La distillation moléculaire est conçue pour séparer et purifier les molécules thermiquement instables et les composés à faible volatilité et à point d'ébullition élevé.
Ce résultat est obtenu grâce à un système qui minimise le temps de séjour des molécules dans la zone chauffée et qui fonctionne à basse température grâce à l'environnement sous vide.
4 Composants clés de la distillation moléculaire
1. Surface chauffée et courte distance jusqu'au condenseur
L'unité de distillation est placée sur une surface chaude et le distillat parcourt une très courte distance avant de se condenser.
Ce court trajet empêche l'accumulation de matières non volatiles et garantit une distillation efficace.
2. Libre parcours moyen des molécules
Le principe de séparation est basé sur la différence de libre parcours moyen des différentes molécules.
Les molécules légères ont un trajet libre moyen plus court et se condensent sur une surface située à une distance inférieure à leur trajet libre moyen, mais supérieure à celle des molécules plus lourdes, qui reviennent au niveau de liquide d'origine.
3. Systèmes rotatifs à soufflage de film et systèmes centrifuges
L'unité de distillation comprend souvent un système à film rotatif avec une enveloppe à couche variable, un condenseur et un racleur rotatif.
La matière est distribuée en continu sur la paroi chauffante par la force centrifuge, formant un film mince qui s'écoule vers le bas.
4. Conception cylindrique verticale avec chauffage externe
L'appareil se présente généralement sous la forme d'un cylindre vertical avec chauffage externe.
Il comprend un condenseur et un racleur rotatif entre l'alambic et le condenseur.
La matière est ajoutée par le haut et distribuée uniformément sur la surface chauffante, ce qui permet aux molécules de lumière de s'échapper et de se condenser sur un condenseur intégré.
Explication détaillée
Surface chauffée et courte distance jusqu'au condenseur
Dans la distillation moléculaire, la conception est telle que la matière à distiller est en contact direct avec une surface chauffée.
Cette surface est stratégiquement placée à proximité du condenseur afin que les vapeurs parcourent une distance minimale avant d'être condensées.
Cette configuration est essentielle pour traiter les substances qui ne sont pas trop visqueuses, ce qui leur permet de s'égoutter de la surface de condensation et de s'écouler efficacement jusqu'au point de réception.
Chemin libre moyen moléculaire
La clé de l'efficacité de la distillation moléculaire réside dans l'exploitation du libre parcours moléculaire moyen.
Des molécules différentes ont des diamètres effectifs différents, ce qui affecte leur libre parcours moyen, c'est-à-dire la distance moyenne parcourue par une molécule avant d'entrer en collision avec une autre molécule.
En plaçant une surface de condensation à une distance spécifique, les molécules légères qui ont un trajet libre moyen plus court peuvent être capturées et condensées, tandis que les molécules plus lourdes qui ont un trajet libre moyen plus long retournent dans le liquide, ce qui permet d'obtenir une séparation.
Systèmes de soufflage à film rotatif et systèmes centrifuges
L'inclusion d'un système à film rotatif améliore l'efficacité de la distillation moléculaire.
La force centrifuge permet d'étaler la matière sous forme de film fin sur la paroi chauffante, ce qui est essentiel pour un chauffage rapide et uniforme.
Le système de raclage rotatif empêche l'accumulation de matières sur la surface chauffante, ce qui garantit un fonctionnement continu sans blocage.
Conception cylindrique verticale avec chauffage externe
Cette conception permet un processus de distillation contrôlé et efficace, particulièrement adapté aux composés de poids moléculaire élevé.
Le chauffage externe garantit que le matériau est chauffé uniformément, et le racleur rotatif permet de collecter efficacement les molécules légères condensées, tandis que les molécules plus lourdes sont renvoyées dans le récipient de distillation.
En conclusion, la structure de la distillation moléculaire est méticuleusement conçue pour traiter les matières thermosensibles et à point d'ébullition élevé, garantissant une séparation et une purification efficaces grâce à la combinaison de courtes distances de déplacement, à l'emplacement stratégique des surfaces de condensation et à l'utilisation de technologies centrifuges et de films rotatifs.
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