A destilação de curta distância (também conhecida como destilação molecular) é uma técnica de separação líquido-líquido altamente eficiente que funciona em alto vácuo.Diferente do princípio da distilação tradicional de separação baseada na diferença de ponto de ebulição, ele usa a diferença no grau livre médio de movimento das moléculas de diferentes substâncias para alcançar a separação, especialmente adequada para o tratamento de materiais com alto ponto de ebulição, sensibilidade térmica e oxidação fácil.

　　Principio de funcionamento básico: liberdade molecular e alto vácuo

O princípio de funcionamento da destilação de curta distância baseia-se em um conceito básico da física: a distância livre média molecular, a distância média percorrida por uma molécula de gás entre duas colisões vizinhas.

Seu processo de separação consiste principalmente em quatro etapas-chave:

Moléculas se difundem do corpo líquido para a superfície de evaporação: a velocidade de difusão na fase líquida é o principal fator para controlar a velocidade de destilação molecular, portanto, é essencial diluir a espessura da camada líquida e fortalecer o fluxo da camada líquida.

Evaporação livre das moléculas na superfície da camada líquida: a velocidade de evaporação aumenta com o aumento da temperatura, mas a estabilidade térmica do material é condicionada para escolher a temperatura de destilação econômica e razoável.

As moléculas voam da superfície de evaporação para a superfície de condensação: em ambientes de alto vácuo, a distância entre a superfície de evaporação e a superfície de condensação é projetada para ser menor ou igual à distância livre média das moléculas do material separado. Isso permite que as moléculas de vapor evaporadas da superfície de evaporação alcancem diretamente a superfície de condensação, quase sem colidir com outras moléculas.

A molécula é condensada na superfície de condensação: basta garantir que haja diferença de temperatura suficiente entre os dois lados quentes e frios (geralmente 70 ~ 100 ° C), e a forma da superfície de condensação é razoavelmente lisa, o processo de condensação pode ser concluído instantaneamente.

Como a distância média de liberdade das moléculas leves e pesadas é diferente, as moléculas leves podem alcançar a superfície de condensação para serem capturadas, enquanto as moléculas pesadas não podem ser alcançadas devido ao curto distância de liberdade, o que permite a separação precisa da matéria. Este processo é irreversível, sem bolhas destiladas tradicionais, fenômenos de ebulição e estado de equilíbrio líquido-gás.

　　II. Composição estrutural principal

Um conjunto completo de equipamentos de destilação de curto alcance é um sistema complexo que consiste principalmente nas seguintes partes:

Destilador de curto alcance: é o núcleo de todo o equipamento. É em si um cilindro vertical com um casaco aquecido que contém todos os componentes de ação essenciais no interior. O material é adicionado a partir do topo, distribuído uniformemente sobre a superfície aquecida pelo distribuidor de fluido no rotor, depois raspado pelo raspador em uma camada extremamente fina e turbulenta de fluido e empurrado em espiral para baixo. O condensador incorporado está localizado no centro do evaporador para capturar moléculas leves por condensação direta.

Sistema de aquecimento: responsável pelo fornecimento de energia para a evaporação, geralmente usando aquecedores elétricos ou sistemas de circulação de óleo quente para garantir aquecimento uniforme.

Sistema de vácuo de bombeamento: usado para criar e manter o ambiente de alto vácuo necessário para a destilação, que é um pré-requisito para alcançar a separação de distância livre das moléculas.

Sistema de refrigeração: usado para condensar o vapor, transformá-lo em líquido.

Sistema de recolha: usado para recolher componentes leves e recomponentes após separação.

Sistemas de desgasificação, sistemas de alimentação e sistemas de controle: estes sistemas auxiliares garantem a continuidade, a estabilidade e o controle de automação do processo.

　　Tipo de evaporador

Existem três tipos principais de evaporadores moleculares que diferem em termos de forma de membrana e eficiência:

Tipo de membrana descendente: depender da gravidade para que o material flua sob a membrana. A estrutura é simples, mas a membrana líquida formada é mais espessa e menos eficiente, e raramente é adotada.

2. Tipo de película de raspagem: Raspa o material em uma película líquida fina e turbulenta através da raspadura giratória. Sua alta eficiência de separação e estrutura relativamente simples é o tipo mais comum atualmente em laboratório e produção industrial.

3. tipo centrífugo: enviar o material para o centro do disco giratório de alta velocidade, confiando na força centrífuga para formar a película. Ele pode formar uma película líquida extremamente fina e uniforme, eficiência de evaporação e efeito de separação é bom, o tempo de aquecimento do material é mais curto, mas a estrutura é complexa, a fabricação e a operação são difíceis e o custo também é mais alto.

　　Características técnicas e vantagens

A tecnologia de destilação de curto alcance tem as seguintes vantagens significativas devido ao seu princípio e estrutura únicos:

Temperatura de operação baixa: muito abaixo do ponto de ebulição da pressão normal do material, reduzindo significativamente o risco de decomposição térmica da substância sensível ao calor.

Tempo de aquecimento curto: o material flui rapidamente através da superfície aquecida na forma de uma película líquida extremamente fina, o tempo de aquecimento é de apenas alguns segundos a dezenas de segundos.

Alta eficiência de separação: pode separar a destilação convencional de substâncias que não são fáceis de separar, e a pureza do produto é alta.

Processo físico sem poluição: todo o processo é fisicamente separado, não tóxico e inofensivo, pode proteger bem a qualidade original do produto.

Os equipamentos de destilação de curto alcance, através de seus ambientes especiais de alto vácuo e projetos estruturais de precisão, alcançaram a separação suave e eficiente dos materiais e se tornaram ferramentas essenciais em áreas como química fina, petróleo, alimentos e medicina.