은 무엇입니까

증류 및분자 증류원칙, 장비 및 응용 분야에서 분명히 다릅니다.

원칙: 증류는 서로 다른 물질의 끓는점의 차이를 기반으로 하는 전통적인 액체 분리 기술입니다. 구체적으로 증류는 액체 혼합물을 가열하고 기화시킨 다음 증기를 액체로 응축시켜 서로 다른 성분을 분리하는 방법입니다. 증류는 끓는점의 차이를 이용해 물질을 분리하기 때문에 끓는점이 큰 혼합물일수록 증류 효과가 더 좋습니다.

분자 증류 기술은 서로 다른 물질의 분자 운동의 평균 자유 경로의 차이를 기반으로 하는 보다 진보된 액체 분리 기술입니다.분자 증류 매우 낮은 압력에서 작동할 수 있으므로 재료가 쉽게 산화되거나 손상되지 않습니다. 또한, 분자증류의 증류막은 매우 얇아 열전달 효율이 높고 단시간에 물질 분리를 완료할 수 있습니다. 분자 증류는 분자 운동의 자유 경로의 차이를 기반으로 하기 때문에 끓는점이 낮은 혼합물에 대해서도 효과적인 분리를 달성할 수 있습니다.

장비 구성 요소: 증류장치는 구조가 비교적 단순하며 주로 가열실과 증발실로 구성된다. 분자 증류 시스템의 장비 구조는 가열판, 증발기, 응축기, 진공 펌프 등으로 구성되어 복잡합니다.

애플리케이션: 증류는 주로 석유의 분별 등 끓는점이 큰 혼합물을 분리하는 데 사용됩니다. 분자 증류기는 일부 고분자 화합물, 아미노산 및 항생제와 같이 끓는점이 높고 열에 민감하며 산화가 쉬운 물질의 분리에 특히 적합합니다.

일반적인 반응물의 끓는점

• 물(H2O), 끓는점 100도 : 물은 많은 화학반응에서 필수적인 반응물입니다. 예를 들어, 산-염기 중화 반응, 산화환원 반응, 가수분해 반응에는 모두 물이 필요합니다.
• 에탄올(C2H5OH, 끓는점 78.5도): 에탄올은 제약, 화장품, 식품 산업에서 널리 사용되는 유기용매입니다. 이는 또한 에스테르화, 에테르화 및 산 촉매작용과 같은 몇 가지 중요한 반응의 반응물이기도 합니다.
• 암모니아(NH3), 끓는점-33.3 C: 암모니아는 강한 냄새가 나는 무색 가스로 비료, 냉매 및 세제 제조에 중요한 용도로 사용됩니다. 또한 질화 및 암모늄염 제조와 같은 다른 화합물을 합성하는 데 중요한 원료이기도 합니다.
• 산소(O2), 끓는점-183 C: 산소는 활성도가 높은 분자 가스로 유기 합성 및 생물학적 과정에서 중요한 역할을 합니다. 예를 들어, 산화 및 환원 반응에는 모두 산소의 참여가 필요합니다.
• 아지드화나트륨(NaN3), 끓는점 약 250도: 아지드화나트륨은 중요한 무기 화합물로, 아지드 및 아미노 화합물과 같은 다른 화합물을 제조하는 데 사용할 수 있습니다. 이는 또한 에어 패시브 에어백의 주요 화학 폭발물이기도 합니다.
• 이산화탄소(CO2), 끓는점-78.5 C: CO2는 자연계에 널리 존재하는 가스이며 생물학적 과정과 환경에서 중요한 역할을 합니다. 예를 들어 호흡, 광합성 및 산-염기 반응에 참여합니다.

물질의 분자 운동의 평균 자유 경로는 분자가 기체나 액체의 충돌 사이에서 자유롭게 이동할 수 있는 평균 거리를 나타냅니다. 분자 사이의 상호작용과 에너지 전달을 설명하는 중요한 매개변수입니다.

물질 분자 운동의 평균 자유 경로에 영향을 미치는 요인

1. 분자 직경: 분자 직경이 클수록 충돌 가능성이 높아지고 자유 경로가 작아집니다. 이에 반해 분자 직경은 작고 자유 경로는 상대적으로 크다.

2. 분자 농도: 분자 농도가 증가함에 따라 분자 간의 충돌 빈도가 증가하고 자유 경로가 상대적으로 작습니다.

