分子蒸留は、異なる物質の分子運動の平均自由範囲の違いに依存するユニークなプロセスである。
高真空条件下で達成される。
沸点差を利用する従来の蒸留とは異なり、分子蒸留は物質の沸点以下で行われる。
このため、非平衡プロセスとなる。
分離は、軽い成分分子が凝縮し、重い分子が元の液面に戻るような距離に凝縮面を設定することで行われる。
5つのポイントの説明
1.高真空条件
分子蒸留では、通常5Pa以下の高真空環境が必要である。
この高真空は、大気圧を下げ、分子が液面から逃げやすくするために不可欠である。
分子は衝突することなく、より長い距離を移動することができる。
2.分子の平均自由行程の違い
平均自由行程とは、分子が衝突の間に進む平均距離のことである。
分子の大きさや圧力によって異なる。
分子蒸留では、軽い分子は重い分子に比べて平均自由行程が大きくなる。
この差を利用して成分を分離する。
3.凝縮面の設定
分子蒸留の重要な点は、凝縮面を戦略的に配置することである。
この表面は、液体表面から、軽い分子の平均自由行程よりは近いが、重い分子には届かない距離に配置される。
軽い分子がこの表面にぶつかると凝縮し、重い分子は表面に到達せずに液体に戻る。
4.非平衡プロセス
従来の蒸留とは異なり、分子蒸留は液相と気相の平衡に達することに頼らない。
その代わりに、分子特性に基づいて成分を連続的に蒸留する。
このため、特に熱に弱い物質に対して、プロセスがダイナミックで効率的であることが保証される。
5.用途と利点
分子蒸留は、高沸点、熱に弱い、酸化しやすい物質の分離に特に有効である。
より低い温度と圧力で操作できるため、劣化のリスクが減り、最終製品の品質が向上する。
この方法は、天然物、医薬品、機能性オイルの精製に広く使用されている。
過酷な化学処理を必要とせず、自然の特性を維持することができる。
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