Производство витаминов из растительного и животного сырья - Шнайдман Л.О.
Скачать (прямая ссылка):
Молекулярная дистилляция отличается от обычной следующими признаками: 1 ; ^
1- Молекулярная дистилляция происходит при более низкой температуре, нежели обычная. При этом дистиллируемая жидкость подвергается воздействию высокой температуры в отсутствии кислорода воздуха лишь на короткий срок. Благодаря этому имеется возможность дистиллировать без разложения такие термолабчль-ные вещества, как витамины.
2. Давление остаточного газа при молекулярной дистилляции настолько низко, что отгонка начинается при температуре ниже точки кипения.
3. Отличительной особенностью молекулярной дистилляции является испарение при весьма низком остаточном давлении.
В этих условиях испаряющиеся с поверхности молекулы, не встречая на своем пути сопротивления частиц окружающего газа, свободно достигают конденсатора.
При обычной дистилляции имеет место реконденсация значительной части молекул на испаряющей поверхности, чего при молекулярной дистилляции почти не бывает.
Средний свободный пробег молекул( или средняя длина пути) пробегаемого молекулой газа без столкновения с другими молекулами, может быть определен по кинетической теории газов;
L = -—~---------’ (1)
Ч пт. di
где: L — средний свободный пробег молекул, и —число молекул в единице объема газа, d — диаметр молекулы.
Таким образом, свободный пробег молекул обратно пропорционален числу молекул п , или плотности газа, или давлению газа-. Следовательно, с уменьшением давления воздуха или газов в сосуде, в котором происходит дистилляция, можно добиться такого увеличения свободного пробега молекул, чтобы он был равен или! был больше расстояния между испаряющей и конденсирующей поверхностью. В этих условиях молекулы пара после отрыва от 1 поверхности испарения свободно достигнут конденсатора, где под влиянием охлаждения будут конденсироваться. Создание таких условий является основой процесса молекулярной дистилляции. .
Скорость молекулярной дистилляции может быть вычислена теоретически из уравнения Лангмюра:
P'S
п = —У......... , (2) |
/ ЧкМЛТ
где: п — число молей вещества, перегоняющихся в 1 сек., v
р — упругость паров у испаряющей поверхности.
5 — поверхность испарения (в см2),
М — молекулярный вес дистиллируемого вещества,
R — газовая константа,
Т—абсолютная температура дистилляции.
Количество испаряющегося вещества с 1 см- поверхности IV составит:
47 = 5,83 • 10 -3 ~~Г— г/сек- ,см2> (3)
где р—упругость паров вещества (в мм рт. столба).
.Однако практическая скорость дистилляции составляет 70—90% от теоретически вычисленной. Уменьшение скорости дистилляции происходит вследствие столкновения дистиллируемых молекул между собой, а также с молекулами остаточного газа (воздуха).
Из уравнения (3) видно, что скорость дистилляции жидкости про-
I Г М
порциональна Ту -у . Следовательно, для увеличений скорости
дистилляции необходимо увеличить р (упругость паров перегоняемой жидкости) и снизить Т (температуру дистилляции); экспериментально установлено [19], что увеличение остаточного давления газа в меньшей степени влияет на скорость дистилляции, чем увеличение упругости паров.
АППАРАТУРА ДЛЯ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИСТИЛЛЯЦИИ
Дегазаторы
Для улучшения процесса и обеспечения глубокого вакуума
• в перегонном аппарате необходимо дистиллируемую жидкость подвергнуть дегазации, т. е. освобождению от растворенного в ней воздуха и других газов.
Для удаления термолабильных веществ, могущих в процессе, дистилляции выделять побочные газы или пары, рыбий жир подвергают омылению для нейтрализации свободных жирных кислот и фильтруют для отделения мыла, а фильтрат направляют на дегазацию. Дегазация, т. е. удаление абсорбированных жиром газов, осуществляется сначала при предварительном вакууме с постепенным снижением остаточного давления до 0,01—0,005 мм рт. ст.
Дегазацию следует начинать при низкой температуре, а затем, по мере уменьшения остаточного давления, повышать ее, доводя к концу процесса до 80°. Повышение температуры в начале процесса, в условиях присутствия большого количества кислорода,
- недопустимо, так как это может привести к разрушению витамина А.
При конструировании дегазаторов следует учитывать бурное выделение газов в начале процесса, что вызыва1ет сильное вспенивание жира.
Для дегазации были предложены аппараты различной конструкции и непрерывного действия. Сюда следует отнести аппараты разбрызгивающего и центрифужного типа.
К первому типу относятся колонные аппараты тарельчатые или насадочные, в которых жидкость стекает сверху вниз, распределяется тонким слоем на тарелках или на насадочных инертных телах (кольца Рашига) и по пути подвергается дегазации. Верхнюю часть колонки обычно присоединяют к насосу предварительного вакуума, а нижнюю — к насосу более глубокого вакуума.