3. 온도: 온도가 증가함에 따라 분자의 평균 운동 에너지가 증가하고 분자 운동 속도가 증가하며 분자의 충돌 빈도가 증가하고 자유 경로가 상대적으로 작습니다.

4. 매체 특성: 매체 내 분자 간의 상호 작용은 분자 운동의 평균 자유 경로에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 상호 작용이 강한 액체에서는 분자간 인력이 크고 자유 경로가 작습니다.

그 과정에서분자 증류, 물질의 분자 운동의 평균 자유 경로는 혼합물로부터의 분리 효과에 영향을 미칩니다. 일반적으로 분자 운동의 평균 자유 경로가 더 작은 물질은 분자간 상호 작용이 약하고 분자 운동의 평균 자유 경로가 크기 때문에 분리가 더 쉽습니다. 따라서 액체 표면에서 "탈출"하여 액체 표면으로 들어가기가 더 쉽습니다. 증기상이며 동시에 응축기에서 재응축되기가 더 쉽습니다. 따라서 분자 증류에서는 일반적으로 분자량이 낮고 끓는점이 낮은 물질이 분리되기 쉽습니다.

분자 증류법에 의한 효율적인 분리에 적합한 분자

• 알코올(에탄올): 알코올은 분자량이 작고 분자간 상호작용이 약하며 혼합물에서 증발하기 쉽습니다. 따라서 양조 및 알코올 생산 과정에서 분자 증류를 통해 알코올을 발효액 또는 혼합물로부터 분리할 수 있습니다.
• 물과 유기 용매: 물과 많은 유기 용매(예: 에테르, 톨루엔 등)를 분리해야 하는 경우가 많습니다. 물의 분자간 상호작용이 크기 때문에 분자운동의 평균자유행로는 작은 반면, 유기용매의 분자간 상호작용은 약하고 분자운동의 평균자유행로는 크다. 따라서 분자증류 과정에서 유기용매가 응축기 상부로 증발하여 분리될 가능성이 높다.
• 석유의 탄화수소: 석유는 메탄, 에탄, 프로판과 같이 탄소 사슬 길이가 다른 많은 탄화수소 화합물을 포함하는 복잡한 혼합물입니다. 서로 다른 탄화수소의 분자량과 분자간 상호 작용력은 상당히 다르기 때문에 분자 증류로 분리할 수 있습니다.
• 에센셜 오일의 향미 성분: 에센셜 오일은 식물에서 추출한 복잡한 혼합물로 멘톨, 유칼립투스 오일과 같은 향기로운 화합물이 많이 포함되어 있습니다. 이러한 향료 성분은 일반적으로 분자량이 작고 분자간 상호 작용이 약하여 분자 증류에 의한 분리 및 정제에 적합합니다.

분자 증류 기술은 정제된 어유와 같은 동물로부터 천연물을 추출하는 데 널리 사용됩니다. 피쉬 오일(Fish Oil)은 지방이 많은 생선에서 추출한 기름의 일종입니다. 생선 기름에는 시스 고도 불포화 지방산인 에이코사펜타엔산(EPA)과 도코사헥사엔산(DHA)이 풍부합니다. 혈소판 응집을 억제하고 혈액 점도를 낮추며 염증과 암에 저항하고 면역력을 높이는 효과가 있습니다. 잠재적인 천연의약품이자 기능성 식품으로 여겨지고 있습니다. 전통적인 분리 방법에는 요소함유 침전과 동결이 포함되며 회수율이 낮습니다.

요소함유침전법을 이용하면 제품으로부터 포화지방산과 저불포화지방산을 효과적으로 제거하고 제품 내 DHA와 EPA의 함량을 높일 수 있으나, DHA와 EPA로부터 기타 고도불포화지방산을 분리하는 것은 어렵다. DHA+EPA 함유로 만들 수 있음<80%. In addition, the product has heavy color, strong fishy smell and high peroxide value. The product needs further decoloration and deodorization, and the recovery rate is only 16%. Because the average free path of impurity fatty acids in the material is similar to EPA and DHA ethyl ester, 분자 증류w(EPA+DHA)=72.5%만 만들 수 있지만 회수율은 70% 이상에 달할 수 있습니다. 제품은 색상이 좋고 냄새가 순수하며 과산화물가가 낮으며 혼합물은 DHA와 EPA의 함량이 다른 제품으로 나눌 수 있습니다. 따라서 분자증류 기술은 EPA와 DHA를 분리, 정제하는 효과적인 방법입니다.