Apa Perbedaan Distilasi dan Distilasi Molekuler

Distilasi dandistilasi molekulerjelas berbeda dalam prinsip, peralatan dan aplikasi.

Prinsip: Distilasi adalah teknologi pemisahan cairan tradisional yang didasarkan pada perbedaan titik didih berbagai zat. Secara khusus, distilasi adalah metode pemisahan berbagai komponen dengan memanaskan campuran cairan dan menguapkannya, lalu mengembunkan uap tersebut menjadi cairan. Distilasi menggunakan perbedaan titik didih untuk memisahkan zat, sehingga efek distilasi lebih baik untuk campuran dengan titik didih besar.

Teknologi distilasi molekuler adalah teknologi pemisahan cairan yang lebih maju, yang didasarkan pada perbedaan jalur bebas rata-rata gerak molekul berbagai zat.Distilasi molekuler dapat dioperasikan pada tekanan yang sangat rendah, sehingga material tidak mudah teroksidasi dan rusak. Selain itu, membran distilasi pada distilasi molekuler sangat tipis sehingga memiliki efisiensi perpindahan panas yang tinggi dan dapat menyelesaikan pemisahan zat dalam waktu singkat. Karena distilasi molekuler didasarkan pada perbedaan jalur bebas gerak molekul, distilasi ini juga dapat mencapai pemisahan yang efektif untuk campuran dengan titik didih kecil.

Komponen peralatan: Peralatan distilasi memiliki struktur yang relatif sederhana dan sebagian besar terdiri dari ruang pemanas dan ruang penguapan. Struktur peralatan sistem distilasi molekuler sangat kompleks, terdiri dari pelat pemanas, evaporator, kondensor, pompa vakum, dan sebagainya.

Aplikasi: Distilasi terutama digunakan untuk memisahkan campuran dengan titik didih yang besar, seperti fraksinasi minyak bumi. Mesin distilasi molekuler sangat cocok untuk pemisahan zat dengan titik didih tinggi, sensitif terhadap panas, dan mudah teroksidasi, seperti beberapa senyawa polimer, asam amino, dan antibiotik.

Titik didih reaktan biasa

• Air (H2O), titik didih 100 derajat : Air merupakan reaktan penting dalam banyak reaksi kimia. Misalnya, reaksi netralisasi asam basa, reaksi redoks, dan reaksi hidrolisis semuanya membutuhkan air untuk ikut serta.
• Etanol (C2H5OH, titik didih 78,5 derajat): Etanol adalah pelarut organik yang banyak digunakan dalam industri farmasi, kosmetik, dan makanan. Ini juga merupakan reaktan dari beberapa reaksi penting, seperti esterifikasi, eterifikasi dan katalisis asam.
• Amonia (NH3), titik didih-33.3 C: Amonia adalah gas tidak berwarna dengan bau menyengat, yang memiliki aplikasi penting dalam pembuatan pupuk, zat pendingin, dan deterjen. Ini juga merupakan bahan mentah penting untuk sintesis senyawa lain, seperti nitrasi dan pembuatan garam amonium.
• Oksigen (O2), titik didih-183 C: Oksigen adalah gas molekuler yang sangat aktif, yang berperan penting dalam sintesis organik dan proses biologis. Misalnya, reaksi oksidasi dan reduksi memerlukan partisipasi oksigen.
• Natrium azida (NaN3), titik didih sekitar 250 derajat : Natrium azida merupakan senyawa anorganik penting, yang dapat digunakan untuk membuat senyawa lain, seperti senyawa azida dan amino. Ini juga merupakan bahan peledak kimia utama di kantung udara pasif udara.
• Karbon dioksida (CO2), titik didih-78.5 C: CO2 adalah gas yang banyak terdapat di alam dan berperan penting dalam proses biologis dan lingkungan. Misalnya, ia berpartisipasi dalam respirasi, fotosintesis, dan reaksi asam-basa.

Jalur bebas rata-rata pergerakan molekul suatu materi mengacu pada jarak rata-rata yang dapat ditempuh molekul dengan bebas antara tumbukan dalam gas atau cairan. Ini adalah parameter penting untuk menggambarkan interaksi dan transfer energi antar molekul.

Faktor-faktor yang mempengaruhi jalur bebas rata-rata gerak molekul suatu materi

1. Diameter molekul: Semakin besar diameter molekul, semakin besar kemungkinan tumbukan dan semakin kecil jalur bebasnya. Sebaliknya, diameter molekulnya kecil dan jalur bebasnya relatif besar.

2. Konsentrasi molekul: dengan meningkatnya konsentrasi molekul, frekuensi tumbukan antar molekul meningkat dan jalur bebasnya relatif kecil.

