डायग्लिसराइड्सच्या शुद्धीकरणात आण्विक ऊर्ध्वपातन तंत्रज्ञानाचा वापर

सारांश: आण्विक ऊर्ध्वपातनआण्विक ऊर्ध्वपातन, ज्याला लघु-मार्गी ऊर्ध्वपातन असेही म्हणतात, ही एक असंतुलित ऊर्ध्वपातन प्रक्रिया आहे जी वेगवेगळ्या पदार्थांच्या आण्विक गतीच्या सरासरी मुक्त मार्गातील फरकांवर आधारित उच्च निर्वात परिस्थितीत पदार्थांचे विलगीकरण साधते. आण्विक ऊर्ध्वपातन तंत्रज्ञानाची वैशिष्ट्ये म्हणजे उच्च निर्वात पातळी, कमी ऊर्ध्वपातन तापमान, कमी तापवण्याचा वेळ आणि उच्च विलगीकरण कार्यक्षमता. त्यामुळे, ते उच्च उत्कलन बिंदू असलेल्या पदार्थांच्या विलगीकरणाचा खर्च आणखी कमी करू शकते, उष्णता-संवेदनशील पदार्थांच्या गुणवत्तेचे संरक्षण करते आणि उच्च उत्कलन बिंदू, उष्णता-संवेदनशील व सहज ऑक्सिडायझ होणाऱ्या पदार्थांच्या विलगीकरण आणि शुद्धीकरणासाठी उपयुक्त आहे. सध्या, आण्विक ऊर्ध्वपातन तंत्रज्ञान पेट्रोकेमिकल, सूक्ष्म रसायन आणि अन्न यांसारख्या उद्योगांमध्ये वापरले जात आहे. हा शोधनिबंध डायग्लिसराइड्सच्या शुद्धीकरणात आण्विक ऊर्ध्वपातन तंत्रज्ञानाच्या उपयोगाचे विश्लेषण करतो.

मुख्य शब्द: आण्विक ऊर्ध्वपातन तंत्रज्ञानडायग्लिसराइड्स; शुद्धीकरण अनुप्रयोग

रासायनिक उत्पादनामध्ये, अनेक पदार्थ मिश्रणाच्या स्वरूपात अस्तित्वात असतात. उत्पादन आणि वापराच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी, या पदार्थांना एका विशिष्ट शुद्धतेपर्यंत वेगळे करणे आवश्यक असते. विविध विलगीकरण पद्धतींपैकी, ऊर्ध्वपातन ही एक सामान्य पद्धत आहे आणि आण्विक ऊर्ध्वपातन तंत्रज्ञानाचे अनेक महत्त्वपूर्ण फायदे आहेत. सध्या, रासायनिक उद्योगाच्या जलद विकासामुळे, या क्षेत्राने तांत्रिक प्रगती आणि विकासावर अधिक भर देण्यास सुरुवात केली आहे. आण्विक ऊर्ध्वपातन तंत्रज्ञान लागू करताना, उत्पादन प्रक्रिया आणि अंतिम उत्पादने यांसारख्या बाबी हरित दृष्टिकोनातून चालवल्या आणि अंमलात आणल्या पाहिजेत, ज्यामुळे हरित सूक्ष्म रसायनांचा विकास प्रत्यक्षात येईल.

