أمثلة على التقطير الجزيئي
Sep 26, 2023
ترك رسالة
التقطير الجزيئيهي تقنية فصل وتنقية فعالة، والتي غالبًا ما تستخدم لمعالجة نقطة الغليان العالية، أو اللزوجة العالية، أو الحساسية للحرارة أو مركبات البوليمر. يستخدم التطاير المختلف بين الجزيئات لفصل وتنقية المكونات الموجودة في الخليط.
يعتمد مبدأ التقطير على المفهومين الرئيسيين التاليين:
التقطير: في عملية التقطير، يتم تسخين الخليط وحقنه في معدات التقطير الجزيئي لتكوين البخار. يمر البخار عبر قناة طويلة ورفيعة في معدات التقطير، والتي تسمى المبخر. في المبخر، يتم التحكم في درجة الحرارة والضغط بدقة لضمان تبخر الجزيئات ذات نقاط الغليان المنخفضة فقط.
التكثيف: يتم نقل البخار إلى المكثف من خلال المبخر، حيث يلامس سطح التبريد. بسبب انخفاض درجة حرارة المكثف، يتحول البخار إلى حالة سائلة ويتكثف على شكل قطرات على سطح المكثف. يتم جمع هذه القطرات وتسمى منتجات التقطير.
الكاروتينات هي نوع من المركبات الصبغية، والتي توجد على نطاق واسع في النباتات، مثل الجزر والطماطم. لديهم خصائص مضادة للأكسدة غنية وقيمة غذائية، وتستخدم على نطاق واسع في المواد الغذائية ومنتجات الرعاية الصحية ومستحضرات التجميل وغيرها من المجالات. وفيما يلي تطبيق التقطير في استخلاص الكاروتينويد:
فصل الكاروتينات المختلفة: الكاروتينات عبارة عن خليط معقد يشمل - كاروتين، - كاروتين، لوتين ومكونات أخرى. ومن خلال ضبط ظروف درجة الحرارة والضغط، يمكن فصل هذه المكونات عن طريق التقطير الجزيئي. نظرًا لأن الأنواع المختلفة من الكاروتينات لها تقلبات مختلفة، فيمكن تنقية مكونات معينة واستخلاصها عن طريق التقطير.
تحسين النقاء والنشاط: يمكنه استخلاص الكاروتينات بشكل فعال من الخليط وتنقيتها إلى مستوى نقاء أعلى. وهذا مهم جدًا بالنسبة لمنتجات الكاروتينويد التي تحتاج إلى درجة نقاء عالية، مثل الصناعات الغذائية ومستحضرات التجميل. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن التقطير يتم عند درجة حرارة منخفضة وفراغ عالٍ، يمكن تقليل تفاعلات الانحلال الحراري والأكسدة للكاروتينات، وذلك للحفاظ على نشاطها بشكل أفضل.
إزالة الشوائب: بالنسبة للكاروتينات المستخرجة من النباتات، عادة ما تكون هناك مركبات أخرى تتعايش معها، مثل الدهون والبروتين وغيرها. ومن خلال التقطير يمكن فصل الكاروتينات والشوائب ويمكن الحصول على كاروتينات أنقى.
الحصول على مكونات محددة: بعض مكونات الكاروتينات المحددة تكون أكثر أهمية في بعض التطبيقات، مثل تطبيق الكاروتين في تلوين الطعام. ومن خلال ضبط معلمات التقطير الجزيئي، يمكن استخلاص هذه المكونات المحددة وفصلها بشكل انتقائي لتلبية الاحتياجات المختلفة.
التقطير الجزيئيظهرت إلى الوجود في عشرينيات القرن الماضي، وهي تقنية فصل جديدة تظهر تدريجياً مع الدراسة المتعمقة لنظرية حركة الغاز في الفراغ والتطور المستمر لتقنية التقطير الفراغي.
