分子蒸留の例

分子蒸留効率的な分離精製技術であり、高沸点、高粘度、熱に敏感な化合物、または高分子化合物の処理によく使用されます。 分子間の揮発性の違いを利用して、混合物内の成分を分離し、精製します。

蒸留の原理は、次の 2 つの重要な概念に基づいています。

蒸留: 蒸留のプロセスでは、混合物が加熱され、分子蒸留装置に注入されて蒸気が形成されます。 蒸気は蒸留装置内の蒸発器と呼ばれる細長い流路を通過します。 蒸発器では、温度と圧力が正確に制御され、沸点の低い分子のみが蒸発します。

凝縮: 蒸気は蒸発器を通って凝縮器に輸送され、そこで冷却面と接触します。 凝縮器の温度が低いため、蒸気は液体状態に変化し、凝縮器の表面で液滴に凝縮します。 これらの液滴が集められ、蒸留生成物と呼ばれます。

カロテノイドは色素化合物の一種で、ニンジンやトマトなどの植物に広く存在します。 豊富な抗酸化作用や栄養価があり、食品、ヘルスケア製品、化粧品などの分野で広く使用されています。 以下は、カロテノイド抽出における蒸留の応用です。

さまざまなカロテノイドの分離: カロテノイドは、β-カロテン、β-カロテン、ルテイン、その他の成分を含む複雑な混合物です。 温度と圧力の条件を調整することで、これらの成分を分子蒸留によって分離することができます。 カロテノイドの種類により揮発性が異なるため、蒸留により特定の成分を精製・抽出することができます。

純度と活性の向上: 混合物からカロテノイドを効果的に抽出し、より高い純度レベルまで精製できます。 これは、食品業界や化粧品業界など、高純度が必要なカロテノイド製品にとって非常に重要です。 さらに、蒸留は低温および高真空で行われるため、カロテノイドの熱分解および酸化反応が軽減され、カロテノイドの活性がよりよく保持されます。

不純物の除去：植物から抽出されたカロテノイドには、通常、脂肪やタンパク質などの他の化合物が共存しています。蒸留することでカロテノイドと不純物を分離し、より純粋なカロテノイドを得ることができます。

特定の成分を入手する: 一部の特定のカロテノイド成分は、食品着色料へのカロテンの応用など、一部の用途ではより重要です。 分子蒸留のパラメーターを調整することで、さまざまなニーズに合わせてこれらの特定の成分を選択的に抽出および分離できます。

分子蒸留1920年代に誕生し、真空中でのガスの移動理論の徹底した研究と減圧蒸留技術の継続的な開発により徐々に出現した新しい分離技術です。

従来の蒸留プロセスとは異なり、蒸留プロセスは高真空下での連続蒸留プロセスです。 このプロセスは不可逆的な蒸留プロセスであり、大気圧における物質の沸点から遠く離れた温度で行われます。

蒸留技術の基本原理は、分子の有効直径が異なるため、分子の種類が異なると平均自由行程も異なるということです。 統計学的に見ると、他の分子と衝突せずに液面から脱出する分子の飛距離は異なります。 蒸留の分離は、液体分子が加熱後に液面から脱出する性質を利用して実現されており、脱出後の分子の種類によって平均自由行程が異なります。 例えば、軽い分子の平均自由行程は大きく、重い分子の平均自由行程は小さいため、軽い分子は凝縮表面に落ちますが、重い分子は凝縮に到達できずに元の液面に戻ります。表面で混合物を分離できるようにします。

エッセンシャルオイルやエッセンシャルオイルとしても知られる揮発性オイルは、植物やその他の天然素材から抽出された、特定の香りと薬効を持つ化合物の混合物です。 揮発性油は通常、強い香りと薬効を持つ揮発性の高い液体です。 マテリアメディカ大要には、世界最古の樟脳油と樟脳の抽出と精製の詳細な方法が記録されています。 揮発性油は植物の腺毛、油室、油管、分泌細胞または樹脂管に存在し、ほとんどが油滴の形で存在し、一部は樹脂や粘液と共存し、一部は配糖体の形で存在します。

揮発性油の成分は、モノテルペン、エステル、アルデヒド、ケトン、アルコール、その他の化学成分など、植物の代謝過程で生成されます。 これらの成分は、揮発性油の特別な香りと薬効に寄与します。 たとえば、レモングラスの揮発性油には、レモンのようなフレッシュな香りを放つシペルレンなどのモノテルペンが含まれています。 ローズマリーの揮発性油にはフェノール、ケトン、アルデヒドが豊富に含まれており、抗菌、抗ウイルス作用のほか、リフレッシュ効果や知的な効果もあります。

揮発性油は、香辛料、食品調味料、化粧品、医薬品などの産業でよく使用され、アロマテラピー、マッサージ、アロマテラピー、バスソルトなどの分野でも広く使用されています。 揮発性油はさまざまな方法で抽出できますが、中でも蒸留が一般的な技術です。

広く応用されている理由としては、分子蒸留優れた分離効果、幅広い適用性、成熟したコスト効率の高いプロセス、そして環境に優しく持続可能な特性です。 石油産業からの燃料の抽出でも、医薬品、化粧品、食品などの分野での純粋な製品の需要でも、蒸留技術は環境要件を満たしながら高純度の物質の分離と抽出を実現できます。 このため、蒸留はさまざまな産業において不可欠かつ重要な分離技術となっています。