La distillation moléculaire est un processus qui implique la séparation des molécules sur la base de leur libre parcours moyen dans des conditions de vide poussé.
Cela permet d'éviter les collisions moléculaires et de distiller à des températures plus basses, préservant ainsi les composés sensibles à la chaleur.
4 points clés de la distillation moléculaire
1. Vide poussé et temps d'exposition courts
La distillation moléculaire fonctionne sous vide poussé, ce qui réduit considérablement la pression.
Cet environnement permet de réduire la distance entre l'évaporateur et le condenseur, qui est généralement d'environ 2 cm.
La pression réduite crée des conditions dans lesquelles le libre parcours moyen des molécules est comparable à la taille de l'équipement, ce qui place le système dans le régime du flux moléculaire libre.
Cette configuration minimise le temps pendant lequel les molécules sont exposées à des températures élevées, ce qui empêche la décomposition thermique ou la dénaturation des composés sensibles à la chaleur.
2. Séparation basée sur le libre parcours moyen
Le vide est contrôlé avec précision pour garantir que le libre parcours moyen entre les molécules est tel qu'il n'y a pas de collisions.
Ce point est crucial car il permet de séparer les composés thermiquement instables et les molécules ayant un point d'ébullition élevé et une faible volatilité.
Le libre parcours moyen est influencé par la température, la pression et la taille des molécules.
Une augmentation de la température ou une diminution de la pression et de la taille des molécules augmente le libre parcours moyen, facilitant ainsi le processus.
3. Distillation à basse température
En raison de l'absence de collisions moléculaires, la pression de vapeur de la substance diminue, ce qui permet la distillation à des températures plus basses.
Ceci est particulièrement bénéfique pour les substances qui se décomposeraient autrement à des températures plus élevées, telles que certaines huiles et des produits pharmaceutiques comme les vitamines.
L'opération à basse température permet de préserver l'intégrité et la fonctionnalité de ces molécules sensibles.
4. Applications et avantages
La distillation moléculaire est largement utilisée dans les industries où la préservation de l'intégrité moléculaire est cruciale, comme dans les industries des parfums, des aliments et des cosmétiques.
Elle permet d'éliminer les contaminants et les allergènes et de stabiliser les huiles.
Les avantages sont les suivants : éviter les problèmes de toxicité des solvants, minimiser les pertes dues à la décomposition thermique, permettre un traitement continu et réduire les dommages oxydatifs en raison des températures de traitement minimales.
Considérations opérationnelles
Le processus se déroule dans une série d'unités à une seule étape, avec des temps de contact très courts (aussi bas que 0,001 seconde) et des épaisseurs de film minces (0,05 - 0,1 mm).
Cette configuration améliore l'efficacité du processus de séparation.
Cependant, elle pose également des problèmes de sécurité en raison de la présence de matériaux inflammables et du risque de pénétration d'air ou d'émissions de vapeur dans des conditions de vide ou de pression.
En résumé, la distillation moléculaire est une technique sophistiquée qui exploite les conditions de vide contrôlé pour séparer et purifier les molécules sans causer de dommages thermiques, ce qui la rend inestimable pour le traitement des matériaux sensibles à la chaleur.
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