La destilación molecular está diseñada para separar y purificar moléculas térmicamente inestables y compuestos con baja volatilidad y altos puntos de ebullición.
Esto se consigue mediante un sistema que minimiza el tiempo de residencia de las moléculas en la zona calentada y que opera a bajas temperaturas debido al entorno de vacío.
4 Componentes clave de la destilación molecular
1. 1. Superficie Calentada y Corta Distancia al Condensador
La unidad de destilación se coloca sobre una superficie caliente y el destilado recorre una distancia muy corta antes de condensarse.
Este corto recorrido evita la acumulación de materiales no volátiles y garantiza una destilación eficiente.
2. Camino libre medio molecular
El principio de separación se basa en la diferencia del camino libre medio de las diferentes moléculas.
Las moléculas ligeras tienen un recorrido libre medio más corto y se condensan en una superficie situada a una distancia inferior a su recorrido libre medio, pero superior a la de las moléculas más pesadas, que vuelven al nivel original del líquido.
3. Sistemas rotativos de soplado de película y centrífugos
La unidad de destilación suele incluir un sistema de película giratoria con una camisa de capa variable, un condensador y un rascador giratorio.
El material se distribuye continuamente sobre la pared de calentamiento por la fuerza centrífuga, formando una fina película que fluye hacia abajo.
4. Diseño cilíndrico vertical con calentamiento externo
El aparato suele tener un diseño cilíndrico vertical con calentamiento externo.
Incluye un condensador y un rascador giratorio entre el destilador y el condensador.
El material se añade desde la parte superior y se distribuye uniformemente sobre la superficie de calentamiento, permitiendo que las moléculas ligeras escapen y se condensen en un condensador incorporado.
Explicación detallada
Superficie Calentada y Corta Distancia al Condensador
En la destilación molecular, el diseño es tal que el material a destilar está en contacto directo con una superficie calentada.
Esta superficie es estratégicamente colocada cerca del condensador para garantizar que los vapores recorran una distancia mínima antes de ser condensados.
Esta configuración es crucial para manipular sustancias que no son demasiado viscosas, lo que permite que goteen de la superficie de condensación y fluyan hasta el punto de recepción de forma eficiente.
Camino Libre Medio Molecular
La clave de la eficacia de la destilación molecular reside en el aprovechamiento del camino libre medio molecular.
Las distintas moléculas tienen diámetros efectivos diferentes, lo que afecta a su recorrido libre medio, que es la distancia media que recorre una molécula antes de colisionar con otra.
Al colocar una superficie de condensación a una distancia específica, las moléculas ligeras que tienen un recorrido libre medio más corto pueden ser capturadas y condensadas, mientras que las moléculas más pesadas con recorridos libres medios más largos vuelven al líquido, logrando así la separación.
Sistemas centrífugos y de soplado de película rotativa
La inclusión de un sistema de película rotativa aumenta la eficacia de la destilación molecular.
La fuerza centrífuga ayuda a extender el material como una fina película sobre la pared de calentamiento, lo que es crucial para un calentamiento rápido y uniforme.
El sistema de rascador giratorio evita la acumulación de materiales en la superficie de calentamiento, garantizando un funcionamiento continuo sin bloqueos.
Diseño cilíndrico vertical con calentamiento externo
Este diseño permite un proceso de destilación controlado y eficiente, especialmente adecuado para compuestos de alto peso molecular.
El calentamiento externo garantiza que el material se caliente de manera uniforme, y el rascador giratorio garantiza que las moléculas ligeras condensadas se recojan de manera eficiente, mientras que las moléculas más pesadas se devuelven al recipiente de destilación.
En conclusión, la estructura de la destilación molecular está meticulosamente diseñada para manejar materiales térmicamente sensibles y de alto punto de ebullición, garantizando una separación y purificación eficientes a través de una combinación de cortas distancias de recorrido, colocación estratégica de las superficies de condensación y el uso de tecnologías centrífugas y de película giratoria.
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