Qu'est-ce que la distillation centrifuge

Il n’existe pas de terme spécifique « distillation centrifuge » en chimie. Cependant, il existe une technique appelée distillation moléculaire centrifuge qui est un type de technique de séparation liquide-liquide qui utilise la force centrifuge pour favoriser l'évaporation moléculaire des échantillons séparés. Cette technique est largement utilisée dans les industries chimiques, pharmaceutiques et alimentaires pour la purification, le raffinage et la séparation de divers composés chimiques.

Dans la distillation moléculaire centrifuge, un mélange est placé dans un évaporateur rotatif en forme de cône et chauffé sous vide. La rotation crée un champ de force centrifuge qui répartit le mélange en une fine couche à la surface de l'évaporateur, ce qui améliore considérablement le taux de transfert de masse et l'efficacité de l'évaporation. En raison des différents points d’ébullition et pressions de vapeur des composants du mélange, ils s’évaporent à des vitesses différentes. Les composants les plus volatils avec des points d'ébullition plus bas s'évaporeront plus rapidement et seront collectés dans un condenseur, tandis que les composants les moins volatils avec des points d'ébullition plus élevés resteront dans l'évaporateur. En d’autres termes, la distillation moléculaire centrifuge est un outil puissant pour séparer et purifier des mélanges complexes de composés organiques à températures d’ébullition élevées, notamment des huiles, des polymères et des biocarburants.

 

La méthode centrifuge, en général, fait référence à l'application de la force centrifuge pour séparer des substances ou des particules en fonction de leurs différences de densité. Il est largement utilisé dans diverses industries à des fins de séparation. Dans le contexte de la distillation moléculaire centrifuge, la méthode centrifuge est utilisée pour créer un champ de force qui améliore l'évaporation et le transport de la molécule, facilitant ainsi la séparation de composants ayant des points d'ébullition et des pressions de vapeur différents. Le champ de force centrifuge contribue à augmenter la surface d’évaporation, à améliorer les taux de transfert de masse et, finalement, à améliorer l’efficacité du processus de séparation.

Le principe de la distillation moléculaire centrifuge, également connu sous le nom d’alambic moléculaire centrifuge, repose sur l’application de la force centrifuge pour améliorer la séparation et la purification des mélanges liquides. Cette technique utilise la différence de points d'ébullition et de pressions de vapeur des composants d'un mélange pour obtenir une séparation efficace.

 

L'appareil de distillation moléculaire centrifuge se compose d'un évaporateur rotatif en forme de cône, d'un condenseur et d'un système de vide. Le mélange à séparer est introduit dans l'évaporateur qui tourne rapidement. En raison de la rotation, le liquide forme un mince film sur la surface interne de l’évaporateur, augmentant ainsi la surface disponible pour l’évaporation. Simultanément, un vide est appliqué pour abaisser la pression à l’intérieur du système, réduisant ainsi les points d’ébullition des composants.

La force centrifuge générée par la rotation de l’évaporateur fait migrer les composants les plus légers et les plus volatils vers la surface interne de l’évaporateur. Ceci, à son tour, augmente leurs chances d’évaporation. Au fur et à mesure que les composants s'évaporent, ils montent au sommet de l'évaporateur et entrent dans le condenseur, où ils sont refroidis et condensés à nouveau à l'état liquide. La vapeur condensée est collectée séparément, ce qui entraîne la séparation des composants en fonction de leur volatilité et de leur point d'ébullition.

 

L'équipement composant la distillation moléculaire centrifuge comprend généralement :

 

1. Évaporateur conique rotatif :Il s’agit du composant central de la configuration de distillation moléculaire centrifuge. L'évaporateur est conçu en forme de cône et tourne rapidement pendant le fonctionnement. Il offre une grande surface sur laquelle le mélange liquide s’étale sous forme d’un film mince, facilitant ainsi une évaporation efficace. L'évaporateur rotatif en forme de cône est crucial dans les réactions chimiques car il augmente la surface de contact entre les réactifs et favorise un transfert de chaleur efficace. La formation d'un film mince permet un transfert de masse amélioré et améliore la séparation des composants ayant des points d'ébullition différents.

 

2. Condenseur :Le condenseur est chargé de refroidir les composants vaporisés de l’évaporateur et de les remettre à l’état liquide. Il s’agit d’un système de refroidissement qui permet d’évacuer la chaleur de la vapeur, provoquant ainsi la condensation. Le condenseur joue un rôle essentiel dans le maintien de l’efficacité de séparation du processus de distillation moléculaire centrifuge. Il garantit que les composants vaporisés sont collectés séparément, permettant la purification et l’isolement des composés souhaités.

