COEX GLAM

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La CO2 allo stato liquido presenta valori di tensione superficiale e di viscosità assai ridotti, uniti ad un potere solvente elevato, in particolare per composti poco polari o apolari; essa può essere impiegata facilmente a temperatura ambiente (< 32°C) e a pressioni minime di 50-60 bar.
La depressurizzazione a pressione ambientale porta l’anidride carbonica obbligatoriamente allo stato aeriforme, questa trasformazione impedisce che venga intrappolata all’interno dei manufatti trattati, a differenza di quanto accade con l’impiego di solventi e detergenti i cui residui tendono a permanere dopo il lavaggio, laddove l’evaporazione risulti difficoltosa.La bassa tensione superficiale e la bassa densità rendono la CO2 liquida un ottimo bagnante, capace di rimuovere in profondità liquidi anche molto viscosi, come oli minerali a composizione complessa o oli fluidi di natura idrocarburica.

La CO2 in stato supercritico (temperatura > 32 °C, pressione > 74 bar) possiede la capacità di diffusione tipica di un gas (viscosità bassissima), una tensione superficiale praticamente nulla e una densità simile a quella di un liquido come l’acqua (0.7-0.9 g/cm3). Il suo potere solvente per composti poco polari e apolari, è notevole, mentre a pressione crescente, tra 74 bar e 300-400 bar, aumenta la sua polarità e, quindi, il suo potere solvente per composti mediamente polari. L’elevata densità ne fa un ottimo mezzo di trasporto.

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Quindi, possiamo sintetizzare dicendo che l’anidride carbonica ha le seguenti caratteristiche:

• Potere solvente variabile ed elevato
• Diffusività gas-like
• Tensione superficiale nulla
• Capacità di formare soluzioni supercritiche con quasi tutti i solventi liquidi

L’impiego, in successione, del fluido in stato liquido e poi supercritico, permette un’azione di rimozione, di solubilizzazione e di trasporto dei residui di lavorazione o delle masse naturali, estremamente efficace,capillare ed omogenea, con tempi di contatto assai brevi. La semplice depressurizzazione del fluido carico,determina il rilascio dei soluti e permette il ricircolo del solvente puro tramite raffreddamento, ricompressione e riscaldamento alle temperature richieste e per un numero preciso di cicli.

La CO2 è utilizzabile anche nel trattamento di materiali porosi naturali quali supporti per la nanotecnologia.

Abbiamo potuto appurare, nell’ambito della lavorazione di materiali porosi naturali, come l’impiego della CO2 supercritica, permetta di eliminare completamente l’uso di solventi organici infiammabili, riducendo,nel contempo, in modo drastico i tempi di trattamento. Il tessuto osseo spongioso rappresenta un classico esempio di sistema poroso profondo: la liberazione di pori, canali e trabecole dai liquidi fisiologici permette di ottenere una superficie molto estesa utilizzabile per la terapia ricostruttiva del tessuto osseo mediante implantologia, per la produzione di sistemi a rilascio controllato tramite impregnazione con farmaci e nella costruzione di catalizzatori tramite ricopertura con metalli (CVD).

L’estrazione dei liquidi fisiologici dal tessuto poroso mediante tecnologia tradizionale con solvente organico,richiede tempi molto lunghi, classicamente di 7-8 giorni con omogeneità di trattamento non sempre ottimale.
A questo deve essere aggiunto il tempo necessario all’evaporazione del solvente. Invece l’estrazione con CO2 supercritica richiede, per pezzi di uguali dimensioni, tempi inferiori alle 50 ore, con risultato ottimale per completezza ed omogeneità. A fine processo, i pezzi non richiedono altre lavorazioni, mentre i liquidi fisiologici sono già naturalmente separati dal solvente. L’ottima qualità della superficie trattata è testimoniata dai risultati di impregnazione e di ricopertura metallica ottenuta successivamente sul prodotto.
La CO2 come fluido supercritico sta assumendo sempre più importanza quale fluido di processo in lavorazioni ad alto valore aggiunto per applicazioni farmaceutiche e dei materiali per l’alta tecnologia(material processing, particle design, tissue engineering).

Concludendo, possiamo affermare che l’impiego su scala industriale dei processi di pulizia con CO2 è ormai una realtà, sia dal punto di vista delle conoscenze scientifiche, che da quello ingegneristico e impiantistico.Quindi, questa tecnologia ci permette di non sacrificare, come spesso accade, la qualità e l’efficienza, per contenere l’impatto ambientale.