I.आण्विक ऊर्ध्वपातन तंत्रज्ञानाचा आढावा

१. आण्विक ऊर्ध्वपातन तंत्रज्ञानाची मूलभूत तत्त्वे

आण्विक ऊर्ध्वपातन तंत्रज्ञान हे एक उदयोन्मुख रासायनिक उत्पादन तंत्र आहे, ज्याने देशांतर्गत आणि आंतरराष्ट्रीय स्तरावर लक्षणीय लक्ष वेधले आहे. याचे वैशिष्ट्य म्हणजे हे एक भौतिक विलगीकरण तंत्रज्ञान आहे, जे पारंपरिक ऊर्ध्वपातन पद्धतींपेक्षा लक्षणीयरीत्या वेगळे आहे आणि तांत्रिक क्षमता व विलगीकरण कार्यक्षमतेच्या बाबतीत पारंपरिक ऊर्ध्वपातनापेक्षा विशेषतः श्रेष्ठ आहे. आण्विक ऊर्ध्वपातन तंत्रज्ञानातील विलगीकरणामागील प्रेरक शक्ती ही वेगवेगळ्या पदार्थांच्या रेणूंच्या गतीतून आणि त्यामुळे त्यांच्या सरासरी मुक्त मार्गांमधील फरकातून येते. जेव्हा विभाजकातील दाब कमी होतो आणि तापमान वाढते, तेव्हा रेणूंची गती वाढते, ज्यामुळे रेणूंचा व्यास कमी होतो. विभाजक कार्यरत असताना, रेणूंच्या व्यासांमधील फरक अधिकाधिक वाढत जातो, ज्यामुळे अखेरीस पदार्थांचे विलगीकरण साधले जाते. विलगीकरण उपकरणामध्ये बाष्पीकरण यंत्र, तापन पट्ट्या, संघनन पट्ट्या इत्यादींचा समावेश असतो. उच्च निर्वात वातावरणात, तापन पट्ट्या आणि संघनन पट्ट्या यांच्या एकाच वेळी होणाऱ्या कार्यामुळे मिश्रित कच्च्या द्रवातील रेणू वेगळे होऊन संघनन पट्ट्यांकडे वाहतात, ज्यामुळे अखेरीस यशस्वी विलगीकरण साधले जाते.

२. आण्विक ऊर्ध्वपातनातील प्रमुख तंत्रज्ञान

हरित सूक्ष्म रसायनांच्या उत्पादनात आण्विक ऊर्ध्वपातन तंत्रज्ञानाला महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावता यावी यासाठी, ऊर्ध्वपातन प्रक्रियेत वापरल्या जाणाऱ्या प्रमुख तंत्रज्ञानाचे सर्वसमावेशक विश्लेषण करणे आवश्यक आहे. केवळ सखोल आकलनानेच या तंत्रज्ञानाच्या उपयोगातून उत्तम परिणाम साधता येतात. आण्विक ऊर्ध्वपातनामध्ये अनेक प्रमुख तांत्रिक साधनांचा वापर केला जातो. पहिले म्हणजे उच्च निर्वात सीलिंग तंत्रज्ञान. संपूर्ण आण्विक ऊर्ध्वपातन प्रक्रियेच्या सुरळीत अंमलबजावणीसाठी हे महत्त्वाचे आहे. उच्च निर्वात सीलिंग तंत्रज्ञानाच्या वापरामुळे आण्विक ऊर्ध्वपातनासाठी निर्वात वातावरण तयार करता येते, ज्यामुळे त्यानंतरच्या आण्विक ऊर्ध्वपातन प्रक्रियांचे सामान्य कार्य सुनिश्चित होते. आण्विक ऊर्ध्वपातन बाष्पीकरण यंत्र (इव्हॅपोरेटर) देखील या तंत्रज्ञानाचा एक महत्त्वाचा भाग आहे. आण्विक ऊर्ध्वपातन तंत्रज्ञानाच्या उपयोगाच्या प्रक्रियेत, बाष्पीकरण यंत्राची रचना उत्पादनाच्या आवश्यकता पूर्ण करते याची खात्री करणे आवश्यक आहे, जेणेकरून उच्च-गुणवत्तेच्या पदार्थ विलगीकरणाची हमी देता येईल. याव्यतिरिक्त, पदार्थ परिवहन प्रणाली (मटेरियल ट्रान्सपोर्ट सिस्टीम) आहे. ही आण्विक ऊर्ध्वपातन तंत्रज्ञानाच्या कार्यासाठी धमनीप्रमाणे काम करते. आण्विक ऊर्ध्वपातन तंत्रज्ञानाची विश्वसनीयता वाढवण्यासाठी आणि त्याची निरंतर प्रगती सुनिश्चित करण्यासाठी या प्रणालीमध्ये आणखी सुधारणा करणे आवश्यक आहे.

