La distillazione molecolare è progettata per separare e purificare molecole termicamente instabili e composti con bassa volatilità ed elevati punti di ebollizione.
Ciò si ottiene attraverso un sistema che riduce al minimo il tempo di permanenza delle molecole nella zona riscaldata e opera a basse temperature grazie all'ambiente sotto vuoto.
4 Componenti chiave della distillazione molecolare
1. Superficie riscaldata e breve distanza dal condensatore
L'unità di distillazione è posta su una superficie calda e il distillato percorre una distanza molto breve prima di condensare.
Questo breve tragitto impedisce l'accumulo di materiali non volatili e garantisce una distillazione efficiente.
2. Percorso libero medio molecolare
Il principio di separazione si basa sulla differenza del percorso libero medio delle diverse molecole.
Le molecole leggere hanno un percorso libero medio più breve e condensano su una superficie posta a una distanza inferiore al loro percorso libero medio, ma superiore a quella delle molecole più pesanti, che ritornano al livello del liquido originale.
3. Sistemi rotativi a film soffiante e centrifughi
L'unità di distillazione spesso comprende un sistema a film rotante con una camicia a strato variabile, un condensatore e un raschiatore rotante.
Il materiale viene continuamente distribuito sulla parete di riscaldamento dalla forza centrifuga, formando un film sottile che scorre verso il basso.
4. Design cilindrico verticale con riscaldamento esterno
L'apparecchiatura è tipicamente caratterizzata da un design cilindrico verticale con riscaldamento esterno.
Comprende un condensatore e un tergicristallo rotante tra l'alambicco e il condensatore.
Il materiale viene aggiunto dall'alto e distribuito uniformemente sulla superficie di riscaldamento, consentendo alle molecole di luce di uscire e condensare su un condensatore incorporato.
Spiegazione dettagliata
Superficie riscaldata e breve distanza dal condensatore
Nella distillazione molecolare, la struttura è tale che il materiale da distillare è a diretto contatto con una superficie riscaldata.
Questa superficie è posizionata strategicamente vicino al condensatore per garantire che i vapori percorrano una distanza minima prima di essere condensati.
Questa configurazione è fondamentale per la gestione di sostanze non troppo viscose, che possono gocciolare dalla superficie di condensazione e fluire verso il punto di ricezione in modo efficiente.
Percorso libero medio molecolare
La chiave dell'efficacia della distillazione molecolare risiede nello sfruttamento del percorso libero medio molecolare.
Molecole diverse hanno diametri effettivi diversi, che influenzano il loro percorso libero medio, ossia la distanza media percorsa da una molecola prima di entrare in collisione con un'altra molecola.
Posizionando una superficie di condensazione a una distanza specifica, le molecole leggere che hanno un percorso libero medio più breve possono essere catturate e condensate, mentre le molecole più pesanti con percorsi liberi medi più lunghi ritornano nel liquido, ottenendo così la separazione.
Sistemi di soffiaggio e centrifugazione a film rotante
L'inclusione di un sistema a film rotante aumenta l'efficienza della distillazione molecolare.
La forza centrifuga aiuta a diffondere il materiale come un film sottile sulla parete di riscaldamento, il che è fondamentale per un riscaldamento rapido e uniforme.
Il sistema di raschiatura rotante impedisce l'accumulo di materiali sulla superficie di riscaldamento, garantendo un funzionamento continuo senza blocchi.
Design cilindrico verticale con riscaldamento esterno
Questo design consente un processo di distillazione controllato ed efficiente, particolarmente adatto per composti ad alto peso molecolare.
Il riscaldamento esterno assicura che il materiale venga riscaldato in modo uniforme, mentre il tergicristallo rotante garantisce che le molecole leggere condensate vengano raccolte in modo efficiente, mentre le molecole più pesanti vengono riportate nel recipiente di distillazione.
In conclusione, la struttura della distillazione molecolare è stata meticolosamente progettata per gestire materiali termosensibili e ad alto punto di ebollizione, garantendo una separazione e una purificazione efficienti grazie alla combinazione di brevi distanze di viaggio, al posizionamento strategico delle superfici di condensazione e all'uso di tecnologie centrifughe e a film rotante.
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