Суперкритикалық кептіру - Supercritical drying

Әдеттегі фазалық диаграммада газ бен сұйықтық арасындағы шекара үштік нүктеден сыни нүктеге дейін созылады.
Суперкритикалық кептіру (қызыл көрсеткі) шегінен асады сыни нүкте Кәдімгі кептіру кезінде (жасыл стрелка) немесе екі фазалық өзгерісте байқалатын сұйық-газдың тікелей ауысуын болдырмас үшін жұмыс сұйықтығы мұздату-кептіру (көк көрсеткі).

Суперкритикалық кептіру, сондай-ақ кептіру нүктесі, жою процесі сұйықтық дәл және басқарылатын тәсілмен.[1] Бұл өндірісте пайдалы микроэлектромеханикалық жүйелер (MEMS), кептіру дәмдеуіштер, өндірісі аэрогель, кофеинсіздеу кофе және биологиялық үлгілерді дайындау кезінде сканерлейтін электронды микроскопия.

Фазалық диаграмма

Сұйық денеде зат кесіп өткенде сұйықтан газға дейінгі шекара (жасыл көрсеткіні қараңыз фазалық диаграмма ), сұйықтық өзгереді газ ақырғы жылдамдықпен, ал сұйықтық мөлшері азаяды. Бұл гетерогенді ортада болғанда, беттік керілу сұйықтық корпусында сұйықтық жанасуы мүмкін қатты құрылымдарға қарсы тартылады. Сияқты нәзік құрылымдар жасуша қабырғалары, дендриттер силикагель және микроэлектромеханикалық құрылғылардың ұсақ машиналары сұйықтық-газ-қатты түйіскен сайын беттік керілу салдарынан бөлінуге бейім.

Бұған жол бермеу үшін үлгіні фазалық диаграмма бойынша сұйық-газ шекарасынан өтпей-ақ сұйық фазадан газ фазаға дейінгі екі балама жол арқылы алуға болады. Жылы мұздату-кептіру, бұл солға қарай айналуды білдіреді (төмен температура, төмен қысым; көк көрсеткі). Алайда, кейбір құрылымдар тіпті бұзылады қатты газ шекарасы. Суперкритикалық кептіру керісінше сызықты оңға қарай, жоғары температурада, жоғары қысымда (қызыл көрсеткі) айналады. Сұйықтан газға дейінгі бұл жол ешбір жерден өтпейді фазалық шекара, орнына суперкритикалық газ бен сұйықтық арасындағы айырмашылық қолданылмайтын аймақ. Кептірудің маңызды кезеңінде сұйық фаза мен бу фазасының тығыздығы тең болады.

Сұйықтықтар

Фазалық диаграмма суперкритикалық аймағын (ашық көк) көрсету Көмір қышқыл газы.

Суперкритикалық кептіруге жарамды сұйықтықтарға жатады Көмір қышқыл газы (сыни нүкте 304.25 Қ 7.39-даМПа немесе 31.1° C 1072-деpsi ) және фреон (3,5-4 МПа кезінде ≈300К немесе 500-600 псс кезінде 25-0 ° C). Азот оксиді көміртегі диоксидіне ұқсас физикалық мінез-құлыққа ие, бірақ күшті тотықтырғыш оның суперкритикалық күйінде. Супертритикалық су сынамалық температура кезінде (647 К, 374 ° С) сынаманың ықтимал жылу зақымдануына және осындай жоғары температура мен қысымда судың коррозияға ұшырауына байланысты қолайсыз (22.064 МПа, 3,212 пси).

Мұндай процестердің көпшілігінде ацетон алдымен толығымен пайдалану арқылы барлық суды жуу үшін қолданылады араласу осы екі сұйықтықтың Содан кейін ацетонды жоғары қысымды сұйық көмірқышқыл газымен шайып тастайды, бұл қазір стандарт болып табылады фреон қол жетімді емес. Содан кейін сұйық көмірқышқыл газы оның температурасы критикалық нүктеден асқанға дейін қызады, сол кезде қысым біртіндеп босатылып, газдың кетуіне мүмкіндік береді және кептірілген өнім қалдырады.

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ Евангелос Цоцас; Арун С.Муджумдар (29 тамыз 2011). Кептірудің заманауи технологиясы, 3 том: Өнімнің сапасы және формуласы. Джон Вили және ұлдары. 185–18 бет. ISBN  978-3-527-31558-1.