초임계 유체 시스템이란 무엇인가? 활용분야는 어떻게 되는가?

 

초임계 유체 시스템이란 무엇인가? 활용분야는 어떻게 되는가?

일신오토클레이브에서 초임계에 대해서 알려드리려고 합니다.  일반적으로 액체와 기체의 두상태가 서로 분간할 수 없게 되는 임계상태에서의 온도와 이 때의 증기압을 임계점이라고 합니다. 따라서, 초임계 유체(Supercritical fluid,SCF)란 임계압력 및 입계 온도 이상의 조건을 갖는 상태에 있는 물질로 정의되며, 일반적인 액체나 기체와는 다른 고유의 특성을 가집니다.

 

 

 

 

 

초임계 물리적 특성

 

• 기체와 액체의 중간 정도의 물성을 가집니다.
• 상변화 없이도 약간의 압력 온도 변화에 따라 물성을 급격히 변화시킬수 있습니다.
• 표면장력이 없기 때문에 세공구조에도 쉽게 침투하고 확산력이 좋으며 물질전달 속도가 큽니다.
• 낮은 점성, 높은 확산력, 강한 용해력

 

 

 

 

이상적인 초임계 유체

 
• 화학적으로 안정하고 장치에 부식성이 없는 것
• 임계온도가 실온근처 또는 추출온도에 가까운 것
• 임계압력이 낮은 것
• 선택성이 높은 것
• 용해도가 큰 것
• 구입이 쉽고 가격이 저렴한 것
• 인체에 독성이 없는 것
• 환경을 오염시키지 않는 것

 

 

초임계 유체기술의 장점

• 환경과 인체에 친화적인 청정기술
• 고순도/고품질의 제품 공정에 응용할 수 있는 점단기술 (선택적 추출, 열변성 물질 저온공정 안정생산)
• 에너지 절약공정 기술/고속공정 기술
• 잔존 유기용매가 없음.

 

 

초임계 유체의 특성

1)초임계 이산화탄소의 특성

 

• 암모니아 합성, 수소제조, 에탄올 제조, 전력 생산공정 등에서 발생하는 부산물
• 독성이 없고, 불연성이며, 비활성
• 친환경적인 용매 (공정에서 순환하여 재사용 가능)
• 낮은 임계치 (31.06℃ , 74bar)
• 높은 확산계수 (일반 용기용매 및 물과 비교하여 10~100배 높음)
• 압력 및 온도에 따라 밀도 변화

 

 

2)초임계 수의 특성

• 물의 임계치 (374℃ , 221bar) 이상에서 밀도, 유전상수, 전기전도도, 용해력 등 물리적 성질이 변합니다.
• 초임계수는 약한 극성 및 비극성 용매로 작용
   : 초임계수의 유전상수는 비극성용매(벤젠,에틸에테르,헥산)의 유전상수와 비슷한 값을 가집니다
• 초임계수는 보통상태의 물에 용해되지 않는 유기물에 대해 우수한 용매
• 산소가 풍부하여 완전산화가 가능하며, 2차 오염물질의 생성이 없습니다.
• 단일상 산화반응으로 반응속도가 빠릅니다.

 

초임계 유체기술의 분류

 

 

 

 

 

 

초임계 유체의 응용분야

 

 

 

 

 

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