Аннотация: Молекулалық айдау, сондай-ақ қысқа жолды айдау деп те аталады, бұл әртүрлі заттардың молекулалық қозғалысының орташа еркін жолындағы айырмашылықтарға негізделген жоғары вакуумдағы заттарды бөлуге қол жеткізетін тепе-теңдіксіз айдау процесі. Молекулалық айдау технологиясы жоғары вакуум дәрежесімен, төмен айдау температурасымен, қысқа қыздыру уақытымен және жоғары бөлу тиімділігімен ерекшеленеді. Сондықтан, ол жоғары қайнау температурасы бар материалдарды бөлу құнын одан әрі төмендетуге, жылуға сезімтал материалдардың сапасын қорғауға мүмкіндік береді және жоғары қайнау температурасы бар, жылуға сезімтал және оңай тотығатын заттарды бөлу және тазарту үшін жарамды. Қазіргі уақытта молекулалық айдау технологиясы мұнай-химия, ұсақ химия және тамақ өнеркәсібі сияқты салаларда қолданылып келеді. Бұл мақалада диглицеридтерді тазартуда молекулалық айдау технологиясын қолдану талданады.
Кілт сөздер: Молекулалық айдау технологиясы; диглицеридтер; тазарту қолданбасы
Химиялық өндірісте көптеген заттар қоспа түрінде болады. Өндіріс және пайдалану талаптарын қанағаттандыру үшін бұл заттарды белгілі бір тазалыққа дейін бөлу қажет. Әртүрлі бөлу әдістерінің ішінде айдау кең таралған әдіс болып табылады, ал молекулалық айдау технологиясы көптеген маңызды артықшылықтарды ұсынады. Қазіргі уақытта химия өнеркәсібінің қарқынды дамуымен сала технологиялық жетістіктер мен прогреске көбірек көңіл бөле бастады. Молекулалық айдау технологиясын қолданған кезде өндіріс процесі мен дайын өнімдер сияқты аспектілерді жасыл тұрғыдан басқару және тәжірибеде қолдану қажет, осылайша жасыл ұсақ химиялық өндірісті шындыққа айналдыру қажет.
I.Молекулалық айдау технологиясына шолу
1. Молекулалық айдау технологиясының негізгі принциптері
Молекулалық айдау технологиясы - бұл ішкі және халықаралық деңгейде айтарлықтай назар аударған жаңа химиялық өндіріс әдісі. Оның ерекшелігі - дәстүрлі айдау әдістерінен айтарлықтай ерекшеленетін физикалық бөлу технологиясы және техникалық мүмкіндіктері мен бөлу тиімділігі тұрғысынан дәстүрлі айдаудан айтарлықтай жоғары. Молекулалық айдау технологиясындағы бөлудің қозғаушы күші әртүрлі заттардың молекулаларының қозғалысынан және олардың орташа еркін жолдарының айырмашылықтарынан туындайды. Сепаратордағы қысым төмендеп, температура көтерілгенде, молекулалық қозғалыс жеделдейді, бұл молекулалық диаметрдің азаюына әкеледі. Сепаратор жұмыс істеген сайын молекулалық диаметрлердегі айырмашылықтар барған сайын артып, сайып келгенде заттардың бөлінуіне қол жеткізіледі. Бөлу құрылғысына буландырғыш, қыздыру пластиналары, конденсация пластиналары және т.б. кіреді. Жоғары вакуумдық ортада қыздыру пластиналары мен конденсация пластиналарының бір мезгілде жұмыс істеуі аралас шикі сұйықтықтағы молекулалардың бөлінуіне және конденсация пластиналарына қарай ағып кетуіне әкеледі, сайып келгенде сәтті бөлуге қол жеткізіледі.