II. आण्विक ऊर्ध्वपातनाची तत्त्वे आणि वैशिष्ट्ये

१. मूलभूत तत्त्वे

पारंपरिक ऊर्ध्वपातन हे बाष्प-द्रव समतोलावर आणि घटकांमधील सापेक्ष बाष्पशीलतेच्या फरकावर आधारित असते, आणि हे विलगीकरण मिश्रणाच्या उत्कलन बिंदू तापमानावर केले जाते. याउलट, आण्विक ऊर्ध्वपातन हे उच्च निर्वात परिस्थितीत, वेगवेगळ्या पदार्थांच्या आण्विक गतीच्या सरासरी मुक्त मार्गातील फरकाच्या आधारावर पदार्थांचे विलगीकरण साधते. आण्विक ऊर्ध्वपातन ही एक उच्च-निर्वात ऊर्ध्वपातन प्रक्रिया आहे, ज्यामध्ये पदार्थांच्या उत्कलन बिंदूच्या खाली विलगीकरण केले जाते, ज्यामुळे ही एक पूर्णपणे असमतोल ऊर्ध्वपातन प्रक्रिया बनते. आण्विक ऊर्ध्वपातनाच्या प्रक्रियेदरम्यान, हलक्या घटकांच्या रेणूंचा सरासरी मुक्त मार्ग मोठा असतो, तर जड घटकांच्या रेणूंचा सरासरी मुक्त मार्ग लहान असतो. जर संघनन पृष्ठभाग बाष्पीभवन पृष्ठभागापासून अशा अंतरावर ठेवला गेला, जे हलक्या घटकांच्या रेणूंच्या सरासरी मुक्त मार्गापेक्षा कमी पण जड घटकांच्या रेणूंच्या सरासरी मुक्त मार्गापेक्षा जास्त असेल, तर हलक्या घटकांचे रेणू संघनन पृष्ठभागावर पडतील आणि त्यांचे संघनन होईल. यामुळे त्यांच्या आण्विक गतीचा गतिशील समतोल बिघडतो, ज्यामुळे ते सतत बाहेर पडू लागतात. दरम्यान, जड घटकांचे रेणू संघनन पृष्ठभागापर्यंत पोहोचू न शकल्यामुळे मूळ द्रव पृष्ठभागावर परत येतात आणि वेगाने गतिशील समतोल साधतात. अशाप्रकारे, मिश्रणातील वेगवेगळे घटक वेगळे होतात.

२. आण्विक ऊर्ध्वपातन तंत्रज्ञानाचे फायदे आणि मर्यादा

आण्विक ऊर्ध्वपातन तंत्रज्ञानाच्या कार्यप्रणालीच्या तत्त्वांवर आधारित, अनेक वैशिष्ट्यांचा सारांश मांडता येतो. पहिले म्हणजे, पारंपरिक ऊर्ध्वपातनाच्या विपरीत, आण्विक ऊर्ध्वपातनाच्या विलगीकरण प्रक्रियेसाठी उच्च-तापमानाच्या वातावरणाची आवश्यकता नसते. याचे कारण असे की, आण्विक ऊर्ध्वपातन हे विलगीकरणासाठी प्रामुख्याने रेणूंच्या गतीवर अवलंबून असते, उत्कलन बिंदूंवर नाही. त्यामुळे, प्रत्यक्ष वापरात, तापमान उत्कलन बिंदूच्या खाली ठेवले पाहिजे. पारंपरिक ऊर्ध्वपातनाच्या तुलनेत, आण्विक ऊर्ध्वपातनासाठी कमी दाबाची आवश्यकता असते आणि दाब कमी झाल्यामुळे उत्कलन बिंदू कमी होतो. या तंत्रज्ञानासाठी आवश्यक असलेले तापमान उत्कलन बिंदूपर्यंत पोहोचण्याची गरज नसल्यामुळे, आण्विक ऊर्ध्वपातनाचे कार्यकारी तापमान पारंपरिक ऊर्ध्वपातनापेक्षा अपरिहार्यपणे कमी असते. आण्विक ऊर्ध्वपातन ही एक असंतुलित ऊर्ध्वपातन प्रक्रिया असून तिचे अनेक फायदे आहेत. पहिला फायदा म्हणजे कमी कार्यकारी तापमान. आण्विक ऊर्ध्वपातनामध्ये, जर बाष्पाचे रेणू द्रव अवस्थेतून बाहेर पडले, तर उत्कलन अवस्थेपर्यंत न पोहोचता विलगीकरण साधता येते. दुसरा फायदा म्हणजे कमी कार्यकारी दाब. पुरेसा मोठा सरासरी मुक्त मार्ग मिळवण्यासाठी, ऊर्ध्वपातनाचा दाब कमी करणे आवश्यक असते. आण्विक ऊर्ध्वपातनाची उपकरणे साधी असल्यामुळे आणि अंतर्गत दाबातील घट कमी असल्यामुळे, उच्च निर्वात स्थिती प्राप्त करता येते. पुढचा फायदा म्हणजे कमी तापवण्याचा कालावधी. आण्विक ऊर्ध्वपातनाच्या तत्त्वावर आधारित, बाष्पीभवन पृष्ठभागावरून बाहेर पडणारे हलके रेणू जवळजवळ कोणत्याही टक्करांशिवाय संघनन पृष्ठभागावर पोहोचतात, ज्यामुळे तापवण्याचा वेळ खूप कमी लागतो. याव्यतिरिक्त, विलगीकरणाची कार्यक्षमता उच्च असते. त्याच वेळी, आण्विक ऊर्ध्वपातन प्रक्रियेसाठी अनेक अटींची पूर्तता करणे आवश्यक आहे. पहिली अट म्हणजे, हलक्या आणि जड घटक रेणूंच्या सरासरी मुक्त मार्गांमध्ये एक निश्चित फरक असला पाहिजे. दुसरी अट म्हणजे, बाष्पीभवन पृष्ठभाग आणि संघनन पृष्ठभाग यांच्यातील अंतर हे हलक्या घटक रेणूंच्या सरासरी मुक्त मार्गापेक्षा कमी असले पाहिजे. पारंपरिक ऊर्ध्वपातनाच्या तुलनेत, आण्विक ऊर्ध्वपातनाचे अनेक उत्कृष्ट फायदे आहेत, परंतु त्याच्या काही मर्यादा देखील आहेत. कारण आण्विक ऊर्ध्वपातनासाठी उच्च निर्वात पोकळीत विलगीकरण आवश्यक असते, त्यामुळे त्यासाठी तुलनेने महागडी उपकरणे आणि उच्च अभिकल्प व तांत्रिक आवश्यकतांची गरज असते.

