Na indústria química e farmacêutica há numerosos processos onde é necessário destilar um produto a uma pressão muito baixa para que se possa realizar a uma temperatura que não afete suas propriedades. A destilação sob alto vácuo gera um volume muito grande de vapores, que não resulta prático condensar fora do evaporador, como é comum em vácuos médios. Para estas condições, é ideal o destilador de caminho curto, no qual o condensador está colocado dentro do destilador, suficientemente próximo à superfície de evaporação, para que os vapores não encontrem obstáculos durante a viagem ao condensador, sem a perda de carga dos destiladores tradicionais.

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Para a maioria das aplicações, a pressão de trabalho está entre 15  mTorr (15 mícrons) e 1 Torr. Mas, quando se trabalha a um vácuo muito alto, como para que a distância entre o evaporador e o condensador seja da mesma ordem ou menor que o caminho livre médio das moléculas, estamos no caso de um destilador molecular. O líquido a destilar, entra a um distribuidor giratório, que o reparte uniformemente para que forme uma película descendente sobre a superfície de evaporação, aquecida com uma camisa. Uma série de rolos, ligados ao dito prato e comandados por um motorredutor, giram à velocidade moderada e a força centrífuga projeta-os contra a película do líquido a destilar. Isso impede o ensujamento, aumenta o coeficiente de transferência calórica e é muito eficiente quando se lidam com líquidos viscosos.

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A evaporação em película, elimina o aumento do ponto de ebulição característico dos alambiques com alturas hidráulicas apreciáveis e reduz o tempo de residência a valores seguros para a estabilidade dos produtos. O condensado e o resíduo esgotado, são recolhidos no fundo do destilador, em compartimentos separados. Na parte inferior, está a conexão do vácuo por onde saem os não condensáveis. O vácuo necessário é gerado com um sistema de ejetores a vapor e bombas de vácuo, de 4, 5 ou 6 etapas; segundo o nível requerido. Para evitar problemas de contaminação pode ser intercalada uma tampa fria ou adotar um sistema limpo.