Système de vide : Le système de vide sert à abaisser la pression à l’intérieur de l’appareil de distillation moléculaire centrifuge. En réduisant la pression, les points d'ébullition des composants sont abaissés, favorisant une évaporation plus facile même à des températures plus basses. Le système de vide est essentiel dans les réactions chimiques car il permet un contrôle précis des conditions de pression pendant la distillation. Il permet la séparation et la purification de composés sensibles ou à point d'ébullition élevé qui peuvent se décomposer ou se dégrader dans des conditions normales de pression atmosphérique.

Les applications courantes de la distillation moléculaire centrifuge comprennent :

 

1. Fractionnement et purification des huiles :Il est utilisé dans le raffinage des huiles alimentaires, des huiles essentielles et des produits pétroliers pour obtenir des fractions hautement purifiées aux propriétés spécifiques.

2. Séparation des composés thermosensibles :La distillation moléculaire centrifuge est utilisée dans la séparation de composés thermiquement sensibles tels que les vitamines, les acides gras et les intermédiaires pharmaceutiques.

3. Purification des composés à point d’ébullition élevé :Il est utilisé pour la purification et l’isolement de composés à point d’ébullition élevé comme les cires, les polymères et les résines.

4. Recyclage des solvants :La distillation moléculaire centrifuge permet la récupération et le recyclage des solvants issus des processus industriels, réduisant ainsi les déchets et améliorant la durabilité.

5. Transformation du cannabis et du chanvre :Il est utilisé dans l’extraction et la purification des cannabinoïdes, des terpènes et d’autres composés précieux issus des plantes de cannabis et de chanvre.

La distillation moléculaire centrifuge offre une méthode polyvalente pour séparer des mélanges complexes et purifier des substances, trouvant des applications dans diverses industries nécessitant des produits raffinés de haute qualité.

 

La distillation moléculaire centrifuge possèdeavoirplusieurs fonctionnalités uniques:

1. Séparation efficace :La distillation moléculaire centrifuge permet la séparation efficace de composants ayant des points d’ébullition très proches ou des propriétés chimiques similaires. En appliquant la force centrifuge et en créant un film mince, la technique améliore la surface disponible pour l’évaporation, conduisant à une amélioration du transfert de masse et de l’efficacité de la séparation. Ceci est particulièrement crucial lorsqu’il s’agit de mélanges complexes contenant des composés hautement volatils et sensibles.

2. Conditions de fonctionnement douces :La distillation moléculaire centrifuge fonctionne sous pression réduite et à des températures plus basses que les méthodes de distillation conventionnelles. Cela est dû au système de vide utilisé, qui abaisse les points d'ébullition des composants. La possibilité d'effectuer une distillation à des températures plus basses permet de préserver l'intégrité des composés sensibles à la chaleur qui peuvent se décomposer ou se dégrader à des températures plus élevées, ce qui le rend approprié pour la séparation de substances thermiquement labiles.

3. Délai de traitement court :La combinaison de la force centrifuge, de l'évaporation en couche mince et de la pression réduite permet une séparation plus rapide par rapport aux techniques de distillation traditionnelles. La surface accrue favorise une vaporisation et une condensation rapides des composants, réduisant ainsi le temps de traitement et augmentant la productivité.

4. Haute pureté et qualité :La distillation moléculaire centrifuge permet la production de composés hautement purifiés, car elle offre une excellente efficacité de séparation et minimise le risque de contamination croisée. La méthode est particulièrement utile dans les industries telles que les produits pharmaceutiques, les huiles essentielles et la transformation alimentaire, où il est essentiel d’atteindre des normes de pureté et de qualité élevées.

5. Évolutivité :La distillation moléculaire centrifuge peut être facilement étendue à la production industrielle. L'équipement peut gérer de grands volumes de mélanges liquides tout en maintenant une séparation efficace et une qualité de produit constante. Cette évolutivité le rend adaptable à divers processus de fabrication.

Dans l’ensemble, le caractère unique de la distillation moléculaire centrifuge réside dans sa capacité à réaliser une séparation efficace de mélanges complexes dans des conditions douces, ce qui donne lieu à des produits de haute pureté. Il joue un rôle essentiel en chimie en permettant la purification de composés sensibles, en facilitant l'extraction de substances précieuses et en contribuant à la production de matériaux de haute qualité dans diverses industries.