La destilación molecular, como tecnología de separación de alto vacío basada en diferencias en el rango libre de movimiento molecular, puede lograr una separación eficiente de sustancias termosensibles a temperaturas muy por debajo del punto de ebullición. El equipo de destilación molecular a nivel de laboratorio colabora a través de componentes de precisión para integrar los procesos de evaporación, condensación y recolección en una brecha milimétrica. Este trabajo parte de los cuatro componentes principales y analiza sistemáticamente sus características estructurales y el mecanismo de asociación de eficiencia de separación.

　　I. sistemas de alto vacío: crear un entorno dominado por el movimiento molecular

La destilación Molecular requiere mantener la presión del sistema < 1pa (generalmente 0,1 - 10pa) para eliminar la interferencia de la colisión molecular de fase gaseosa en el proceso de separación. Su sistema de vacío consta de un grupo de bombas de tres etapas:

1. bomba mecánica de etapa delantera (bomba giratoria / bomba seca): reducir rápidamente la presión del sistema a la magnitud de 10 3 pa;

2. bomba de raíces secundarias: reducir la presión por debajo de 10 pa aumentando la velocidad de bombeo;

3. bomba de difusión final / bomba molecular: vacío límite mediante inyección de vapor o rotación de alta velocidad de la turbina (> 30.000 rpm).

Parámetros clave: la tasa de fuga de vacío es inferior a 1 × 10 ⁹ pa · mò / s, lo que garantiza la formación de un campo de flujo Molecular puro entre la superficie de evaporación y la superficie de condensación.

　　II. componentes de evaporación y condensación: el portador central de la eficiencia de separación

1. evaporadores

Una cavidad cilíndrica de acero inoxidable con una chaqueta de calentamiento incorporada (50 - 200 mm de diámetro) está recubierta con Teflon en la superficie para reducir la pared Colgante del material. El calentamiento uniforme se logra mediante el ciclo de aceite térmico (precisión de control de temperatura ± 0,5 ° c) o el calentamiento por inducción electromagnética, y el material se extiende en una película líquida gruesa de 0,1 - 0,5 mm con un raspador de película (velocidad de rotación de 50 - 500 rpm), lo que mejora significativamente la eficiencia de evaporación.

2. condensadores

Una trampa fría cónica (ángulo incluido de 30 - 60 °) dispuesta en el mismo eje que el evaporador, con un tubo de condensación espiral de doble capa anidado en el Interior. Refrigeración con nitrógeno líquido (- 196 ° c) o bomba de circulación a baja temperatura (- 80 ° c) para garantizar que todas las moléculas de componentes ligeros se condensen antes de volar a la superficie de condensación (5 - 20 mm de la superficie de evaporación). Punto de diseño: el área de la superficie de condensación debe ser 1,5 - 2 veces mayor que la superficie de vapor para evitar que las moléculas huyan.

　　III. sistema de recogida de piensos y destilados: control preciso del flujo de sustancias

1. bomba de alimentación de medición

Se selecciona una bomba de engranaje o una bomba peristáltica (precisión de flujo de ± 1%) para lograr una alimentación continua y estable de 0,1 - 10 ml / Min con un medidor de flujo de masa. Para los materiales de alta viscosidad (> 500mpa · s), es necesario utilizar una manga de aislamiento térmico térmico para evitar el bloqueo.

2. dispositivo de corte de destilados

A través de una válvula eléctrica de tres vías o un convertidor de disco giratorio, los componentes recombinantes (residuos) y los componentes ligeros (destilados) se introducen en diferentes botellas de recolección de acuerdo con los parámetros de temperatura / presión preestablecidos. Algunos equipos integran espectrómetros infrarrojos en línea para realizar el monitoreo de componentes en tiempo real del proceso de separación.

　　IV. sistemas de control de temperatura y presión: regulación precisa de las condiciones de separación

1. monitoreo de temperatura multipunto

Coloque el sensor de temperatura de resistencia al platino Pt100 (precisión ± 0,1 ° c) en el evaporador, el refrigerante y la tubería de transmisión de materiales, y coopere con el controlador Pi para lograr el ajuste de vinculación entre la temperatura de evaporación y la temperatura de condensación.

2. control de circuito cerrado de vacío

Se utiliza un vacuómetro de película capacitiva (rango 0001 - 1000pa) para monitorear la presión del sistema en tiempo real, y la velocidad de la bomba Molecular o la apertura de la válvula de derivación se ajustan a través del inversor para mantener la fluctuación de presión inferior al 5%.

Caso de aplicación: en la separación de DHA / EPA del aceite de pescado, el equipo de destilación molecular de laboratorio aumentó la pureza del DHA del 35% al 82% optimizando la temperatura de evaporación (120 ° c), la temperatura de condensación (- 60 ° c) y la presión del sistema (0,5pa), y el contenido de ácidos grasos Trans fue inferior al 0,1%, significativamente mejor que el proceso de destilación tradicional.

La optimización del rendimiento de los equipos de destilación molecular de laboratorio debe tener en cuenta la resistencia a la corrosión de los materiales de los componentes, la fiabilidad del sellado mecánico y la amistad de la interfaz de operación. Con la introducción de la tecnología de microcanales y los algoritmos de control de inteligencia artificial, la nueva generación de equipos está evolucionando hacia una mayor eficiencia de separación y un menor consumo de energía.