הדוגמאות לזיקוק מולקולרי

זיקוק מולקולריהיא טכנולוגיית הפרדה וטיהור יעילה, המשמשת לעתים קרובות לטיפול בנקודת רתיחה גבוהה, צמיגות גבוהה, רגישות לחום או תרכובות פולימריות. הוא משתמש בתנודתיות השונה בין מולקולות כדי להפריד ולטהר את הרכיבים בתערובת.

עקרון הזיקוק מבוסס על שני מושגי המפתח הבאים:

זיקוק: בתהליך הזיקוק, התערובת מחוממת ומוזרקת לציוד זיקוק מולקולרי ליצירת קיטור. קיטור עובר בתעלה ארוכה ודקה בציוד זיקוק, הנקרא מאייד. במאייד הטמפרטורה והלחץ נשלטים במדויק כדי להבטיח שרק מולקולות בעלות נקודות רתיחה נמוכות יותר מתאדות.

עיבוי: קיטור מועבר למעבה דרך המאייד, שם הוא יוצר קשר עם משטח הקירור. בשל הטמפרטורה הנמוכה של המעבה, הקיטור משתנה למצב נוזלי ומתעבה לטיפות על פני הקבל. טיפות אלו נאספות ונקראות מוצרי זיקוק.

קרוטנואידים הם סוג של תרכובות פיגמנט, הקיימות רבות בצמחים, כמו גזר ועגבניות. יש להם תכונות נוגדות חמצון עשירות וערך תזונתי, ונמצאים בשימוש נרחב במזון, מוצרי בריאות, קוסמטיקה ותחומים אחרים. להלן יישום הזיקוק במיצוי קרוטנואידים:

הפרדה של קרוטנואידים שונים: קרוטנואידים הם תערובת מורכבת, הכוללת -קרוטן, -קרוטן, לוטאין ורכיבים נוספים. על ידי התאמת תנאי הטמפרטורה והלחץ, ניתן להפריד רכיבים אלו על ידי זיקוק מולקולרי. מכיוון שלסוגים שונים של קרוטנואידים יש תנודות שונה, ניתן לטהר רכיבים ספציפיים ולחלץ אותם על ידי זיקוק.

שפר את הטוהר והפעילות: הוא יכול לחלץ ביעילות קרוטנואידים מהתערובת ולטהר אותם לרמת טוהר גבוהה יותר. זה חשוב מאוד למוצרי קרוטנואידים שזקוקים לטוהר גבוה, כמו תעשיות מזון וקוסמטיקה. בנוסף, מכיוון שהזיקוק מתבצע בטמפרטורה נמוכה ובוואקום גבוה, ניתן להפחית את תגובות הפירוליזה והחמצון של הקרוטנואידים, כדי לשמור טוב יותר על פעילותם.

הסרת זיהומים: לקרוטנואידים המופקים מצמחים, יש בדרך כלל תרכובות אחרות המתקיימות איתם כמו שומן, חלבון וכו'. באמצעות זיקוק ניתן להפריד קרוטנואידים וזיהומים ולקבל קרוטנואידים טהורים יותר.

השג רכיבים ספציפיים: חלק ממרכיבי הקרוטנואידים הספציפיים חשובים יותר ביישומים מסוימים, כגון יישום של קרוטן בצבעי מאכל. על ידי התאמת הפרמטרים של זיקוק מולקולרי, ניתן לחלץ ולהפריד רכיבים ספציפיים אלה באופן סלקטיבי כדי לענות על צרכים שונים.

זיקוק מולקולרינוצרה בשנות ה-20, וזוהי טכנולוגיית הפרדה חדשה המתהווה בהדרגה עם מחקר מעמיק של התיאוריה של תנועת גז בוואקום ופיתוח מתמשך של טכנולוגיית זיקוק ואקום.

