Was ist überkritisches Trocknen?

Wenn eine Substanz durch normale Methoden zum Auftragen von Wärme und Druck mit einer endlichen Geschwindigkeit getrocknet wird, fließt die Substanz durch die Flüssigkeits-Gas-Barriere, wobei sich die Menge an Kapillarspannung ändert und die Substanz zur Deflatierung führt. Dieser Trocknungsprozess beeinflusst die gesamte Oberflächenspannung der Substanz und führt dazu, dass empfindliche Strukturen brechen oder degenerieren. Um dieses Problem zu vermeiden, gibt es eine überkritische Trocknung, die eine Substanz durch hohe Hitze und Druck trocknet und die Flüssigkeitsgasgrenze umgeht, anstatt sich durch sie zu bewegen. Die Dichte von Flüssigkeit und Gas ist gleich und es gibt molekular keinen Unterschied zwischen den beiden. Überkritische Trocknung kann mit überkritischen Flüssigkeiten verwendet werden, und es gibt verschiedene Trocknungsmethoden. Einige Substanzen oder Geräte wie mikroelektromechanische Geräte mit winzigen Maschinen & MDAsche; Erleben Sie während dieses Trocknungsprozesses ein Ungleichgewicht, da die Oberflächenspannung der Flüssigkeit in ein Gas an der Struktur der Substanz zieht. In empfindlichen Strukturen kann dieses Ziehen Probleme verursachen.

Um dieses Problem mit der Oberflächenspannung zu umgehen, ist die überkritische Trocknung eine Methode, die die Flüssigkeitsgasgrenze umgeht und die Kapillarspannung der Substanz nicht beeinflusst. Kapillarspannung ist der Raum zwischen den Poren der Substanz, und wenn die Flüssigkeit mit normalen Mitteln zu einem Gas wird, lässt die Kapillarspannung die Substanz zusammenbricht. Dazu ist eine überkritische Flüssigkeit erforderlich. Diese Flüssigkeiten sehen aus wie Flüssigkeiten, können sich jedoch wie Gase ausdehnen und komprimieren. Sie können auch andere Substanzen auflösen. Bei der Vorbereitung dieser Flüssigkeiten beinhaltet die Sättigung der Poren mit einem organischen Lösungsmittel.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, um überkritisches Trocknen durchzuführen. Im Hochdruck aD Hochtemperaturverfahren ist eine Druckkammer mit der überkritischen Flüssigkeit und dem organischen Lösungsmittel, in das die überkritische Flüssigkeit eingetaucht war, gefüllt. Die Substanz wird dann schnell Wärme und Druck ausgesetzt, die über ihre kritische Grenze hinausgehen, wodurch sich die Flüssigkeit in ein Gas verwandelt, bei dem Kapillarspannung beibehalten wird.

Während die Hochdruck- und Hochtemperaturmethode die häufigste Methode zur Durchführung einer überkritischen Trocknung ist, gibt es eine Methode mit niedriger Temperatur. Diese Methode ist sicherer, da der andere explosiv sein kann und einige Substanzen den hohen Druck und die Wärme nicht bewältigen können. Anstelle eines organischen Lösungsmittels wird Kohlendioxid verwendet, da es bei niedriger Temperatur überkritisch extrahiert wird. Überkritisches Trocknen mit dieser Methode ist nicht immer erfolgreich, da einige Flüssigkeiten mit dem Kohlendioxid reagieren, um Metallcarbonate zu erzeugen.