التقطير الجزيئي هو تقنية فصل متخصصة تُستخدم لتنقية المركبات الحساسة حرارياً وذات نقطة الغليان العالية من خلال استغلال الاختلافات في متوسط المسار الحر للجزيئات.وهي تعمل في ظل ظروف تفريغ عالية، مما يقلل من درجة غليان المواد ويقلل من التدهور الحراري.وتتضمن العملية تسخين خليط سائل على سطح ما، مما يؤدي إلى تبخر الجزيئات وانتقالها إلى مكثف موضوع على مسافة أقل من متوسط مسارها الحر المتوسط.تتكثف الجزيئات الخفيفة ذات المسارات الحرة المتوسطة الأطول على السطح الأكثر برودة، بينما تعود الجزيئات الأثقل إلى الطور السائل.ويخضع هذا الفصل لمبادئ الديناميكا الحرارية، وتحديدًا معادلة متوسط المسار الحر، والتي تعتمد على درجة الحرارة والضغط والقطر الجزيئي.تضمن هذه التقنية الحد الأدنى من وقت التلامس ودرجات حرارة تشغيل منخفضة، مما يجعلها مثالية للمركبات الحساسة.
شرح النقاط الرئيسية:
-
مبدأ التقطير الجزيئي:
- يعتمد التقطير الجزيئي على الفرق في متوسط المسار الحر للجزيئات، وهو متوسط المسافة التي يقطعها الجزيء قبل الاصطدام بجزيء آخر.
-
معادلة متوسط المسار الحر هي
[
L = \\frac{0.707K \cdot T}{\pi d^2 P}]- ]
- حيث:
- (L) = متوسط المسار الحر
- (ك) = ثابت بولتزمان
- (T) = درجة الحرارة
- (د) = القطر الجزيئي الفعال
-
(P) = الضغط الجزيئات الخفيفة لها متوسط مسار حر أطول مقارنةً بالجزيئات الثقيلة، مما يتيح فصلها.
- ظروف الفراغ العالي
- :
- يعمل التقطير الجزيئي تحت تفريغ عالٍ، مما يقلل من درجة غليان المواد ويقلل من التدهور الحراري.
-
يزيد الفراغ من متوسط المسار الحر للجزيئات مما يسمح لها بالانتقال دون الاصطدام بالجزيئات الأخرى. وهذا يضمن معالجة المركبات غير المستقرة حراريًا دون تحلل.
- آلية الفصل
- :
- يتم تسخين الخليط السائل على سطح ما، مما يؤدي إلى تبخر الجزيئات.
- يوضع مكثف على مسافة أقل من متوسط المسار الحر للجزيئات الخفيفة ولكن أكبر من مسار الجزيئات الثقيلة.
-
تنتقل الجزيئات الخفيفة إلى المكثف وتتكثف، بينما تعود الجزيئات الثقيلة إلى الطور السائل. ويعتمد هذا الفصل على قدرة الجزيئات على الهروب والتكثيف دون تصادمات بين الجزيئات.
- تقليل وقت التلامس ودرجات الحرارة المنخفضة
- :
-
تستخدم العملية أوقات مكوث قصيرة في منطقة التسخين، مما يقلل من خطر التدهور الحراري. يتم الحفاظ على درجات حرارة تشغيل منخفضة بسبب التفريغ العالي، مما يجعلها مناسبة للمركبات الحساسة للحرارة.
- التطبيقات والمزايا
- :
-
يعد التقطير الجزيئي مثاليًا لتنقية الجزيئات غير المستقرة حراريًا، مثل الفيتامينات والزيوت الأساسية والمركبات ذات نقطة الغليان العالية. ويضمن نقاءً عاليًا وأقل قدر من التدهور، مما يجعله الطريقة المفضلة للمواد الحساسة.
- تصميم المعدات
- :
يشتمل النظام على سطح ساخن وجهاز تنقية غاز محوري لنشر المادة ومكثف موضوع على مسافة مثالية.
ويضمن التصميم الفصل الفعال من خلال التحكم في المسافة بين أسطح التبخير والتكثيف.
| من خلال فهم هذه النقاط الرئيسية، يمكن لمشتري معدات التقطير الجزيئي تقييم مدى ملاءمتها لتطبيقات محددة، مما يضمن الأداء الأمثل وجودة المنتج. | جدول ملخص: |
|---|---|
| الجانب الرئيسي | الوصف |
| المبدأ | تعتمد على الاختلافات في متوسط المسار الحر للجزيئات للفصل. |
| التفريغ العالي | يقلل من درجات الغليان ويقلل من التدهور الحراري. |
| آلية الفصل | تتكثف الجزيئات الخفيفة على سطح أكثر برودة؛ وتعود الجزيئات الثقيلة إلى سائل. |
| درجات حرارة منخفضة | يضمن الحد الأدنى من التدهور الحراري للمركبات الحساسة. |
| التطبيقات | مثالية للفيتامينات والزيوت الأساسية والمركبات ذات نقطة الغليان العالية. |
تصميم المعدات يتضمن سطحًا ساخنًا وجهاز تنقية الغاز محوريًا ومكثفًا في وضع مثالي. هل أنت مستعد لتحسين عملية التنقية؟
