超临界干燥原理

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超临界干燥是利用超临界流体特性而开发的一种新型干燥方法。

目前常用的干燥技术,如常温干燥、烘干、冷冻干燥、真空干燥等方法,在干燥过程中常常不可避免地会造成物料的团聚,由此会产生被干燥材料的基础粒子变粗,比表面急剧下降以及孔隙大量减少、物料不同部位干燥程度不均匀等结果,这尤其对于纳米材料或高比表面材料的制备极其不利。而采用超临界干燥技术,干燥介质在临界压力和临界温度条件下可以全面渗入被干燥物体的内部,在被干燥物内部均匀达到超临界状态,温和并充分地与溶剂分子进行交换,从而将其从干燥材料中平稳均匀地剥离出来,不会影响被干燥材料固体颗粒相互间结构或孔隙,也不会使固体颗粒发生团聚。置换出来的溶剂通过改变操作参数的方法由超临界态变为气态后缓慢逸出,从而实现材料的无损干燥效果。

技术特点

超临界干燥是传质传热同时并存的复杂工艺过程。被干燥物全面浸泡于超临界流体的环境中,干燥过程温和,极大程度避免了干燥应力对物质结构的破坏;由于超临界流体的扩散性,所以相比传统方法,超临界流体的干燥速度更快;由于高渗透性性,因此超临界干燥处理的物料,各部位干燥程度更均匀;此外,超临界的干燥、脱溶剂过程均在高压下进行,因此脱溶剂过程还兼有杀菌作用。

技术优点

超临界流体干燥技术进行干燥的物质不会发生收缩、碎裂,能够在很大程度上保持被干燥物的结构与状态,有效防止物料的的团聚、凝并。超临界干燥可在接近人体体温的条件下进行,所以特别适用于热敏性材料的干燥;适合大分子量、高沸点的难挥发性物质的溶剂干燥,干燥后纯净度高;整个过程操作简单,通过改变操作条件即可很容易地把有机溶剂从固体物料中脱除。 ?

应用领域

近几年来,作为一种新型的干燥工艺,超临界流体干燥技术发展较快,迄今已有很多应用于各种材料的工业化规模化生产制备,例如抗生物质等医药品的干燥、食品和药品原料中的菌体处理、医用材料制备,催化剂制备等方面,尤其在具有高比表面积、孔体积、较低密度和低热导率的块状气凝胶和纳米粉体制备方面,超临界流体干燥技术已经成为重要技术手段之一。

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