בשונה מתהליך הזיקוק המסורתי, תהליך הזיקוק הוא תהליך זיקוק מתמשך תחת ואקום גבוה. תהליך זה הוא תהליך זיקוק בלתי הפיך, המתבצע בטמפרטורה הרחק מנקודת הרתיחה של חומרים בלחץ אטמוספרי.

העיקרון הבסיסי של טכנולוגיית הזיקוק הוא שלסוגים שונים של מולקולות יש נתיבים חופשיים ממוצעים שונים בגלל קטרים ​​אפקטיביים מולקולריים שונים. מנקודת מבט סטטיסטית, מרחק הטיסה של המולקולות הבורחות משטח הנוזל מבלי להתנגש במולקולות אחרות שונה. הפרדת הזיקוק מתממשת על ידי שימוש בתכונה שמולקולות נוזל בורחות משטח הנוזל לאחר חימום, והנתיבים החופשיים הממוצעים של סוגים שונים של מולקולות שונים לאחר בריחה. לדוגמה, הנתיב החופשי הממוצע של מולקולות קלות הוא גדול והנתיב החופשי הממוצע של מולקולות כבדות קטן, כך שמולקולות קלות נופלות על פני העיבוי, ומולקולות כבדות חוזרות למשטח הנוזל המקורי מכיוון שהן אינן יכולות להגיע לעיבוי. משטח, כך שניתן להפריד את התערובת.

שמן נדיף, המכונה גם שמן אתרי ושמן אתרי, הוא תערובת של תרכובות בעלות ארומה וסגולות רפואיות ספציפיות המופקות מצמחים או מחומרים טבעיים אחרים. שמן נדיף הוא בדרך כלל נוזל נדיף מאוד עם ארומה חזקה ותכונות רפואיות. קומפנדיום של Materia Medica מתעד את השיטות המפורטות המוקדמות ביותר של מיצוי וזיקוק שמן קמפור וקמפור בעולם. שמן נדיף קיים בשערות בלוטות, בתאי שמן, בצינורות שמן, בתאי הפרשה או בצינורות שרף של צמחים, בעיקר בצורת טיפות שמן, חלקם מתקיימים במקביל עם שרף וריר, ומעטים קיימים בצורה של גליקוזידים.

מרכיבי השמן הנדיף מיוצרים על ידי צמחים בתהליך חילוף החומרים, כולל מונוטרפנים, אסטרים, אלדהידים, קטונים, אלכוהול ורכיבים כימיים נוספים. רכיבים אלו תורמים לארומה המיוחדת ולתכונות הרפואיות של שמן נדיף. לדוגמה, השמן הנדיף של עשב הלימון מכיל מונוטרפנים כמו Cyperulene, המציג ניחוח רענן כמו לימון; השמן הנדיף של רוזמרין עשיר בפנולים, קטונים ואלדהידים, בעלי השפעות אנטיבקטריאליות ואנטי-ויראליות, כמו גם השפעות מרעננות ואינטלקטואליות.

שמן נדיף משמש לעתים קרובות בתבלינים, תיבול מזון, קוסמטיקה, רפואה ותעשיות אחרות, והוא נמצא בשימוש נרחב גם בארומתרפיה, עיסוי, ארומתרפיה, מלחי אמבט ותחומים נוספים. ניתן להפיק שמן נדיף בשיטות שונות, ביניהן זיקוק הוא טכנולוגיה נפוצה.

הסיבה ליישום הנרחב שלזיקוק מולקולריהוא אפקט ההפרדה המעולה שלו, ישימות רחבה, תהליך בוגר וחסכוני, ומאפיינים ידידותיים לסביבה וברי קיימא. בין אם מדובר בהפקת דלק מתעשיית הנפט או בביקוש למוצרים טהורים בתחומים כמו תרופות, קוסמטיקה ומזון, טכנולוגיית הזיקוק יכולה להשיג הפרדה והפקה של חומרים בעלי טוהר גבוה תוך עמידה בדרישות הסביבה. זה הופך את הזיקוק לטכנולוגיית הפרדה הכרחית וחשובה בתעשיות שונות.