Technisches Team · Kintek Solution

Die Molekulardestillation ist ein spezielles Trennverfahren, das zur Reinigung und Konzentration thermisch empfindlicher Stoffe wie Fischöl eingesetzt wird, indem Unterschiede in der mittleren freien Weglänge von Molekülen unter Hochvakuumbedingungen genutzt werden.Das Verfahren arbeitet bei niedrigen Temperaturen und Drücken und gewährleistet so einen minimalen thermischen Abbau.Dabei werden flüchtige Moleküle aus einem dünnen Flüssigkeitsfilm verdampft, können eine kurze Strecke ohne Zusammenstöße zurücklegen und werden dann auf einer separaten Oberfläche kondensiert.Mit dieser Methode werden Verunreinigungen wirksam entfernt, während nützliche Bestandteile wie Fettsäuren erhalten bleiben.Das Verfahren ist in der Industrie weit verbreitet und erfordert eine hochreine Trennung von Verbindungen mit geringer Flüchtigkeit und hohem Siedepunkt.

Die wichtigsten Punkte werden erklärt:

1. Prinzip der molekularen Destillation:

   • Die Molekulardestillation basiert auf dem Unterschied in der mittleren freien Weglänge der Moleküle, d. h. der durchschnittlichen Entfernung, die ein Molekül zurücklegt, bevor es mit einem anderen Molekül zusammenstößt.
   • Unter Hochvakuumbedingungen vergrößert sich die mittlere freie Weglänge der Moleküle, so dass leichtere Moleküle von der Flüssigkeitsoberfläche entweichen und an einer nahe gelegenen Oberfläche kondensieren können, während schwerere Moleküle in die flüssige Phase zurückkehren.
   • Diese Trennung erfolgt ohne Sieden, da das Verfahren bei Temperaturen unterhalb des Siedepunkts der Materialien abläuft, was es ideal für thermisch empfindliche Verbindungen macht.

2. Prozessbedingungen:

   • Hochvakuum:Das Verfahren wird unter extrem niedrigem Druck (Hochvakuum) durchgeführt, wodurch sich die mittlere freie Weglänge der Moleküle erhöht und intermolekulare Kollisionen minimiert werden.
   • Niedrige Temperatur:Durch die Verwendung niedriger Temperaturen wird sichergestellt, dass thermisch instabile Verbindungen, wie z. B. Omega-3-Fettsäuren in Fischöl, während des Prozesses nicht abgebaut werden.
   • Kurze Verweilzeit:Die kurze Verweildauer in der Heizzone verringert das Risiko von thermischen Schäden an empfindlichen Materialien.

3. Ausstattung und Mechanismus:

   • Der Destillationsbehälter ist mit einem Heizmantel ausgestattet, um die erforderliche Temperatur zu halten.
   • Das Einsatzmaterial fließt an den Wänden des Behälters entlang und wird von PTFE-Abstreifern, die sich mit hoher Geschwindigkeit (ca. 3 m/s) bewegen, zu einem dünnen Film verteilt, der eine effiziente Wärmeübertragung und Verdampfung gewährleistet.
   • Die verdampften Moleküle wandern über eine kurze Strecke zu einem Kondensator, wo sie als gereinigtes Produkt gesammelt werden.
   • Der Rückstand, der schwerere Moleküle enthält, wird am Boden des Behälters aufgefangen und kann zur weiteren Destillation zurückgeführt werden.

4. Vorteile der Molekulardestillation:

   • Konservierung von empfindlichen Verbindungen:Durch den Niedrigtemperaturbetrieb bleiben thermisch instabile Moleküle wie essenzielle Fettsäuren, Vitamine und andere bioaktive Verbindungen erhalten.
   • Hohe Reinheit:Durch das Verfahren werden Verunreinigungen wie Schwermetalle, Pestizide und andere Verunreinigungen wirksam entfernt, was zu hochreinen Produkten führt.
   • Wirkungsgrad:Die Konstruktion von Molekulardestillationssystemen, wie z. B. Drehfilmsystemen, gewährleistet eine effiziente Trennung bei minimalem Energieverbrauch und minimaler Aufheizzeit.

5. Anwendungen:

   • Lebensmittel und Nutrazeutika:Für die Reinigung von Fischöl, ätherischen Ölen und anderen bioaktiven Verbindungen.
   • Pharmazeutische Produkte:Ideal für die Trennung und Reinigung thermisch empfindlicher Arzneimittelverbindungen.
   • Chemische Industrie:Angewandt bei der Trennung von Materialien mit hohem Molekulargewicht, wie z. B. Polymere und Harze.

6. Sicherheitsaspekte:

   • Bei diesem Verfahren werden entflammbare Stoffe unter Hochvakuum gehandhabt, was ein Explosionsrisiko darstellt.Daher sind eine sorgfältige Handhabung und Sicherheitsprotokolle unerlässlich.
   • Die ordnungsgemäße Wartung der Geräte, einschließlich der Vakuumsysteme und Kondensatoren, ist für einen sicheren und effizienten Betrieb von entscheidender Bedeutung.

7. Vergleich mit anderen Destillationsmethoden:

   • Im Gegensatz zu den herkömmlichen Destillationsverfahren beruht die Molekulardestillation nicht auf dem Siedevorgang.Stattdessen nutzt sie den Unterschied in den mittleren freien Weglängen, um Verbindungen zu trennen, wodurch sie sich für Materialien eignet, die keine hohen Temperaturen vertragen.
   • Das Verfahren ist effizienter für die Abtrennung von Verbindungen mit geringer Flüchtigkeit und hohem Siedepunkt, die mit herkömmlichen Methoden nur schwer zu reinigen sind.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Molekulardestillation eine hochwirksame und spezialisierte Technik zur Reinigung und Konzentration thermisch empfindlicher Stoffe ist.Ihre Fähigkeit, bei niedrigen Temperaturen und unter Hochvakuumbedingungen zu arbeiten, macht sie unverzichtbar für Industrien, die eine hochreine Trennung komplexer Gemische erfordern.

Zusammenfassende Tabelle:

Aspekt	Einzelheiten
Prinzip	Trennung auf der Grundlage von Unterschieden in der mittleren freien Weglänge der Moleküle unter Hochvakuum.
Prozessbedingungen	Hochvakuum, niedrige Temperatur, kurze Verweilzeit.
Ausrüstung	Heizmantel, PTFE-Abstreifer, Verflüssiger.
Vorteile	Bewahrt empfindliche Verbindungen, hohe Reinheit, effiziente Trennung.
Anwendungen	Lebensmittel/Nutrazeutika, Pharmazeutika, chemische Industrie.
Sicherheitsaspekte	Entflammbare Materialien unter Vakuum; erfordert sorgfältige Handhabung.

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