PRINCIPI  DI  BASE

Definizione
Miscele fluide omogenee di due o piu' componenti possono essere scomposte tramite distillazione, purche' la composizione della fase gassosa sulla fase liquida sia diversa dalla composizione in fase liquida. Distillazione significa l’evaporazione parziale di un liquido, seguita dalla condensazione parziale o totale dei vapori ottenuti.

Fasi
Il fatto che una determinata sostanza si presenti solida, liquida o gassosa, dipende esclusivamente dalla temperatura e dalla pressione.
La distillazione sfrutta la transizione di fase

per aumentare o diminuire la concentrazione di uno dei componenti della miscela.

Temperatura di evaporazione
La temperatura alla quale una sostanza liquida evapora, dipende dalla pressione dell’ambiente. E' possibile rendersi conto di questo fenomeno in alta montagna dove l’acqua bolle a temperature sensibilmente inferiori ai 100 °C (sul monte Everest, ad esempio, gia' a 70 °C).  Questo accade perche', all’aumentare dell’altitudine, diminuisce la pressione atmosferica. La dipendenza della temperatura di evaporazione dalla pressione viene rappresentata in curve di ebollizione.

La distillazione sotto vuoto sfrutta questa dipendenza per evaporare e condensare miscele di sostanze a bassa pressione – cioe' sotto vuoto – e quindi a temperatura ridotta.

Il vantaggio della distillazione sotto vuoto consiste proprio nel lavorare a basse temperature poiche', in queste condizioni, lo stress termico delle miscele da distillare puo' essere ridotto sensibilmente.
Sostanze che nella loro struttura chimica possono essere alterate da temperature elevate, per esempio per decomposizione o polimerizzazione, con l’ausilio della distillazione sotto vuoto possono essere separate in maniera "gentile", con sollecitazioni termiche ridotte.

Ambiti di vuoto
Gli impianti della UIC GmbH lavorano prevalentemente in ambito:
    -   Vuoto grossolano (pressioni fra 1.000 mbar e 1 mbar) e
    -   Vuoto (pressioni fra 1 mbar e 0,001 mbar).

Nel vuoto grossolano, il cammino libero medio (cioe' la distanza media che una molecola di vapore percorre prima di entrare in collisione con un’altra) e' inferiore a 0,1 mm e il flusso di gas puo' essere descritto con l’ausilio delle equazioni valide per il “flusso viscoso”.

Nel vuoto, il cammino libero medio e' di alcuni cm. In questo ambito non valgono più le leggi del "flusso viscoso" ma non ancora quelle del "flusso molecolare"; ci troviamo in un ambito intermedio che viene definito "flusso Knudsen".

L’ambito di vuoto e il tipo di flusso ad esso correlato sono di grande importanza per la progettazione degli apparati per il vuoto.

Mentre, per esempio, nell’ambito del vuoto grossolano possono essere utilizzate tubazioni di diametri piuttosto piccoli per il trasporto dei vapori, nel vuoto sono necessari diametri sensibilmente superiori per il trasporto di masse equivalenti, dato che, con queste pressioni, la resistenza al flusso aumenta in maniera esponenziale con la riduzione del diametro.

Gli evaporatori a film sottile della UIC GmbH vengo impiegati soprattutto nell’ambito del vuoto grossolano, mentre i distillatori a percorso breve hanno vantaggi peculiari nell’ambito del vuoto. In entrambi i casi l’evaporazione avviene da un sottile strato di prodotto; per questa ragione si parla di evaporazione a film sottile.