SFE CO₂超臨界干燥實驗裝置

　　概述：

　　氣凝膠是一種具有高比表面積、低堆積密度的多孔納米材料。由于氣凝膠具有不同的納米結構,因此在航天、催化、環境保護等領域有著廣闊的應用前景,其制備技術已成為化學工程研究的一個新興領域。溶膠-凝膠法(Sol-gel)是制備氣凝膠的一種常用方法,它包括溶膠制備、凝膠制備和凝膠干燥這樣三個過程。

　　凝膠的干燥過程是其中的一個重要過程。傳統的干燥方法對氣凝膠的制備會有以下不利影響:材料的基礎粒子變粗,比表面積大幅下降,孔隙大量減少等。近年發展起來的超臨界流體干燥技術(SCFD)則不會產生這一類的不利影響。

　　由于超臨界流體兼具氣體和液體的性質,無氣液界面,因此也就沒有表面張力存在,此時的凝膠毛細管孔中并不存在由表面張力產生的附加壓力。因此利用在超臨界流體條件下對凝膠進行干燥,不會產生由附加壓力而引起的凝膠結構的坍塌,避免了凝膠在干燥過程中的收縮,保持了凝膠網絡框架結構,制得具有高比表面積、粒徑分布均勻、大孔容的細氣凝膠.

　　CO₂的臨界溫度接近于室溫,且CO₂無毒,不易燃易爆。因此CO₂必然是進行超臨界流體干燥的一種良好干燥介質。液態CO₂置換超臨界干燥法是用CO₂取代有機溶劑作為干燥介質進行超臨界干燥。該方法首先將凝膠內的液體溶劑用液態CO₂置換,再升溫增壓使CO₂達到超臨界狀態,最后利用CO₂的超臨界性質進行氣凝膠干燥。因為該干燥過程溫度較低,故此方法也稱低溫超臨界CO₂干燥法。由于液態CO₂置換溶劑的時間長、干燥周期太長,不利于工業化生產,故現逐漸被超臨界CO₂萃取干燥法所替代。超臨界CO₂萃取干燥法是超臨界萃取技術和超臨界流體干燥技術的結合,與液態CO₂置換超臨界干燥法相比,省去液態CO₂置換溶劑的步驟,直接用超臨界CO₂萃取出醇凝膠微孔中的醇,使凝膠在基本保持原結構的情況下被干燥,使得整個干燥時間進一步縮短,操作費用大幅度降低。

　　超臨界干燥有如下特點：

　　干燥效率-高：原料中有效成分的萃取轉移率達到95%以上。

　　資源綜合利用率-高：資源的有效利用率為傳統工藝的3倍以上，自然資源得到利用。

　　質量穩定性-高：生產過程使用自動化設備，顯著提高產品批次穩定性。

　　自動化程度-高：全部采用流體控制技術，實現全過程工藝參數自動監控、存檔。

　　生產效率-高：間斷連續作業方式將空間、人員、輔助設備的利用率明顯提高，成套設備減少生產環節，大幅提高生產效率。

　　綜合成本-低：能源、人工、占位空間減小，資源利用率提高，使綜合生產成本下降30%。

　　環境污染-低：工作時間內密閉循環，無溶劑殘留。原材料渣料綜合利用，原料、環境的污染降至低值。

　　主要技術參數

　　1、 干 燥 釜：1L/2L/5L/10L/15L/20L/50L/100L/200L/500L/1000L,40Mpa，85℃(可定制)

　　2、 分 離 釜：1L/2L/3L/5L/10L/15L/29L/50L100L/200L,20MPa/30MPa、85℃(可定制)

　　3、 制冷系統：風冷，進口核心部件，環保冷媒

　　4、 儲 罐：按需配置/16MPa

　　5、 CO₂循環泵：50L/100L/200L/400L/800L，40MPa,變頻調速

　　主要結構組成：

　　裝置主要由制冷系統、CO2貯罐、混合器、過濾器、干燥釜、分離釜、二氧化碳注入泵、壓力控制系統、流量計、安全保護裝置、電控機箱機架面板等組成。全套設備支架304不銹鋼。附屬設備和系統都能滿足超臨界萃取需求和流程要求。所有設備布置集中，整潔、緊湊合理。操作方便、直觀、安全可靠。

　　系統工作描述：

　　CO₂從鋼瓶進入冷凝器加注到CO₂儲罐，CO₂儲罐內的液體CO2由CO2主泵泵入換熱器，由換熱器加熱，使CO2相變為超臨界狀態，達到工藝流程需求。超臨界狀態的 CO₂從干燥釜底部進入干燥釜，凝膠在基本保持原結構的情況下被干燥,使得整個干燥時間進一步縮短,操作費用大幅度降低。與物料充分接觸，

　　CO_²溶解液從干燥釜頂部出口流出，經干燥釜出口處的高壓調節閥，進入一級分離釜解析。控制一級分離釜工藝條件，混合物解析分離。解析物從分離釜底部取出。

　　不滿足解析條件的混合物經由一級分離釜出口的高壓調節閥調控，進入二級分離釜，控制二級分離釜工藝條件，萃取混合物再次解析分離。解析物從分離釜底部取出。最后氣態CO2通過過濾器過濾進入冷凝器。經冷凝，氣態CO2變為液態進入CO2儲罐，進行系統重復再次循環工作。

　　儀器特點：

　　1.功能部件: 采用行業品牌，核心部件選用進口原件。保證性能穩定性，避免設備故障率。全不銹鋼支架，完全匹配現代醫藥生產要求，杜絕衛生安全隱患。人機操控界面可實時監測壓力、溫度、流量等數據并且可以對溫度、主副泵的頻率進行設定。

　　電器元件-斷路器、繼電器、接觸器、固態繼電器等均選用全球品牌“施耐德”。PLC選用西門子。壓力、流量、溫度顯示表選用“宇電”品牌。

　　萃取釜調壓器選用美國TESCOM進口背壓閥。壓力調節范圍0-80Mpa，控制精度0.1Mpa。

　　2.超臨界CO2流體：無毒和不可燃，有利于安全生產，而且來源豐富，價格低廉有利于應用，降低成本。并且這套設備流程是循環閉路，CO2在設備中可以循環使用。

　　3.設備設計特點: 整套設備3維設計，實現模塊化系統，可以直接更換、升級單一單元，隨時使設備保持性能。設備上每件高壓容器都經過專業三維軟件應力分析，從而確保該設備的使用壽命。

　　4.超長的服務期限: 整套設備質保2年，終身享受技術服務，避免后期維保擔憂。

　　一、品質保障(自主生產，自行銷售)

　　二、質量保障(一 機一碼，存檔管理，任何時間可以查詢所有部件信息)

　　三、服務保障(超長質保時間，專業維保，終身維修)

　　1、設備所有部件出現質量問題，只換不修。

　　2、每臺設備一年內出現3次故障(非人為行為)，免費延保1年。

　　3、免費安裝、調試，專員售后，終身技術支持。