Süperkritik Kurutma Nedir?

Bir madde sonlu bir hızda normal ısı ve basınç uygulama yöntemleri ile kurutulduğunda, madde, kılcal gerilim miktarının değiştiği sıvı gaz bariyerinden geçerek maddenin sönmesine neden olur. Bu kurutma işlemi, maddenin genel yüzey gerilimini etkileyerek, hassas yapıların kırılmasına veya dejenere olmasına neden olur. Bu sorunu önlemek için, bir maddeyi yüksek ısı ve basınçla kurutan ve içinde hareket etmek yerine sıvı-gaz ​​sınırını dolaşan süper kritik bir kurutma vardır. Sıvı ve gazın yoğunluğu aynıdır ve moleküler olarak ikisi arasında bir fark yoktur. Süperkritik kurutma süperkritik akışkanlarla kullanılabilir ve birkaç farklı kurutma metodu vardır.

Normal kurutma işlemi orta ısı veya basınç kullanılmasını içerir ve su gibi kolay kırılmayan maddelere uygulandığında iyidir. Küçük makinelere sahip mikroelektromekanik cihazlar gibi bazı maddeler veya cihazlar bu kurutma işlemi sırasında dengesizlik yaşar, çünkü sıvının yüzey gerilimi gaza dönüştüğü zaman, maddenin yapısına karşı çeker. Hassas yapılarda bu çekme problem yaratabilir.

Bu yüzey gerilimi sorununu aşmak için süperkritik kurutma, sıvı-gaz ​​sınırını yükselten ve maddenin kılcal gerilimini etkilemeyen bir yöntemdir. Kılcal gerilme, maddenin gözenekleri arasındaki boşluktur ve sıvı normal yollarla bir gaz olduğunda, kılcal gerilme, maddenin çökmesine neden olur. Bunu yapmak için süperkritik bir sıvı gereklidir. Bu sıvılar sıvılar gibi görünür, fakat benzer gazları genişletip sıkıştırabilir; ayrıca diğer maddeleri de çözebilirler. Bu sıvıların hazırlanması, gözeneklerin organik bir çözücü ile doyurulmasını içerir.

Süperkritik kurutmanın gerçekleştirilmesinin birkaç yolu vardır. Yüksek basınçlı ve yüksek sıcaklık yönteminde, süper kritik akışkan ve süper kritik akışkanın daldırıldığı organik çözücü ile bir basınç odası doldurulur. Bu madde daha sonra kritik limitinin ötesine geçen ısıya ve basınca maruz kalır ve bu da sıvının kılcal gerginliğin bulunduğu bir gaza dönüşmesine neden olur.

Yüksek basınçlı ve yüksek sıcaklık metodu süperkritik kurutmanın en yaygın yolu olsa da, düşük sıcaklık metodu vardır; bu yöntem daha güvenlidir, çünkü diğeri patlayıcı olabilir ve bazı maddeler yüksek basınç ve ısıya dayanamaz. Organik bir çözücü yerine karbon dioksit kullanılır, çünkü düşük bir sıcaklıkta süper kritik olarak ekstrakte edilir. Bu yöntemle süper kritik kurutma her zaman başarılı değildir, çünkü bazı akışkanlar metal karbonatlar oluşturmak için karbondioksitle reaksiyona girer.