3. Suhu: dengan meningkatnya suhu, energi kinetik rata-rata molekul meningkat, kecepatan gerak molekul meningkat, frekuensi tumbukan molekul meningkat, dan jalur bebas relatif kecil.

4. Sifat medium : interaksi antar molekul dalam medium mempunyai pengaruh terhadap rata-rata jalur bebas gerak molekul. Misalnya, dalam cairan dengan interaksi kuat, gaya tarik menarik antarmolekulnya besar dan jalur bebasnya kecil.

Dalam prosesdistilasi molekuler, jalur bebas rata-rata gerak molekul suatu zat akan mempengaruhi efek pemisahannya dari campuran. Secara umum, zat yang mempunyai jalur bebas rata-rata gerak molekul lebih kecil lebih mudah untuk dipisahkan, karena interaksi antarmolekulnya lemah dan rata-rata jalur bebas gerak molekulnya besar, sehingga lebih mudah “melarikan diri” dari permukaan cairan dan masuk ke dalam cairan. fase uap, dan pada saat yang sama lebih mudah untuk dikondensasikan kembali di kondensor. Oleh karena itu, dalam distilasi molekuler, secara umum zat dengan berat molekul rendah dan titik didih rendah lebih mudah dipisahkan.

Molekul yang cocok untuk pemisahan efisien dengan metode distilasi molekuler

• Alkohol (etanol): Berat molekul alkohol kecil, interaksi antarmolekul lemah, dan mudah menguap dari campuran. Oleh karena itu, dalam proses pembuatan bir dan produksi alkohol, alkohol dapat dipisahkan dari kaldu atau campuran fermentasi melalui distilasi molekuler.
• Pelarut air dan organik: Air dan banyak pelarut organik (seperti eter, toluena, dll.) sering kali perlu dipisahkan. Karena interaksi antarmolekul air besar, jalur bebas rata-rata gerak molekul kecil, sedangkan interaksi antarmolekul pelarut organik lemah dan jalur bebas rata-rata gerak molekul besar. Oleh karena itu, dalam proses distilasi molekuler, pelarut organik lebih cenderung menguap ke bagian atas kondensor dan dipisahkan.
• Hidrokarbon dalam minyak bumi: Minyak bumi merupakan campuran kompleks yang mengandung banyak senyawa hidrokarbon dengan panjang rantai karbon berbeda, seperti metana, etana, dan propana. Karena berat molekul dan gaya interaksi antarmolekul berbagai hidrokarbon sangat berbeda, maka hidrokarbon dapat dipisahkan dengan distilasi molekuler.
• Komponen perasa dalam minyak atsiri: Minyak atsiri merupakan campuran kompleks yang diekstraksi dari tumbuhan, yang mengandung banyak senyawa wangi, seperti mentol dan minyak kayu putih. Komponen parfum ini biasanya memiliki berat molekul kecil dan interaksi antarmolekul yang lemah, sehingga cocok untuk pemisahan dan pemurnian dengan distilasi molekuler.

Teknologi distilasi molekuler banyak digunakan untuk mengekstraksi produk alami dari hewan, seperti minyak ikan olahan. Minyak ikan adalah sejenis minyak yang diekstraksi dari ikan berlemak. Minyak ikan kaya akan asam lemak tak jenuh tinggi cis, asam eicosapentaenoic (EPA) dan asam docosahexaenoic (DHA). Ini memiliki efek menghambat agregasi trombosit, mengurangi kekentalan darah, melawan peradangan, kanker dan meningkatkan kekebalan. Ini dianggap sebagai obat alami dan makanan fungsional yang potensial. Metode pemisahan tradisional meliputi pengendapan dan pembekuan inklusi urea, dan tingkat pemulihannya rendah.

Penggunaan metode pengendapan inklusi urea dapat secara efektif menghilangkan asam lemak jenuh dan tak jenuh rendah dari produk serta meningkatkan kandungan DHA dan EPA dalam produk, namun sulit untuk memisahkan asam lemak tak jenuh tinggi lainnya dari DHA dan EPA. Dapat membuat w(DHA+EPA)<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, distilasi molekulerhanya dapat menghasilkan w(EPA+DHA)=720,5%, namun tingkat pemulihannya bisa mencapai lebih dari 70%. Produk ini memiliki warna yang bagus, bau yang murni dan nilai peroksida yang rendah, dan campuran tersebut dapat dibagi menjadi produk dengan kandungan DHA dan EPA yang berbeda. Oleh karena itu, teknologi distilasi molekuler merupakan metode yang efektif untuk memisahkan dan memurnikan EPA dan DHA.