Supercritical Drying คืออะไร

เมื่อสารถูกทำให้แห้งด้วยวิธีการปกติในการใช้ความร้อนและความดันในอัตราที่ จำกัด สารจะไหลผ่านสิ่งกีดขวางของเหลว - แก๊สซึ่งปริมาณของการเปลี่ยนแปลงความเครียดของเส้นเลือดฝอยทำให้สารนั้นยุบตัวลง กระบวนการอบแห้งนี้มีผลต่อความตึงผิวโดยรวมของสารทำให้โครงสร้างที่ละเอียดอ่อนแตกหักหรือเสื่อมสภาพ เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้มีการทำให้แห้งยิ่งยวดซึ่งจะทำให้สารแห้งผ่านความร้อนและความดันสูงและไปรอบ ๆ บริเวณของเหลว - แก๊สแทนที่จะเคลื่อนที่ผ่านมัน ความหนาแน่นของของเหลวและก๊าซเหมือนกันและโมเลกุลไม่มีความแตกต่างระหว่างทั้งสอง การทำแห้งแบบ Supercritical สามารถนำมาใช้กับของเหลวแบบวิกฤตยิ่งยวดและมีวิธีการอบแห้งที่แตกต่างกันหลายวิธี

กระบวนการอบแห้งตามปกติเกี่ยวข้องกับการใช้ความร้อนหรือแรงดันปานกลางและใช้ได้ดีเมื่อใช้กับสารต่าง ๆ เช่นน้ำซึ่งไม่แตกง่าย สารหรืออุปกรณ์บางอย่าง - เช่นอุปกรณ์ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ที่มีเครื่องจักรขนาดเล็ก - สัมผัสกับความไม่สมดุลในระหว่างกระบวนการทำให้แห้งเนื่องจากเมื่อแรงตึงผิวของของเหลวเปลี่ยนเป็นก๊าซมันจะดึงกับโครงสร้างของสาร ในโครงสร้างที่ละเอียดอ่อนการดึงสิ่งนี้สามารถสร้างปัญหาได้

ในการแก้ไขปัญหาเรื่องแรงตึงผิวการอบแห้ง supercritical เป็นวิธีหนึ่งที่ทำให้เกิดขอบเขตของเหลว - แก๊สและไม่ส่งผลต่อความเครียดของเส้นเลือดฝอย ความเครียดของเส้นเลือดฝอยเป็นช่องว่างระหว่างรูขุมขนของสารและเมื่อของเหลวกลายเป็นก๊าซโดยวิธีปกติความเครียดของเส้นเลือดฝอยทำให้สารยุบตัว ในการทำเช่นนี้จำเป็นต้องใช้ของเหลวที่มีอุณหภูมิสูงมาก ของเหลวเหล่านี้มีลักษณะเป็นของเหลว แต่สามารถขยายและบีบอัดได้เหมือนก๊าซ พวกเขายังสามารถละลายสารอื่น ๆ การเตรียมของเหลวเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการอิ่มตัวรูขุมขนด้วยตัวทำละลายอินทรีย์

มีหลายวิธีในการทำแห้งที่วิกฤตยิ่งยวด ในวิธีแรงดันสูงและอุณหภูมิสูงห้องแรงดันจะเต็มไปด้วยของเหลวยิ่งยวดและตัวทำละลายอินทรีย์ซึ่งแช่ของเหลวยิ่งยวดไว้ สารนั้นสัมผัสกับความร้อนและแรงดันอย่างรวดเร็วเกินขีด จำกัด วิกฤตทำให้ของเหลวเปลี่ยนเป็นก๊าซที่ยังคงรักษาความดันของเส้นเลือดฝอย

ในขณะที่วิธีแรงดันสูงและอุณหภูมิสูงเป็นวิธีที่ใช้กันมากที่สุดในการทำแห้งแบบวิกฤตยิ่งยวด แต่ก็มีวิธีอุณหภูมิต่ำ วิธีนี้ปลอดภัยกว่าเพราะอีกอันหนึ่งสามารถระเบิดได้และสารบางอย่างไม่สามารถจัดการกับแรงดันและความร้อนสูงได้ แทนที่จะใช้ตัวทำละลายอินทรีย์จะมีการใช้คาร์บอนไดออกไซด์เนื่องจากมันถูกสกัดแบบ supercritically ที่อุณหภูมิต่ำ การทำให้แห้งยิ่งยวดด้วยวิธีนี้ไม่ประสบความสำเร็จเสมอไปเพราะของเหลวบางชนิดจะทำปฏิกิริยากับคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อสร้างโลหะคาร์บอเนต