Suszenie nadkrytyczne, znane również jako suszenie w punkcie krytycznym, jest procesem usuwania cieczy w sposób precyzyjny i kontrolowany. Jest to przydatne w produkcji systemów mikroelektromechanicznych (MEMS), suszeniu przypraw, produkcji aerożelu, dekofeinacji kawy oraz w przygotowaniu próbek biologicznych do skanowania mikroskopii elektronowej.

Osuszanie budynków Białystok a schemat fazowy

W miarę jak substancja w ciekłym organizmie przekracza granicę między cieczą a gazem (patrz zielona strzałka na schemacie fazowym), ciecz zamienia się w gaz w tempie skończonym, podczas gdy ilość cieczy maleje. Gdy dzieje się to w heterogenicznym środowisku, napięcie powierzchniowe w ciekłym ciele ciągnie się o struktury stałe, z którymi ciecz może mieć kontakt. Delikatne struktury, takie jak ściany komórkowe, dendryty w żelu krzemionkowym i maleńkie maszyny urządzeń mikroelektromechanicznych, mają tendencję do rozbijania przez to napięcie powierzchniowe, w miarę jak przemieszcza się połączenie ciecz-gaz-stałe. Natomiast o osuszaniu budynków poczytasz na: Osuszanie budynków Białystok.

osuszanie wilgoci jest ważne

Aby tego uniknąć, próbka może być doprowadzana dwoma możliwymi alternatywnymi drogami od fazy ciekłej do fazy gazowej bez przekraczania granicy ciecz-gaz na wykresie faz. W procesie liofilizacji oznacza to poruszanie się w lewo (niska temperatura, niskie ciśnienie; niebieska strzałka).

  • Jednak niektóre struktury są zakłócane nawet przez granicę gazu stałego i gazu. Natomiast suszenie nadkrytyczne, z drugiej strony, przebiega wokół linii w prawo, po stronie wysokotemperaturowej, wysokociśnieniowej (czerwona strzałka).
  • Ta droga od gazu ciekłego do gazu nie przekracza granicy faz, lecz przechodzi przez obszar nadkrytyczny, gdzie przestaje obowiązywać rozróżnienie na gaz i ciecz. Gęstości fazy ciekłej i fazy parowej stają się równe w krytycznym punkcie suszenia.

Osuszanie budynków Białystok a płyny

Schemat fazowy przedstawiający obszar nadkrytyczny (jasnoniebieski) dwutlenku węgla. Do płynów odpowiednich do suszenia nadkrytycznego zalicza się dwutlenek węgla (punkt krytyczny 304,25 K przy 7,39 MPa lub 31,1 °C przy 1072 psi) oraz freon (≈300 K przy 3,5-4 MPa lub 25-0 °C przy 500-600 psi).

Podtlenek azotu zachowuje się podobnie jak dwutlenek węgla, ale jest silnym utleniaczem w stanie nadkrytycznym. Woda nadkrytyczna jest niewygodna z powodu możliwego uszkodzenia próbki w punkcie krytycznym temperatury (647 K, 374 °C) i korozyjności wody w tak wysokich temperaturach i ciśnieniach (22,064 MPa, 3,212 psi).

W większości takich procesów aceton jest najpierw używany do zmycia całej wody, wykorzystując całkowitą mieszalność tych dwóch cieczy. Aceton jest następnie wypłukiwany ciekłym dwutlenkiem węgla pod wysokim ciśnieniem, co jest obecnie standardem przemysłowym, ponieważ freon jest niedostępny. Ciekły dwutlenek węgla jest następnie podgrzewany do momentu, gdy jego temperatura wykroczy poza punkt krytyczny, w którym ciśnienie może być stopniowo uwalniane, pozwalając gazowi na ucieczkę i pozostawienie suchego produktu.