2. Молекулалық айдаудағы негізгі технологиялар
Молекулалық айдау технологиясының жасыл ұсақ химиялық өндірісте маңызды рөл атқаруына мүмкіндік беру үшін айдау процесінде қолданылатын негізгі технологияларды жан-жақты талдау қажет. Тек осы технологияны қолдану арқылы ғана жақсы нәтижелерге қол жеткізуге болады. Молекулалық айдауда бірнеше негізгі техникалық құралдар қолданылады. Біріншісі - жоғары вакуумдық тығыздау технологиясы. Бұл бүкіл молекулалық айдау процесін тегіс жүзеге асырудың кілті. Жоғары вакуумдық тығыздау технологиясын қолдану молекулалық айдау үшін вакуумдық орта жасай алады, осылайша кейінгі молекулалық айдау процестерінің қалыпты жұмысын қамтамасыз етеді. Молекулалық айдау буландырғышы да технологияның маңызды бөлігі болып табылады. Молекулалық айдау технологиясын қолдану процесінде буландырғыштың құрылымының өндіріс талаптарына сәйкес келетініне көз жеткізу маңызды, осылайша жоғары сапалы материалды бөлуді қамтамасыз ету керек. Сонымен қатар, материалды тасымалдау жүйесі бар. Бұл молекулалық айдау технологиясының жұмыс істеу артериясы ретінде қызмет етеді. Бұл жүйе молекулалық айдау технологиясының сенімділігін арттыру және оның үздіксіз дамуын қамтамасыз ету үшін одан әрі оңтайландыруды қажет етеді.
II. Молекулалық айдаудың принциптері мен сипаттамалары
1. Негізгі қағидалар
Дәстүрлі айдау бу-сұйықтық тепе-теңдігіне, компоненттер арасындағы салыстырмалы өзгергіштіктің айырмашылықтарымен үйлесімде негізделген және бөлу қоспаның қайнау температурасында жүзеге асырылады. Ал молекулалық айдау, керісінше, әртүрлі заттардың молекулалық қозғалысының орташа еркін жолындағы айырмашылықтарға негізделген жоғары вакуумдағы заттар арасындағы бөлуге қол жеткізеді. Молекулалық айдау - бұл заттардың қайнау температурасынан төмен бөлу жүргізілетін жоғары вакуумдық айдау процесі, бұл оны мүлдем тепе-тең емес айдау процесіне айналдырады. Молекулалық айдау кезінде жеңіл компонентті молекулалардың орташа еркін жолы үлкен, ал ауыр компонентті молекулалардың орташа еркін жолы кіші болады. Егер конденсацияланатын бет булану бетінен жеңіл компонентті молекулалардың орташа еркін жолынан аз, бірақ ауыр компонентті молекулалардың орташа еркін жолынан үлкен қашықтықта орналастырылса, жеңіл компонентті молекулалар конденсацияланатын бетке түсіп, конденсацияланады. Бұл олардың молекулалық қозғалысының динамикалық тепе-теңдігін бұзады, бұл олардың үздіксіз кетуіне әкеледі. Сонымен қатар, конденсацияланатын бетке жете алмаған ауыр компонентті молекулалар бастапқы сұйық бетіне оралып, динамикалық тепе-теңдікке тез жақындайды. Осылайша, қоспадағы әртүрлі компоненттер бөлінеді.
2. Молекулалық айдау технологиясының артықшылықтары мен шектеулері
Молекулалық айдау технологиясының жұмыс принциптеріне сүйене отырып, бірнеше сипаттамаларды қорытындылауға болады. Біріншіден, дәстүрлі айдаудан айырмашылығы, молекулалық айдаудың бөлу процесі жоғары температуралы ортаны қажет етпейді. Себебі молекулалық айдау бөлу үшін негізінен қайнау температурасына емес, молекулалық қозғалысқа негізделген. Сондықтан, практикалық жұмыста температура қайнау температурасынан төмен болуы керек. Дәстүрлі айдаумен салыстырғанда, молекулалық айдау төмен қысымды қажет етеді, ал қысымның төмендеуі қайнау температурасының төмендеуіне әкеледі. Бұл технология талап ететін температура қайнау температурасына жетудің қажеті жоқ болғандықтан, молекулалық айдаудың жұмыс температурасы дәстүрлі айдауға қарағанда сөзсіз төмен. Молекулалық айдау - бірнеше артықшылықтары бар тепе-теңдіксіз айдау процесі. Біріншісі - төмен жұмыс температурасы. Молекулалық айдау кезінде, егер