تختلف عملية التقطير عن عملية التقطير التقليدية، فهي عملية تقطير مستمرة تحت فراغ عالٍ. هذه العملية هي عملية تقطير لا رجعة فيها، تتم عند درجة حرارة بعيدة عن نقطة غليان المواد عند الضغط الجوي.
المبدأ الأساسي لتقنية التقطير هو أن الأنواع المختلفة من الجزيئات لها مسارات حرة متوسطة مختلفة بسبب اختلاف أقطارها الجزيئية الفعالة. من الناحية الإحصائية، تختلف مسافة طيران الجزيئات التي تهرب من السطح السائل دون الاصطدام بجزيئات أخرى. ويتحقق فصل التقطير باستخدام خاصية هروب الجزيئات السائلة من سطح السائل بعد تسخينها، ويختلف متوسط المسارات الحرة لأنواع الجزيئات المختلفة بعد الهروب. على سبيل المثال، متوسط المسار الحر للجزيئات الخفيفة كبير ومتوسط المسار الحر للجزيئات الثقيلة صغير، بحيث تسقط الجزيئات الخفيفة على سطح التكثيف، وتعود الجزيئات الثقيلة إلى السطح السائل الأصلي لأنها لا تستطيع الوصول إلى مكان التكثيف السطح، بحيث يمكن فصل الخليط.
الزيت المتطاير، المعروف أيضًا باسم الزيت العطري والزيت العطري، عبارة عن خليط من المركبات ذات رائحة معينة وخصائص طبية مستخرجة من النباتات أو المواد الطبيعية الأخرى. عادة ما يكون الزيت المتطاير سائلًا شديد التطاير وله رائحة قوية وخصائص طبية. تسجل خلاصة المواد الطبية أقدم الطرق التفصيلية لاستخراج وتكرير زيت الكافور والكافور في العالم. يتواجد الزيت المتطاير في الشعيرات الغدية وغرف الزيت وأنابيب الزيت والخلايا الإفرازية أو القنوات الراتنجية للنباتات، معظمها على شكل قطرات زيت، وبعضها يتواجد مع الراتنج والمخاط، والقليل منها يتواجد على شكل جليكوسيدات.
يتم إنتاج مكونات الزيوت الطيارة بواسطة النباتات في عملية التمثيل الغذائي، بما في ذلك التربينات الأحادية والإسترات والألدهيدات والكيتونات والكحولات والمكونات الكيميائية الأخرى. تساهم هذه المكونات في الرائحة الخاصة والخصائص الطبية للزيت المتطاير. على سبيل المثال، يحتوي الزيت المتطاير من عشبة الليمون على أحاديات التربين مثل Cyperulene، الذي يقدم رائحة منعشة مثل الليمون؛ الزيت الطيار لإكليل الجبل غني بالفينولات والكيتونات والألدهيدات، التي لها تأثيرات مضادة للبكتيريا ومضادة للفيروسات، بالإضافة إلى تأثيرات منعشة وفكرية.
غالبًا ما يستخدم الزيت المتطاير في التوابل وتوابل الطعام ومستحضرات التجميل والأدوية وغيرها من الصناعات، كما يستخدم على نطاق واسع في العلاج بالروائح والتدليك والعلاج بالروائح وأملاح الاستحمام وغيرها من المجالات. يمكن استخلاص الزيت المتطاير بطرق مختلفة، من بينها تقنية التقطير الشائعة.
السبب في انتشار تطبيقالتقطير الجزيئيهو تأثير الفصل الممتاز، وقابلية التطبيق على نطاق واسع، والعملية الناضجة والفعالة من حيث التكلفة، وخصائصها الصديقة للبيئة والمستدامة. سواء كان الأمر يتعلق باستخراج الوقود من صناعة البترول أو الطلب على المنتجات النقية في مجالات مثل الأدوية ومستحضرات التجميل والمواد الغذائية، يمكن لتكنولوجيا التقطير أن تحقق فصل واستخراج المواد عالية النقاء مع تلبية المتطلبات البيئية. وهذا يجعل التقطير تقنية فصل لا غنى عنها وهامة في مختلف الصناعات.