III. डायग्लिसराइड्सचे एन्झाइमॅटिक संश्लेषण

१. एस्टरीफिकेशन

एस्टरीकरण प्रक्रियेत ग्लिसरॉल आणि मुक्त फॅटी ॲसिड्स कच्चा माल म्हणून आणि लायपेज उत्प्रेरक म्हणून वापरून DAG (डायग्लिसराइड्स) तयार केले जातात. एस्टरीकरण प्रक्रियेदरम्यान, TAG (ट्रायग्लिसराइड्स) आणि MAG (मोनोग्लिसराइड्स) सारखी उप-उत्पादने तयार होतात. एस्टरीकरण अभिक्रियेत तयार होणारे पाणी केवळ अभिक्रियेच्या पुढील प्रगतीत अडथळा आणत नाही, तर लायपेजची क्रियाशीलता देखील कमी करते. त्यामुळे, पाण्याचे योग्य प्रमाण नियंत्रित करणे अत्यंत महत्त्वाचे आहे. सामान्यतः, ग्लिसरॉलसोबत एस्टरीकरणासाठी पुरेसे मुक्त फॅटी ॲसिड्स उपलब्ध व्हावेत म्हणून, पुरवलेल्या मुक्त फॅटी ॲसिड्सचे प्रमाण ग्लिसरॉलपेक्षा जास्त असते, परंतु ते प्रमाण अतिरिक्त नसावे, अन्यथा अभिक्रियेच्या शेवटी ते काढून टाकणे कठीण होऊ शकते किंवा उच्च आम्लतेमुळे लायपेजच्या क्रियाशीलतेवर परिणाम होऊ शकतो. थेट एस्टरीकरण पद्धतीचे फायदे म्हणजे कमी अभिक्रियेचा वेळ, उत्पादनाची उच्च शुद्धता आणि अभिक्रियेचे सोपे टप्पे. तथापि, मुक्त फॅटी ॲसिड्स खूप महाग असल्यामुळे, थेट एस्टरीकरण पद्धतीचा खर्च तुलनेने जास्त असतो.

