超临界干燥原理

超临界干燥技术是近年来快速发展起来的化工新技术,是利用超临界流体的特性而开发的一种新型干燥方法。在超临界状态下,介质流体渗入被干燥物体的内部,温和、快速地与溶剂分子进行交换,将溶剂替换出来,然后再通过改变操作参数将流体从超临界态变为气态,从被干燥原料中释放出来,实现干燥的效果。

目前常用的干燥技术,例如常温干燥、烘烤干燥、真空干燥等,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等结果,这尤其对于纳米材料的获得及高比表面材料的制备极其不利。而超临界干燥则是在干燥介质的临界压力和临界温度条件下进行整个干燥过程的技术手段。

超临界干燥技术的特点:

  1. 被干燥物置于超临界流体的环境中,介质的气/液界面消失,无液相表面张力,所以干燥过程温和,更大程度地避免了干燥应力对物质结构的破坏;
  2. 由于超临界流体具有高扩散系数特性,其干燥的速度更快;
  3. 干燥、脱溶剂过程均在高压力下进行,脱溶剂过程兼有杀菌作用。

超临界干燥技术的优点:  

  1. 可以在温和的条件下进行,故特别适用于热敏性物料的干燥;  
  2. 能够有效地溶解并提取大分子量、高沸点的难挥发性物质;  
  3. 通过改变操作条件可以容易地把有机溶剂从固体物料中脱去。  

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、气凝胶制备、食品和药品原料中的菌体处理等方面。