微粒设计与微粒制备
新兴的超临界流体技术中, 有一项很有前景的领域是微粒设计与微粒制备, 在有控制的颗粒大小分布状态下制备微米, 甚至纳米的微细颗粒。
微粒的形状(微球, 微纤等), 形态(表面光滑度, 孔隙率)都可以得到控制。
特别有意义的是超临界流体制备超细微粒以及微包埋技术被用于医药领域, 可以对药物有效成份的剂量, 释放特性进行更精确的控制。
根据运用条件的不同, 利用超临界流体进行微粒制备有不同的工艺, 例如:
- 超临界快速膨胀技术 (RESS)
- 气体饱和溶液微粒技术 (PGSS)
- 气体抗溶剂结晶技术 (GAS)
或者可根据顾客对颗粒特性的要求设计出特有的工艺。
RESS
用超临界快速膨胀技术可以将在常态下为固体, 在超临界流体中可溶的原料制作成超细粉末。首先该物料象传统萃取过程一样, 被溶解于超临界流体中, 这个过程既可以在间歇式的反应釜中进行, 也可以在连续式的混合容器中进行。
饱含该物料的超临界流体被导向一个喷嘴进行减压后, 形成许多微小液滴。减压后该物料在超临界流体中的溶解度大大压降, 物料以固体细微粉末的状态析出。
用超临界快速膨胀技术可以制造微米到纳米级的超细颗粒。
PGSS®
与RESS不同, 在PGSS技术中, 是将被超临界流体诱导熔化的物料制作成超细粉末。
首先将常温下固态的原料, 通过高压气体诱导使其转化成液态。 换而言之, 利用压力的影响使物料的熔点下降, 在此过程中超临界流体溶解于液态原料中。
熔融后的物料被导向一个喷嘴进行减压后, 形成微小液滴。由于压力下降超临界流体转化成气体, 从原料液出溢出, 并将原料液的微小液滴继续撕裂成更小的颗粒。
由于节流效应快速降压造成快速的温度下降, 进一步促使颗粒的凝结。一般来说, 用PGSS能生产出微米级的超细颗粒。
在这里, 溶解与熔化过程既可以在间歇式反应釜中进行, 也可以在连续式混合容器中进行。
PGSS的一种改良形式, 所谓的连续喷雾粉末包埋技术, 可以被用来制造由多种成分组成的超细微粉。
由于原料在混合容器中所处的温度较低, 停留时间较短, 这种技术也可以被用来生产反应型的粉末。比如, 生产反应型的双组分油漆(粘合剂与固定剂)。
不同组分的原料分别被熔化, 然后通过不同的高压泵注入到混合容器中进行混合, 同时超临界流体也被加入其中与原料进行混合溶解, 然后混合物象PGSS技术一样被导向喷雾喷嘴, 生产出微粒状的混合物。
GAS
对于不溶于超临界流体的物质, 可以用GAS技术来生产超细粉末。其原理是利用超临界流体作抗溶剂, 来实现置换结晶, 以生产超细粉末。
首先将固体原料物质溶解于一种有机溶液中, 然后与作为抗溶剂的超临界流体充分混合。
抗溶剂溶解于有机溶剂中, 使原料物质在有机溶剂中的溶解度大大下降, 从而使原料物质以结晶的形式从有机溶剂中析出。析出的结晶可以通过超临界干燥被脱除残余的有机溶剂。
GAS技术是一种间歇式的操作。它的改良技术, 所谓的PCA技术(压缩抗溶剂沉降技术), 可以实现半连续式的操作。
这些相对来说比较新的超临界流体技术还处于试制阶段, 目前只有很少的工业化应用(如: 粉状油漆的制造)。长远来看, 这些技术与传统微粒制造技术相比有许多优点, 伍德高压技术公司始终跟踪这些技术的发展, 并为此提供自己的专业经验和全面的设备。

