Chất lỏng siêu tới hạn

thuannguyen · 06-15-2006

Khí Cacbonic (C02) vốn từ trước đến nay mang tiếng xấu vì nó là khi gây hiệu ứng nhà kính làm trái đất nóng lên. Nhưng trong tương lai CO2 có thể là một chất hữu ích thay thế các chất giặt rửa độc hại mà hiện nay vẫn được sử dụng nhiều là tricloetylen và pecloetylen ("tri" và "pe"). Cả hai chất này đều là hydrocacbon cao hóa, chúng bị tình nghi gây ung thư và phá hoại tầng ôzôn bảo vệ trái đất. Vì vậy người ta đang tìm các chất thay thế chúng.

Hiện nay, các nhà nghiên cứu Đức đã chế tạo những thiết bị sử dụng CO2 để làm sạch phế liệu công nghiệp và quần áo.

Để có thể dùng CO2 tẩy sạch tất cả các loại vết bẩn, người ta phải hóa lỏng nó dưới áp suất cao.

CO2 lỏng có thể làm sạch các chất nguy hiểm như phenol và biphenyl polyclo hóa trong nước hoặc trong đất ô nhiễm, nó cũng có thể thay mỡ và dầu bám trên kim loại. Quá trình tẩy rửa này không làm thoát khí thải.

Quá trình giặt rửa trong các thiết bị tương lai dùng CO2 sẽ diễn ra như sau: người ta cho CO2 lỏng ỵào trống giặt chứa quần áo bẩn. Áp suất trong trống giặt khoảng 40 bar (tức là 40 lần áp suất không khí bình thường). Sau khi tách các chất bẩn khỏi vải, CO2 lỏng được dẫn đến bình giảm áp. Các chất bẩn cuốn theo sẽ lắng xuống đáy hình, CO2 hóa thành khí và được chuyển sang thiết bị hóa lỏng để tái sử dụng.

Chai tẩy rửa CO2 có nhiều ưu điểm, nó không độc hại như các chất Per, Tri và các chất tẩy rửa khác. Ngoài ra CO2 dễ dàng tẩy sạch quân áo da va áo lông thú. Mỗi lần giặt bằng CO2 chỉ mất 10 phút, tức là nhanh gấp 4 đến 5 lần so với các quy trình giặt rửa thông dụng.

Tuy chưa cạnh tranh được với các máy giặt tiện lợi và an toàn thông thường hiện nay, nhưng CO2 có thể được sử dụng trong các quy trình tẩy rửa công nghiệp. Ngành sản xuất đồ điện tử và xe hơi hàng năm thải ra hàng trăm tấn phế liệu như phôi, mạt kim loại, các mẩu vụn thừa,... các phế liệu này phải được tẩy rửa trước khi dùng làm nguyên liệu tái sinh.

Trung tâm nghiên cứu Kaslsruhe Đức đang, vận hành một thiết bị dùng CO2 tẩy dầu mỡ khỏi các phế liệu công nghiệp. Trong quy trình này lỏng chảy qua bình chứa các phoi kim loại cần làm sạch. Dầu mỡ bị hòa tan và cuốn trôi theo dòng C02 vào một bình riêng.

Sau khi giảm áp C02 hoàn toàn chuyển thành khí. Trong dầu mỡ tách ra không còn dư dung môi như ở các quy trình tẩy rửa khác nên chúng có thể được sử dụng lại. .

C02 lỏng còn có thể thay thế cùng một lúc nhiều dung môi, vì tính chất tẩy rửa của nó có thể thay đổi theo áp suất. Ở áp suất thấp C02 có khả năng rửa benzol và cloroform rất tốt. Ở áp suất cao thì khả năng rửa dầu và mỡ của C02 tăng lên.

Thiết bị trên của Đức hoạt động ở áp suất 400 bar và có thể tẩy rửa mỗi lần 100 đến 240 kg phế liệu kim loại. Về mặt kỹ thuật người ta hoàn toàn có thể chế tạo các thiết bị lớn công suất nhiều tấn một mẻ dùng trong công nghiệp. Các kỹ sư Đức ở trung tâm nghiên cứu trên đã thành lập hãng sản xuất những thiết bị như vậy.

Một hãng ở Mỹ cũng đang sử dụng quy trình C02 tương tự để làm sạch nước thải và đất bị ô nhiễm hóa chất hoặc dầu mỏ. Trong các phòng thí nghiệm đã từ lâu người ta sử dụng C02 để tách và phân tích cặn dư của thuốc trừ sâu và PCB (Biphenyl polyclo hóa) trong mẫu thực phẩm, nước và đất.

C02 cũng được sử dụng từ lâu trong công nghiệp chế biến thực phẩm, ví dụ để làm sạch các chất gia vị và hạt men bia; và để tách chất cafein khỏi hạt cà phê. .

