超臨界干燥裝置的基本原理是:在超臨界狀態(tài)下,氣體與液體之間不再有界面,而是氣體與液體之間沒(méi)有均勻的流體。該流體逐漸從凝膠中排出。由于沒(méi)有氣液界面,因此沒(méi)有毛細(xì)作用力,因此直到所有流體從凝膠中排出之前,它都不會(huì)引起凝膠的收縮和結(jié)構(gòu)的破壞。
超臨界干燥裝置的顯著特征是在干燥過(guò)程中,可以重新建立CO2與被去除物質(zhì)之間的相平衡關(guān)系,并且可以從材料中去除剩余的被去除溶劑。同時(shí),因?yàn)樵诔R界條件下沒(méi)有表面張力,也就是說(shuō),沒(méi)有由干燥材料的毛細(xì)管表面張力引起的微觀結(jié)構(gòu)變化。
1、它可以在溫和的溫度下進(jìn)行,因此特別適合于干燥熱敏材料;
2、能有效溶解和提取大分子量,高沸點(diǎn)和難揮發(fā)的物質(zhì);
3、合格通過(guò)改變操作條件可以有效地從固體物料中除去有機(jī)溶劑。
超臨界干燥裝置選擇CO2作為干燥凝膠的介質(zhì),以進(jìn)行超臨界干燥。這是因?yàn)槎趸嫉呐R界溫度接近室溫,并且無(wú)毒,不易燃,可以進(jìn)一步縮短干燥時(shí)間,大大降低運(yùn)行成本。超臨界干燥設(shè)備中常用的干燥介質(zhì)主要包括有機(jī)醇,例如甲醇,乙醇和CO2,這就是為什么選擇CO2作為干燥介質(zhì)的原因。
因?yàn)槌R界流體同時(shí)具有氣體和液體的特性,所以沒(méi)有氣液界面,因此沒(méi)有表面張力。此時(shí),在凝膠的毛細(xì)孔中沒(méi)有由于表面張力產(chǎn)生的額外壓力。因此,在超臨界流體條件下干燥凝膠不會(huì)引起由附加壓力引起的凝膠結(jié)構(gòu)的破壞,避免了干燥過(guò)程中凝膠的收縮,并保持了凝膠網(wǎng)絡(luò)骨架結(jié)構(gòu)。超細(xì)氣凝膠,具有較高的比表面積,均勻的粒徑分布和較大的孔體積。
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