La destilación de corto alcance (también conocida como destilación molecular) es una tecnología de separación líquido - líquido de alta eficiencia que funciona en un alto vacío.A diferencia del principio de que la destilación tradicional se basa en la separación de la diferencia de punto de ebullición, utiliza la diferencia en el rango libre promedio de movimiento molecular de diferentes sustancias para lograr la separación, especialmente adecuado para el tratamiento de materiales de alto punto de ebullición, sensibilidad térmica y fácil oxidación.

　　I. principios básicos de funcionamiento: el camino libre molecular y el alto vacío

El principio de funcionamiento de la destilación de corto alcance se basa en un concepto físico central, el camino libre promedio molecular, es decir, el camino promedio recorrido por una molécula de gas entre dos colisiones adyacentes.

Su proceso de separación incluye principalmente cuatro pasos clave:

1. difusión molecular del cuerpo principal de la fase líquida a la superficie de evaporación: la velocidad de difusión en la fase líquida es el factor principal para controlar la velocidad de destilación molecular, por lo que es muy importante reducir el espesor de la capa líquida delgada y fortalecer el flujo de la capa líquida.

2. evaporación libre de moléculas en la superficie de la capa líquida: la velocidad de evaporación aumenta con el aumento de la temperatura, pero es necesario elegir una temperatura de destilación económica y razonable basada en la estabilidad térmica del material.

3. las moléculas vuelan desde la superficie de evaporación hacia la superficie de condensación: en un ambiente de alto vacío, la distancia entre la superficie de evaporación y la superficie de condensación está diseñada para ser inferior o igual al recorrido libre promedio de las moléculas del material separado. Esto permite que las moléculas de vapor evaporadas de la superficie evaporada lleguen directamente a la superficie condensada sin apenas chocar con otras moléculas.

4. condensación molecular en la superficie de condensación: el proceso de condensación se puede completar instantáneamente siempre y cuando se garantice una diferencia de temperatura suficiente entre las dos caras frías y calientes (generalmente de 70 a 100 grados celsius), y la forma de la superficie de condensación es razonable y lisa.

Debido a los diferentes caminos libres medios de las moléculas ligeras y pesadas, las moléculas ligeras pueden llegar a la superficie de condensación y se capturan, mientras que las moléculas pesadas no pueden llegar debido a los caminos libres más cortos, logrando así una separación precisa de la materia. Este proceso es irreversible, sin burbujeo, ebullición y estado de equilibrio Gas - líquido de la destilación tradicional.

　　II. composición estructural principal

Un conjunto completo de equipos de destilación de corto alcance es un sistema complejo que consta principalmente de las siguientes partes:

1. destilador de corto alcance: este es el núcleo de todo el equipo. Es en sí mismo un cilindro vertical con una chaqueta de calentamiento, que contiene todos los componentes de acción clave en su Interior. El material se añade desde la parte superior y se distribuye uniformemente en la superficie de calentamiento a través del distribuidor de material líquido en el rotor, y luego se raspa en una película líquida muy delgada y turbulenta por el raspador y se empuja hacia abajo en espiral. El refrigerante incorporado se encuentra en el centro del evaporador y se utiliza para condensar directamente y capturar moléculas ligeras.

2. sistema de calefacción: responsable de proporcionar energía a la evaporación, generalmente con un calentador eléctrico o un sistema de circulación de aceite caliente para garantizar un calentamiento uniforme.

3. sistema de bombeo al vacío: utilizado para crear y mantener el entorno de alto vacío necesario para la destilación, que es un requisito previo para lograr la separación molecular de paso libre.

4. sistema de refrigeración: para condensar vapor y convertirlo en líquido.

5. sistema de recogida: se utiliza para recoger componentes ligeros y reorganizados después de la separación.

6. sistemas de desgasificación, sistemas de alimentación y sistemas de control: estos sistemas auxiliares garantizan la continuidad, estabilidad y control automatizado del proceso.

　　III. tipos de evaporadores

Hay tres tipos principales de evaporadores moleculares, que son diferentes en la forma y eficiencia de la formación de película:

1. tipo de película caída: confiar en la gravedad para hacer que el material fluya en película. La estructura es simple, pero la película líquida formada es gruesa y menos eficiente, y rara vez se utiliza en la actualidad.

2. tipo de película de raspado: raspar el material en una película líquida delgada y turbulenta a través de un raspador giratorio. Su alta eficiencia de separación y estructura relativamente simple son los tipos más convencionales en la producción de laboratorio e industrial actual.

3. centrífuga: enviar materiales al Centro de la placa giratoria que gira a alta velocidad y confiar en la fuerza centrífuga para formar una película. Puede formar una película líquida extremadamente delgada y uniforme, buena eficiencia de evaporación y efecto de separación, menos tiempo de calentamiento del material, pero la estructura es compleja, la fabricación y el funcionamiento son difíciles y el costo es el más alto.

　　IV. características y ventajas técnicas

Debido a sus principios y estructuras únicas, la tecnología de destilación de corto alcance tiene las siguientes ventajas notables:

1. baja temperatura de funcionamiento: muy por debajo del punto de ebullición atmosférico del material, lo que reduce en gran medida el riesgo de descomposición térmica de las sustancias sensibles al calor.

2. corto tiempo de calentamiento: el material fluye rápidamente a través de la superficie de calentamiento en forma de película líquida extremadamente delgada, y el tiempo de calentamiento es de solo unos segundos a decenas de segundos.

3. alta eficiencia de separación: puede separar sustancias que no son fáciles de separar por destilación convencional, y la pureza del producto es alta.

4. el proceso físico no está contaminado: todo el proceso es una separación física, no tóxica e inofensiva, que puede proteger bien la calidad original del producto.

A través de su entorno especial de alto vacío y su diseño estructural preciso, el equipo de destilación de corto alcance ha logrado una separación suave y eficiente de los materiales y se ha convertido en una herramienta importante en los campos de la industria química fina, el petróleo, los alimentos y la medicina.