Kurzstreckendestillation (auch molekulare Destillation genannt) ist eine effektive Flüssigkeit-Flüssigkeit-Trenntechnik, die im Hochvakuum betrieben wird.Es unterscheidet sich von der herkömmlichen Destillation durch das Prinzip der Siedepunktdifferenz-Trennung, sondern nutzt die Unterschiede in der durchschnittlichen Freiweite der molekularen Bewegung verschiedener Substanzen, um die Trennung zu erreichen, die besonders geeignet ist für die Behandlung von hohen Siedepunkten, thermischen Empfindlichkeiten und oxidierenden Materialien.

　　1. Kernarbeitsprinzip: Molekulärer Freilauf und Hochvakuum

Das Funktionsprinzip der Kurzstreckendestillation basiert auf einem Kernphysikalkonzept: der durchschnittliche molekulare Freistrecke, d. h. die durchschnittliche Strecke, die ein Gasmolekül zwischen zwei benachbarten Kollisionen unterwegs ist.

Der Trennungsprozess umfasst vier wesentliche Schritte:

1. Moleküle von der Flüssigkeitsphase auf die Verdampfungsoberfläche diffundieren: Die Diffusionsgeschwindigkeit in der Flüssigkeitsphase ist der Hauptfaktor für die Kontrolle der Moleküldestillationsgeschwindigkeit, daher ist es wichtig, die Flüssigkeitsschichtdicke zu verdünnen und den Flüssigkeitsfluss zu stärken.

Freie Verdunstung von Molekülen auf der Flüssigkeitsoberfläche: Die Verdunstungsgeschwindigkeit steigt mit der steigenden Temperatur, aber unter Voraussetzung der thermischen Stabilität des Materials wählen Sie eine wirtschaftlich vernünftige Destillationstemperatur.

Moleküle fliegen von der Verdunstungsfläche auf die Kondensationsfläche: In einer Hochvakuumumgebung ist der Abstand zwischen der Verdunstungsfläche und der Kondensationsfläche so konzipiert, dass er kleiner oder gleich dem durchschnittlichen freien Abstand der Moleküle des getrennten Materials ist. Damit können Dampfmoleküle, die von der Verdampfungsoberfläche verdampfen, fast ohne Kollision mit anderen Molekülen direkt auf die Kondensationsoberfläche gelangen.

4. Kondensation von Molekülen auf der Kondensationsoberfläche: Solange sichergestellt wird, dass es einen ausreichenden Temperaturunterschied zwischen den kalten und heißen Seiten gibt (in der Regel 70 ~ 100 ° C), und die Form der Kondensationsoberfläche ist vernünftig glatt, kann der Kondensationsprozess sofort abgeschlossen werden.

Da der durchschnittliche Freiheitsbereich zwischen leichten und schweren Molekülen unterschiedlich ist, können leichte Moleküle die Kondensationsfläche erreichen und gefangen werden, während schwere Moleküle aufgrund des kürzeren Freiheitsbereichs nicht erreicht werden können, wodurch eine genaue Trennung des Stoffes erreicht wird. Dieser Prozess ist irreversibel, es gibt keine herkömmlichen destillierten Blasen, das Siedenphänomen und den Zustand des Gas-Flüssigkeitsgleichgewichts.

　　II. Hauptstrukturen

Eine komplette Kurzstreckendestillationsanlage ist ein komplexes System, das hauptsächlich aus folgenden Teilen besteht:

1. Kurzstreckendestillator: Dies ist der Kern der gesamten Anlage. Es ist an sich ein vertikaler Zylinder mit einer beheizten Mantel, der im Inneren alle wichtigen Bewegungsteile enthält. Das Material wird von oben hinzugefügt, über den Flüssigkeitsverteiler auf dem Rotor gleichmäßig auf der Heizfläche verteilt, sofort durch den Schrauber in eine sehr dünne, turbulente Flüssigkeitsfilm geschratzt und spiralförmig nach unten geschoben. Der eingebaute Kondensator befindet sich im Zentrum des Verdampfers und dient zur direkten Kondensation zur Erfassung leichter Moleküle.

2. Heizsystem: Verantwortlich für die Energieversorgung der Verdampfung, wird normalerweise ein elektrischer Heizer oder ein heißes Ölzirkulationssystem verwendet, um eine gleichmäßige Erwärmung zu gewährleisten.

Pumpenvakuumsystem: für die Schaffung und Aufrechterhaltung einer Hochvakuumumgebung, die für die Destillation erforderlich ist, die Voraussetzung für die freie Trennung von Molekülen ist.

4. Kühlsystem: zum Kondensieren von Dampf, um ihn in Flüssigkeit umzuwandeln.

5. Sammelsystem: zur Sammlung von leichten Komponenten und Neukomponenten nach der Trennung.

Entgassungssysteme, Zuführsysteme und Steuerungssysteme: Diese Hilfssysteme gewährleisten Prozesskontinuität, Stabilität und automatisierte Steuerung.

　　Typ des Verdampfers

Es gibt hauptsächlich drei Arten von Molekularverdampfern, die sich hinsichtlich der Membranformung und der Effizienz unterscheiden:

1. Folienabnahme: Abhängig von der Schwerkraft, um das Material in die Folie zu fließen. Die Struktur ist einfach, aber die gebildete Flüssigkeitsfilm ist dicker und weniger effizient und wird derzeit selten verwendet.

2. Krabberfilm: Durch Drehen des Krabbers wird das Material in eine dünne und turbulente Flüssigkeitsfilm gekratzt. Seine hohe Trenneffizienz und relativ einfache Struktur sind derzeit die meistverbreiteten Typen in der Labor- und Industrieproduktion.

3. Zentrifugal: Material in die Mitte der Drehscheibe mit hoher Geschwindigkeit senden, die sich auf die Zentrifugalkraft verlassen. Es kann eine sehr dünne und gleichmäßige Flüssigkeitsfilm bilden, die Verdunstungseffizienz und die Trennung sind gut, die Materialerhitzungszeit ist kürzer, aber die Struktur ist komplex, die Herstellung und der Betrieb sind schwierig und die Kosten sind am höchsten.

　　Technische Merkmale und Vorteile

Die kurzstreckende Destillationstechnik hat aufgrund ihres einzigartigen Prinzips und ihrer Struktur die folgenden wesentlichen Vorteile:

1. niedrige Betriebstemperatur: weit unter dem Normaldrucksiedepunkt des Materials, was das Risiko des thermischen Abbaus von wärmeempfindlichen Substanzen erheblich verringert.

Kurze Erwärmzeit: Das Material fließt schnell über die Heizfläche in Form einer sehr dünnen Flüssigkeitsfilm und die Erwärmzeit dauert nur ein paar Sekunden bis zehn Sekunden.

3. hohe Trenneffizienz: Kann herkömmliche destillierte Substanzen nicht leicht trennen, und die Reinheit des Produkts ist hoch.

Der physikalische Prozess ist frei von Verschmutzung: Der gesamte Prozess ist physikalisch getrennt, nicht giftig und nicht schädlich und kann die ursprüngliche Qualität des Produkts gut schützen.

Die kurzstreckende Destillationsanlage ermöglicht durch ihre spezielle Hochvakuumumgebung und präzise Strukturgestaltung eine schonende und effiziente Trennung von Materialien und ist zu einem wichtigen Werkzeug in den Bereichen Feinchemie, Öl, Lebensmittel und Medizin geworden.