२. आंशिक जलविघटन

आंशिक जलविघटन पद्धतीमध्ये, TAG ची पाणी आणि एन्झाइमसोबत अभिक्रिया घडवून DAG, MAG आणि FFA (मुक्त फॅटी ऍसिडस्) यांचे मिश्रण मिळवले जाते. त्यानंतर, आण्विक ऊर्ध्वपातनाद्वारे पाणी, MAG, FFA आणि उर्वरित TAG काढून टाकून उच्च शुद्धतेचे DAG मिळवले जाते. आंशिक जलविघटन पद्धतीची अभिक्रिया प्रक्रिया सोपी आणि खर्च कमी असतो. तथापि, या प्रक्रियेत पाण्याचा समावेश होतो, ज्यामुळे तेलाची गुणवत्ता कमी होऊ शकते, विशेषतः ज्या तेलांमध्ये पॉलीअनसॅचुरेटेड फॅटी ऍसिडस्चे प्रमाण जास्त असते. अभिक्रिया होण्यापूर्वी, स्निग्ध पदार्थांमधील पाण्याची विद्राव्यता प्रथम अभिक्रियेच्या दरावर परिणाम करते. त्यामुळे, अभिकारकांची परस्पर विद्राव्यता वाढवण्यासाठी आणि DAG चे उत्पादन सुधारण्यासाठी आंशिक जलविघटन अभिक्रियेमध्ये अनेकदा सेंद्रिय द्रावक किंवा सर्फॅक्टंट्स टाकले जातात.

३. ग्लिसरोलिसिस

DAG तयार करण्यासाठी ग्लिसरोलिसिस ही सर्वात किफायतशीर पद्धत आहे. एन्झायमॅटिक ग्लिसरोलिसिसमध्ये, लायपेजच्या उत्प्रेरणाखाली TAG आणि ग्लिसरॉल हे कच्चा माल म्हणून वापरून DAG तयार केले जाते. ग्लिसरोलिसिस प्रक्रियेदरम्यान, ग्लिसरॉल हळूहळू मिसळले जाते, जेणेकरून ते लायपेजच्या सक्रिय स्थळावर शोषले जाऊन त्याच्या उत्प्रेरक क्रियेवर परिणाम करणार नाही. आंशिक जलविश्लेषण पद्धतीप्रमाणेच, ग्लिसरॉल आणि तेल/चरबी यांच्यातील अविद्राव्यतेची समस्या दूर करण्यासाठी, ग्लिसरोलिसिस अभिक्रियेमध्ये कधीकधी खाद्य-दर्जाचे सर्फॅक्टंट्स मिसळले जातात.

४. ट्रान्सएस्टरीफिकेशन

ट्रान्सएस्टरीफिकेशन पद्धतीमध्ये, लायपेजच्या उत्प्रेरणाखाली TAG आणि MAG हे कच्चा माल म्हणून वापरून DAG तयार केले जाते. ट्रान्सएस्टरीफिकेशन पद्धतीमध्ये दोन टप्पे असतात: पहिला, TAG ची हायड्रोलिसिस अभिक्रिया, आणि दुसरा, हायड्रोलिसिस झालेल्या TAG मधील लायपेज व MAG यांच्यातील एस्टरीफिकेशन अभिक्रिया. हायड्रोलिसिस आणि एस्टरीफिकेशन या दोन टप्प्यांमधील संतुलन महत्त्वाचे आणि एक आव्हानही आहे. शिवाय, MAG ची जास्त किंमत औद्योगिक अंमलबजावणीसाठी प्रतिकूल आहे.

