Die Molekulardestillation ist ein spezielles Verfahren zur Trennung und Reinigung thermisch instabiler Moleküle und Verbindungen mit geringer Flüchtigkeit und hohem Siedepunkt.
Dieses Verfahren ist bekannt für seine niedrigen Betriebstemperaturen und kurzen Verweilzeiten, die durch den Einsatz von Hochvakuumbedingungen erreicht werden.
Im Folgenden werden die vier Schritte der Molekulardestillation im Einzelnen beschrieben:
1. Diffusion der Moleküle zur Verdampfungsoberfläche
Der Prozess beginnt mit der Diffusion von Molekülen aus der Flüssigkeitsmasse zur Verdampfungsoberfläche.
Dieser Schritt ist von entscheidender Bedeutung, da die Diffusionsgeschwindigkeit in der flüssigen Phase häufig die Gesamtgeschwindigkeit der Molekulardestillation bestimmt.
Um dies zu optimieren, wird die Dicke der Flüssigkeitsschicht minimiert und die Strömung in der Flüssigkeitsschicht verstärkt.
Dadurch wird sichergestellt, dass die Moleküle die Verdampfungsoberfläche schnell erreichen können.
2. Verdampfung unter Hochvakuum
Die Flüssigkeit wird in eine Spinnscheibe eingeleitet, die vorgewärmt ist.
Das System arbeitet unter Hochvakuum, typischerweise bei einem Druck von 10^-3 Torr, der deutlich niedriger ist als der bei der herkömmlichen Destillation verwendete Druck (10^-2 Torr).
Dieses Hochvakuum ermöglicht die Verdampfung des Einsatzmaterials in einem Bruchteil einer Sekunde, wodurch die Wärmeeinwirkung auf das Material minimiert und somit eine thermische Zersetzung verhindert wird.
3. Kondensation des Destillats
Wenn das Material verdampft, legt es eine sehr kurze Strecke zurück, bevor es an den äußeren Enden der Destillationseinheit kondensiert.
Das kondensierte Destillat fließt dann aufgrund der Schwerkraft in ein Auffanggefäß.
Diese schnelle Kondensation ist entscheidend für die Erhaltung der Reinheit und Unversehrtheit des Destillats.
4. Auffangen des Reststoffs
Die Reststoffe, die während des Prozesses nicht verdampfen, werden in einer Rinne um die Schleuderscheibe gesammelt und dann in einen separaten Auffangbehälter geleitet.
Diese Trennung gewährleistet, dass das gereinigte Destillat frei von nichtflüchtigen Bestandteilen ist.
Die Molekulardestillation ist vorteilhaft, weil sie mit thermisch empfindlichen Materialien umgehen kann, einen kontinuierlichen Betrieb ermöglicht und nur wenig Lösungsmittel benötigt, was die Toxizität und die Umweltbelastung reduziert.
Darüber hinaus tragen die niedrigen Temperaturen und das Hochvakuum dazu bei, die thermische Stabilität der zu verarbeitenden Materialien aufrechtzuerhalten, wodurch die Qualität und Reinheit des Endprodukts verbessert wird.
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