Τι είναι η υπερκρίσιμη ξήρανση;

Όταν μια ουσία ξηραίνεται μέσω κανονικών μεθόδων εφαρμογής θερμότητας και πίεσης με πεπερασμένο ρυθμό, η ουσία διέρχεται από το φράγμα υγρού-αερίου, όπου η ποσότητα των τριχοειδών μεταβολών στρες, προκαλώντας την αποπληθωρισμένη ουσία.Αυτή η διαδικασία ξήρανσης επηρεάζει τη συνολική επιφανειακή τάση της ουσίας, προκαλώντας λεπτές δομές να σπάσουν ή να εκφυλισθούν.Για να αποφευχθεί αυτό το πρόβλημα, υπάρχει υπερκρίσιμη ξήρανση, η οποία στεγνώνει μια ουσία μέσω υψηλής θερμότητας και πίεσης και περνάει γύρω από το όριο υγρού-αερίου αντί να μετακινείται μέσα από αυτό.Η πυκνότητα του υγρού και του αερίου είναι η ίδια και, μοριακά, δεν υπάρχει διαφορά μεταξύ των δύο.Η υπερκρίσιμη ξήρανση μπορεί να χρησιμοποιηθεί με υπερκρίσιμα υγρά και υπάρχουν αρκετές διαφορετικές μεθόδους ξήρανσης.

Η κανονική διαδικασία ξήρανσης περιλαμβάνει τη χρήση μέσης θερμότητας ή πίεσης και είναι λεπτή όταν εφαρμόζεται σε ουσίες όπως το νερό, οι οποίες δεν είναι εύκολα σπασμένες.Ορισμένες ουσίες ή συσκευές mdash;όπως μικροηλεκτρομηχανικές συσκευές που διαθέτουν μικροσκοπικά μηχανήματα mdash;Ζήστε μια ανισορροπία κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας ξήρανσης επειδή, όταν η επιφανειακή τάση του υγρού αλλάζει σε ένα αέριο, τραβάει ενάντια στη δομή της ουσίας.Σε ευαίσθητες δομές, αυτό το τράβηγμα μπορεί να δημιουργήσει προβλήματα.

Για να περάσετε αυτό το ζήτημα επιφανείας, η υπερκρίσιμη ξήρανση είναι μια μέθοδος που φτερά το όριο υγρού-αερίου και δεν επηρεάζει το τριχοειδές στρες της ουσίας.Το τριχοειδές στρες είναι ο χώρος μεταξύ των πόρων της ουσίας και, όταν το υγρό γίνεται αέριο με φυσιολογικά μέσα, το τριχοειδές στρες προκαλεί την κατάρρευση της ουσίας.Για να γίνει αυτό, απαιτείται υπερκρίσιμο υγρό.Αυτά τα υγρά μοιάζουν με υγρά, αλλά είναι σε θέση να επεκτείνουν και να συμπιέσουν όπως τα αέρια.Είναι επίσης σε θέση να διαλύουν άλλες ουσίες.Η προετοιμασία αυτών των υγρών περιλαμβάνει την κορεσμό των πόρων με έναν οργανικό διαλύτη.

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι εκτέλεσης υπερκρίσιμης ξήρανσης.Στη μέθοδο υψηλής πίεσης και υψηλής θερμοκρασίας, ένας θάλαμος πίεσης γεμίζει με το υπερκρίσιμο υγρό και τον οργανικό διαλύτη στον οποίο βυθίστηκε το υπερκρίσιμο υγρό.Η ουσία στη συνέχεια εκτίθεται γρήγορα σε θερμότητα και πίεση που υπερβαίνει το κρίσιμο όριο της, προκαλώντας την αλλαγή του υγρού σε ένα αέριο όπου διατηρείται το τριχοειδές στρες.

Ενώ η μέθοδος υψηλής πίεσης και υψηλής θερμοκρασίας είναι ο πιο συνηθισμένος τρόπος εκτέλεσηςυπερκρίσιμη ξήρανση, υπάρχει μέθοδος χαμηλής θερμοκρασίας.Αυτή η μέθοδος είναι ασφαλέστερη, επειδή η άλλη μπορεί να είναι εκρηκτική και ορισμένες ουσίες δεν μπορούν να χειριστούν την υψηλή πίεση και τη θερμότητα.Αντί για έναν οργανικό διαλύτη, χρησιμοποιείται διοξείδιο του άνθρακα, επειδή εκχυλίζεται υπερκριτικά σε χαμηλή θερμοκρασία.Η υπερκρίσιμη ξήρανση με αυτή τη μέθοδο δεν είναι πάντα επιτυχής, επειδή ορισμένα υγρά θα αντιδράσουν με το διοξείδιο του άνθρακα για να δημιουργήσουν μεταλλικά ανθρακικά.