Die Molekulardestillation ist ein Verfahren, bei dem die Moleküle auf der Grundlage ihrer mittleren freien Weglänge unter Hochvakuumbedingungen getrennt werden.
Dies verhindert Molekülkollisionen und ermöglicht eine Destillation bei niedrigeren Temperaturen, wodurch hitzeempfindliche Verbindungen erhalten bleiben.
4 wichtige Einblicke in die molekulare Destillation
1. Hochvakuum und kurze Expositionszeiten
Die Molekulardestillation arbeitet unter Hochvakuum, wodurch der Druck erheblich reduziert wird.
Diese Umgebung ermöglicht einen kurzen Abstand zwischen dem Verdampfer und dem Kondensator, in der Regel etwa 2 cm.
Der reduzierte Druck schafft Bedingungen, bei denen die mittlere freie Weglänge der Moleküle mit der Größe des Geräts vergleichbar ist, so dass sich das System im Bereich des freien Molekularflusses befindet.
Dadurch wird die Zeit, in der die Moleküle hohen Temperaturen ausgesetzt sind, auf ein Minimum reduziert, was eine thermische Zersetzung oder Denaturierung hitzeempfindlicher Verbindungen verhindert.
2. Trennung auf der Grundlage der mittleren freien Weglänge
Das Vakuum wird genau kontrolliert, um sicherzustellen, dass der mittlere freie Weg zwischen den Molekülen so groß ist, dass keine Kollisionen auftreten.
Dies ist entscheidend, da es die Trennung von thermisch instabilen Verbindungen und Molekülen mit hohem Siedepunkt und geringer Flüchtigkeit ermöglicht.
Die mittlere freie Weglänge wird durch Temperatur, Druck und die Größe der Moleküle beeinflusst.
Eine Erhöhung der Temperatur oder eine Verringerung des Drucks und der Molekülgröße erhöht die mittlere freie Weglänge und erleichtert den Prozess.
3. Destillation bei niedrigerer Temperatur
Da es keine Molekülkollisionen gibt, sinkt der Dampfdruck der Substanz, was die Destillation bei niedrigeren Temperaturen ermöglicht.
Dies ist besonders vorteilhaft für Stoffe, die sich sonst bei höheren Temperaturen zersetzen würden, wie bestimmte Öle und pharmazeutische Produkte wie Vitamine.
Der Betrieb bei niedrigeren Temperaturen trägt dazu bei, die Integrität und Funktionalität dieser empfindlichen Moleküle zu erhalten.
4. Anwendungen und Vorteile
Die Molekulardestillation wird häufig in Branchen eingesetzt, in denen die Erhaltung der molekularen Integrität von entscheidender Bedeutung ist, z. B. in der Duftstoff-, Lebensmittel- und Kosmetikindustrie.
Sie ermöglicht die Entfernung von Verunreinigungen und Allergenen sowie die Stabilisierung von Ölen.
Zu den Vorteilen gehören die Vermeidung von Toxizitätsproblemen mit Lösungsmitteln, die Minimierung von Verlusten durch thermische Zersetzung, die Ermöglichung einer kontinuierlichen Verarbeitung und die Verringerung von oxidativen Schäden aufgrund der niedrigen Verarbeitungstemperaturen.
Betriebliche Erwägungen
Das Verfahren wird in einer Reihe von einstufigen Einheiten mit sehr kurzen Kontaktzeiten (bis zu 0,001 Sekunden) und dünnen Schichtdicken (0,05 - 0,1 mm) durchgeführt.
Diese Anordnung erhöht die Effizienz und Effektivität des Trennprozesses.
Sie stellt jedoch auch ein Sicherheitsproblem dar, da entflammbare Stoffe vorhanden sind und unter Vakuum- oder Druckbedingungen Luft eindringen oder Dämpfe austreten können.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Molekulardestillation eine hochentwickelte Technik ist, die kontrollierte Vakuumbedingungen nutzt, um Moleküle zu trennen und zu reinigen, ohne dabei thermische Schäden zu verursachen, was sie für die Verarbeitung wärmeempfindlicher Materialien von unschätzbarem Wert macht.
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