бу молекулалары сұйық фазадан шықса, қайнау күйіне жетпей бөлуге болады. Тағы бір артықшылығы - төмен жұмыс қысымы. Орташа еркін жолды жеткілікті үлкен алу үшін айдау қысымын төмендету керек. Молекулалық айдау жабдығы қарапайым және ішкі қысымның төмендеуі аз болғандықтан, жоғары вакуумға қол жеткізуге болады. Келесісі - қысқа қыздыру уақыты. Молекулалық айдау принципіне сүйене отырып, булану бетінен ұшып шыққан жеңіл молекулалар конденсацияланатын бетке ешқандай соқтығысусыз жетеді, бұл өте қысқа қыздыру уақытына әкеледі. Сонымен қатар, бөлу тиімділігі жоғары. Сонымен қатар, молекулалық айдау операциясы бірнеше шартты қанағаттандыруы керек. Біріншіден, жеңіл және ауыр компонентті молекулалардың орташа еркін жолдарында белгілі бір айырмашылық болуы керек. Екіншіден, булану беті мен конденсацияланатын бет арасындағы қашықтық жеңіл компонентті молекулалардың орташа еркін жолынан аз болуы керек. Дәстүрлі айдаумен салыстырғанда, молекулалық айдаудың көптеген артықшылықтары бар, бірақ оның белгілі бір шектеулері де бар. Молекулалық айдау жоғары вакуумда бөлуді қажет ететіндіктен, салыстырмалы түрде қымбат жабдықтар мен жоғары жобалау және техникалық талаптарды қажет етеді.
III. Диглицеридтердің ферментативті синтезі
1. Этерификация
Этерификациялау кезінде глицерин мен бос май қышқылдары шикізат ретінде, ал липаза катализатор ретінде DAG (диглицеридтер) түзіледі. Этерификациялау процесінде TAG (триглицеридтер) және MAG (моноглицеридтер) сияқты қосалқы өнімдер түзіледі. Этерификациялау реакциясында пайда болған су реакцияның алға жылжуын тежеп қана қоймай, липазаның белсенділігін де төмендетеді. Сондықтан, тиісті су мөлшерін бақылау өте маңызды. Әдетте, берілген бос май қышқылдарының мөлшері глицеринмен этерификациялау үшін жеткілікті бос май қышқылдарын қамтамасыз ету үшін глицеринге қарағанда көп болады, бірақ ол шамадан тыс болмауы керек, әйтпесе реакция соңында оны кетіру қиын болуы мүмкін немесе жоғары қышқылдыққа байланысты липаза белсенділігіне әсер етуі мүмкін. Тікелей этерификациялау әдісінің реакция уақыты қысқа, өнімнің жоғары тазалығы және реакция қадамдарының қарапайымдылығы сияқты артықшылықтары бар. Дегенмен, бос май қышқылдары өте қымбат болғандықтан, тікелей этерификациялау әдісінің құны салыстырмалы түрде жоғары.
2. Жартылай гидролиз
Жартылай гидролиз әдісі TAG-ны сумен және ферментпен әрекеттестіріп, DAG, MAG және FFA (еркін май қышқылдары) қоспасын алуды қамтиды. Содан кейін жоғары тазалықтағы DAG суды, MAG, FFA және қалдық TAG-ны молекулалық айдау арқылы алып тастау арқылы алынады. Жартылай гидролиз әдісі қарапайым реакция процесіне және төмен құнына ие. Дегенмен, бұл процесс суды енгізеді, бұл майдың, әсіресе көп қанықпаған май қышқылдарының көп мөлшері бар майлардың сапасын төмендетуі мүмкін. Реакция басталғанға дейін майлы материалдағы судың ерігіштігі алдымен реакция жылдамдығына әсер етеді. Сондықтан, реагенттердің өзара ерігіштігін арттыру және DAG өнімділігін жақсарту үшін көбінесе жартылай гидролиз реакциясына органикалық еріткіштер немесе беттік белсенді заттар қосылады.
3. Глицеролиз
Глицеролиз - DAG алудың ең үнемді әдісі. Ферментативті глицеролиз DAG алу үшін липаза катализі кезінде шикізат ретінде TAG және глицеринді пайдаланады. Глицеролиз процесі кезінде глицериннің липазаның белсенді орталығына адсорбциялануына және оның каталитикалық белсенділігіне әсер етуіне жол бермеу үшін глицерин біртіндеп қосылады. Жартылай гидролиз әдісіне ұқсас, глицерин мен майлар/майлар арасындағы араласпау мәселесін шешу үшін кейде глицерин реакциясына тағамдық беттік белсенді заттар қосылады.
