คาร์บอนไดออกไซด์เหลว | การสกัดด้วยของเหลววิกฤตยิ่งยวดและการซักแห้ง: การประยุกต์ใช้ CO2 ในอุตสาหกรรมการทำความสะอาดและการสกัดสารที่มีประสิทธิภาพสูง
คาร์บอนไดออกไซด์เหลว | การสกัดด้วยของเหลววิกฤตยิ่งยวดและการซักแห้ง
หนึ่งในแง่มุมที่น่าสนใจในสาขาวิศวกรรมความร้อนคือการใช้คาร์บอนไดออกไซด์เหลวในกระบวนการต่างๆ เช่น การสกัดด้วยของเหลววิกฤตยิ่งยวด (Supercritical Fluid Extraction) และการซักแห้ง (Dry Cleaning) ซึ่งนอกจากจะเป็นเทคโนโลยีที่ทันสมัยแล้ว ยังเป็นทางเลือกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมอีกด้วย
คาร์บอนไดออกไซด์เหลวคืออะไร?
คาร์บอนไดออกไซด์เหลว (Liquid CO2) คือลักษณะสถานะหนึ่งของคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ที่อยู่ในสถานะของเหลวเมื่อถูกเก็บรักษาไว้ภายใต้แรงดันสูงและอุณหภูมิต่ำ โดยปกติจะอยู่ในช่วงแรงดันเหนือ 5.1 atm และอุณหภูมิต่ำกว่า -56.7°C
- สถานะของเหลวเป็นสถานะที่ทำให้ CO2 มีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมในการนำไปใช้งานหลายๆ ด้าน
- สามารถแทรกซึมและเข้าไปถึงพื้นที่ที่ของเหลวปกติไม่สามารถทำได้
การสกัดด้วยของเหลววิกฤตยิ่งยวด
การสกัดด้วยของเหลววิกฤตยิ่งยวด (Supercritical Fluid Extraction หรือ SFE) เป็นกระบวนการที่ใช้ของเหลววิกฤตยิ่งยวดในการสกัดสารที่ต้องการออกจากวัสดุ
- ของเหลววิกฤตยิ่งยวดคือสถานะของสารที่อยู่เหนือจุดวิกฤต ซึ่งมีสมบัติทั้งของเหลวและแก๊สรวมกัน
- คาร์บอนไดออกไซด์ถูกเลือกใช้เป็นของเหลววิกฤตยิ่งยวดบ่อยที่สุดเนื่องจากเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและไม่เป็นพิษ
กระบวนการของ SFE ด้วย CO2 ประกอบด้วย:
- เตรียมตัวอย่าง: วัสดุที่ต้องการถูกบดและเตรียมให้พร้อม
- นำตัวอย่างไปใส่ในเครื่องสกัด
- ฉีด CO2 ที่อยู่ในสถานะวิกฤตยิ่งยวดเข้าไปในเครื่อง
- สารที่ต้องการจะถูกละลายและดึงออกมา
- แยก CO2 ออกจากสารที่สกัดได้
การซักแห้งด้วยคาร์บอนไดออกไซด์เหลว
การซักแห้งเป็นกระบวนการที่ไม่ใช้สารละลายเช่นน้ำในการทำความสะอาดเสื้อผ้า แต่ใช้ตัวทำละลายชนิดอื่นแทน คาร์บอนไดออกไซด์เหลวเป็นตัวทำละลายที่มีศักยภาพสูงในกระบวนการซักแห้งเนื่องจาก
- สามารถล้างคราบสกปรกและไขมันได้อย่างมีประสิทธิภาพ
- ไม่มีสารเคมีที่เป็นอันตรายหรือมีกลิ่นแรง
- เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าการใช้สารเคมีชนิดอื่น
ในการซักแห้งด้วยคาร์บอนไดออกไซด์เหลว เสื้อผ้าจะถูกวางไว้ในช่องตัวละลาย แล้ว CO2 เหลวถูกฉีดเข้ามา เพื่อล้างคราบและดึงออกจากเสื้อผ้า สุดท้าย CO2 เหลวจะถูกดึงกลับและนำไปรีไซเคิลใช้ใหม่
ด้วยศักยภาพและประโยชน์ที่มี คาร์บอนไดออกไซด์เหลวจึงเป็นส่วนสำคัญในสาขาวิศวกรรมความร้อน และยังเป็นเครื่องมือที่มีค่ายิ่งในกระบวนการทั้งสองอย่างที่ได้กล่าวมานี้