IV. डायग्लिसराइड्सच्या शुद्धीकरणात आण्विक ऊर्ध्वपातन तंत्रज्ञानाचा उपयोग

डीएजी (डायग्लिसराइड्स) हे एक नवीन प्रकारचे आरोग्यदायी तेल आहे, परंतु नैसर्गिक तेल आणि चरबीमध्ये त्याचे प्रमाण खूप कमी असते. शिवाय, कृत्रिमरित्या संश्लेषित केलेल्या डायग्लिसराइड्सच्या कच्च्या उत्पादनात इतर अनेक उप-उत्पादने देखील असतात. त्यामुळे, डायग्लिसराइड्सचे शुद्धीकरण खूप महत्त्वाचे आहे. आण्विक ऊर्ध्वपातन तंत्रज्ञान हे डायग्लिसराइड्सच्या शुद्धीकरण प्रक्रियेत सर्वाधिक वापरल्या जाणाऱ्या तंत्रज्ञानांपैकी एक आहे. हे एक तुलनेने नवीन आणि कार्यक्षम विलगीकरण आणि शुद्धीकरण तंत्रज्ञान देखील आहे, जे वेगवेगळ्या पदार्थांच्या आण्विक गतीच्या सरासरी मुक्त मार्गातील फरकांचा उपयोग करून विलगीकरण आणि शुद्धीकरणाचा उद्देश साध्य करते. याची वैशिष्ट्ये म्हणजे कमी ऊर्ध्वपातन तापमान, कमी तापवण्याचा वेळ, उच्च विलगीकरण कार्यक्षमता, प्रदूषणविरहितता आणि विस्तृत उपयोग क्षेत्र. हे विशेषतः उच्च उत्कलन बिंदू, उष्णता संवेदनशीलता आणि सहज ऑक्सिडीकरण होणाऱ्या नैसर्गिक उत्पादनांच्या विलगीकरण आणि शुद्धीकरणासाठी योग्य आहे. ही पद्धत उष्णता संवेदनशील आणि सहज ऑक्सिडीकरण होणाऱ्या घटकांचे औष्णिक विघटन देखील प्रभावीपणे टाळू शकते. याचा उपयोग उच्च उत्कलन बिंदू किंवा उत्कलन बिंदूंमध्ये कमी फरक असलेल्या पदार्थांच्या विलगीकरणासाठी देखील केला जाऊ शकतो. डायग्लिसराइड्सच्या शुद्धीकरणात याला व्यापक उपयोग संधी आहेत. तथापि, डायग्लिसराइड्सच्या शुद्धीकरणासाठी आण्विक ऊर्ध्वपातन तंत्रज्ञानाच्या उपयोगात काही समस्या देखील आहेत. उदाहरणार्थ, आण्विक ऊर्ध्वपातन उपकरणांना उच्च सीलिंग क्षमतेची आवश्यकता असते आणि ती महाग असतात. सध्या, कोणतेही संबंधित तंत्रज्ञान या समस्यांचे निराकरण करू शकत नाही, आणि आण्विक ऊर्ध्वपातन तंत्रज्ञानामध्ये नवीन प्रकारच्या तांत्रिक साधनांचे एकत्रीकरण करणे आवश्यक आहे.

थोडक्यात सांगायचे झाल्यास, आण्विक ऊर्ध्वपातन तंत्रज्ञानाची विश्वसनीयता प्रत्यक्ष वापरात पूर्णपणे सिद्ध झाली आहे आणि ते हरित सूक्ष्म रासायनिक अभियांत्रिकीच्या विकासाला आणि प्रगतीला चालना देऊ शकते. आण्विक ऊर्ध्वपातन तंत्रज्ञान हे संबंधित तंत्रज्ञानाच्या विकासाशी जवळून निगडित असल्यामुळे, चीनने उद्योग, संस्था आणि विद्यापीठे यांच्यातील व्यापक तांत्रिक देवाणघेवाण आणि सहकार्य अधिक दृढ केले पाहिजे, जेणेकरून आण्विक ऊर्ध्वपातनाच्या औद्योगिक वापरासाठी प्रक्रिया मापदंडांच्या अनुकूलनाचा पाया घातला जाईल. नैसर्गिक औषधांच्या विलगीकरण आणि शुद्धीकरणात आण्विक ऊर्ध्वपातन तंत्रज्ञानाचे अद्वितीय फायदे आहेत. नैसर्गिक औषधांच्या विलगीकरण आणि शुद्धीकरणात याचा वापर अधिकाधिक व्यापक होत आहे.

जर तुम्हाला मॉलिक्युलर डिस्टिलेशन तंत्रज्ञान किंवा संबंधित क्षेत्रांविषयी काही प्रश्न असतील, किंवा तुम्हाला अधिक जाणून घ्यायचे असेल, तर कृपया संकोच न करता संपर्क साधा.आमच्याशी संपर्क साधा आमची व्यावसायिक टीम आहे. आम्ही तुम्हाला सर्वोत्तम दर्जाची सेवा प्रदान करण्यासाठी कटिबद्ध आहोत.टर्नकी सोल्यूशन्स.