4. Трансэтерификация
Трансэтерификация әдісі липаза катализі кезінде шикізат ретінде TAG және MAG пайдаланады, бұл DAG алу үшін қолданылады. Трансэтерификация әдісі екі кезеңнен тұрады: біріншіден, TAG гидролиз реакциясы, содан кейін гидролизденген TAG және MAG липазасы арасындағы этерификация реакциясы. Гидролиз бен этерификацияның екі кезеңі арасындағы тепе-теңдік маңызды және сонымен бірге қиындық тудырады. Сонымен қатар, MAG-тың жоғары құны өнеркәсіптік енгізу үшін қолайсыз.
IV. Диглицеридтерді тазартуда молекулалық айдау технологиясын қолдану
DAG (диглицеридтер) - пайдалы майдың жаңа түрі, бірақ оның табиғи майлар мен майлардағы мөлшері өте төмен. Сонымен қатар, жасанды түрде синтезделген диглицеридтердің шикі өнімінде басқа да көптеген қосымша өнімдер бар. Сондықтан диглицеридтерді тазарту өте маңызды. Молекулалық айдау технологиясы диглицеридтерді тазарту процесінде ең көп қолданылатын технологиялардың бірі. Бұл сондай-ақ әртүрлі заттардың молекулалық қозғалысының орташа еркін жолындағы айырмашылықтарды пайдалану арқылы бөлу және тазарту мақсатына жететін салыстырмалы түрде жаңа және тиімді бөлу және тазарту технологиясы. Ол төмен айдау температурасымен, қысқа қыздыру уақытымен, жоғары бөлу тиімділігімен, ластанусыз және кең қолдану ауқымымен ерекшеленеді. Ол әсіресе қайнау температурасы жоғары, жылуға сезімтал және оңай тотығатын табиғи өнімдерді бөлу және тазарту үшін өте қолайлы. Бұл әдіс сонымен қатар жылуға сезімтал және оңай тотығатын компоненттердің термиялық ыдырауын тиімді түрде болдырмайды. Оны қайнау температурасы жоғары немесе қайнау температурасы аз айырмашылықтары бар бөлек заттарға да қолдануға болады. Оны диглицеридтерді тазартуда кең қолдану перспективалары бар. Дегенмен, молекулалық айдау технологиясын диглицеридтерді тазартуға қолдануда да кейбір мәселелер бар. Мысалы, молекулалық айдау жабдықтары жоғары тығыздау өнімділігін талап етеді және қымбат. Қазіргі уақытта ешқандай байланысты технология бұл мәселелерді шеше алмайды, сондықтан жаңа типтегі техникалық құралдарды молекулалық айдау технологиясымен біріктіру қажет.
Қорытындылай келе, молекулалық айдау технологиясының сенімділігі іс жүзінде толық дәлелденді және ол жасыл ұсақ химиялық инженерияның дамуы мен ілгерілеуіне ықпал ете алады. Молекулалық айдау технологиясы байланысты технологиялардың дамуымен тығыз байланысты болғандықтан, Қытай кәсіпорындар, мекемелер және университеттер арасындағы кең ауқымды техникалық алмасулар мен ынтымақтастықты одан әрі нығайтуы керек, осылайша молекулалық айдауды өнеркәсіптік қолдану үшін процесс параметрлерін оңтайландыруға негіз қалауы керек. Молекулалық айдау технологиясы табиғи дәрі-дәрмектерді бөлу және тазартуда ерекше артықшылықтарға ие. Ол табиғи дәрі-дәрмектерді бөлу және тазартуда кеңінен қолданылып келеді.
Егер сізде молекулалық айдау технологиясы немесе онымен байланысты салалар бойынша сұрақтарыңыз болса немесе көбірек білгіңіз келсе, бізге хабарласыңызБізбен хабарласыңы кәсіби команда. Біз сізге ең жоғары сапалы қызмет көрсетуге арналғанбыз жәнеДайын шешімдер.
Жарияланған уақыты: 2026 жылғы 16 сәуір