NGHIÊM THỊ HIỂN
Theo Frankfurt allgemeine Zeitung

**tigerchem** · 11-07-2007

Từ xưa con người đã có nhu cầu ly trích tinh dầu ra khỏi hợp chất thiên nhiên, ví dụ thông dụng nhất là lấy tinh dầu hoa hồng ra khỏi cánh hoa hồng và pha vào cồn để làm dầu thơm. Càng phát triển thì con người càng có nhiều cách khác nhau để lấy tinh dầu, và mục đích cũng khác nhau, từ làm dầu thơm đến dược phẩm, thực phẩm, phụ gia... Một số cách lấy tinh dầu là ép, ly trích bằng nước, bằng dung môi hưu cơ, lôi cuốn hơi nước, sử dụng lò vi sóng, siêu âm... và mới đây nhất theo mình biết là trích hợp chất Taxol điều trị ung thư vú và tử cung ở phụ nữ có trong vỏ cây thông đỏ Taxus brevifolia bằng CO2 siêu tới hạn cho hiệu suất cao hơn. Đây là phương pháp mới hiện nay trên thế giớ, và cũng cần nói thêm là không chỉ có CO2 siêu tới hạn mà bất kì chất nào cũng có thể đạt trạng thái siêu tới hạn, dựa vào giản đồ pha, nhưng chỉ có một số chất thông dụng vì điều kiện nhiệt độ và áp suất thấp, phù hợp, có khả năng thực hiện được, trong đó nước là một ví dụ. Mình nghĩ nếu lấy SCF (super critical fluid, chất lỏng siêu tới hạn) để giặt đồ thì chỉ là áp dụng công nghệ, giống như hiện nay dùng TiO2 trong máy lạnh để diệt khuẩn và làm trong lành không khí , nghĩa là SCF được dùng như một phần của thiết bị.

Mecghi · 03-06-2008

hôm trước nghe trên đài giới thiệu công nghệ chiết bằng CO2 siêu tới hạn trong một công trình nghiên cứu của viện Hóa Công nghiệp hay quá. Công nghệ này hiện chưa phổ biến ở Việt Nam một phần không biết có phải do thiết bị đắt tiền quá không? Ai biết về công nghệ này chia sẻ cho mọi người cùng biết nhé!

NgocDang · 10-09-2008

Siêu tới hạn ( SFE ) là phương pháp chiết sử dụng 1 dạng dung môi đặc biệt. Dung môi này ở trạng thái siêu tới hạn, được tạo ra ở một nhiệt độ và áp suất lớn hơn điểm tới hạn . Ở trạng thái siêu tới hạn, dung môi này:
- Không còn ở thể lỏng ( do nhiệt độ cao )
- Nhưng vẫn chưa thành thể khí ( do áp suất cao )
- Có độ nhớt thấp hơn phase lỏng ( dể xâm nhập vào mẫu )
- Có khả năng chuyển khối lớn hơn phase khí ( chiết xuất được cạn kiệt hoạt chất )
Là phương pháp được sử dụng phổ biến trong: thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm ...
Dung môi thông dụng nhất: Dioxytcarbon CO2 ( không phân cực ) điểm siêu tới hạn ở 310C/73 atm nên dể đạt , dể duy trì. Dể áp dụng ở quy mô công nghiệp, không cháy nổ, an toàn, thân thiện với môi trường.

**tigerchem** · 10-10-2008

Để hiểu hơn về chất lỏng siêu tới hạn (SCF, supercritical fluid), bạn có thể tham khảo trên wikipedia
http://en.wikipedia.org/wiki/Supercritical_fluid
Theo ý mình thì nếu dịch tiếng Việt chữ fluid là chất lỏng cũng không đúng lắm vì định nghĩa fluid và liquid trong tiếng Anh khác nhau . Fluid ám chỉ dạng lỏng và khí trong khi liquid chỉ là lỏng . Tham khảo thêm trên wikipedia
http://en.wikipedia.org/wiki/Fluid
http://en.wikipedia.org/wiki/Liquid
Bàn về vấn đề này cần nhiều kiến thức vật lý hơn là hóa học .
Về mặt thực hành thì hiện nay tin tức đáng quan tâm của SCF là CO2 SCF dùng để chiết Taxol cho hiệu suất cao, Taxol là dược liệu quí có tỏng cây thông đỏ dùng chữa trị ung thư vú, tử cung và một số ung thư khác như não, thực quản ...
Thân !

minhkhaia5 · 05-30-2010

Cho em hỏi ở nhiệt độ 45oC thì áp suất bắt đầu trạng thái siêu tới hạn của CO2 là bao nhiêu ạ? Nếu có bảng tra thì cho em xin được không ạ?

trathanh · 12-05-2010

Với CO2
Tc = 31,1 (c)
Pc = 73,8 (Bar)
Trên giản đồ pha của CO2 thì khi đạt đến 31,1 (c), CO2 chuyển sang trang thái Supercritical fluid không còn ở trang thái liquid như Tigerchem đã nói ở trên. ở giản đồ pha này bạn sẽ bắt gặp một hình vuông vức tại Tc và Pc trở đi, vì vậy chỉ cần >= 31,1 và P >= 73,8thì CO2 đã ở trang thái siêu tới hạn.