超声波技术加速可再生纤维素纳米晶体的干燥

全球向可持续发展的过渡引发了人们对生物基材料和节能技术的极大兴趣。其中，来源于可再生资源的纤维素纳米晶体（CNCs）在复合材料、生物医学材料和包装方面显示出巨大的应用潜力。然而，CNC生产中的一个主要挑战是能源密集型的干燥过程，这通常需要从低浓度悬浮液中去除大量的水

为了解决这个问题，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校和普渡大学的一个研究小组引入了一种新型的多频超声波干燥技术。与热风、喷雾和冷冻干燥等传统干燥技术相比，这种方法不仅加快了干燥过程，而且降低了能耗

该研究发表在《生物资源与生物制品杂志》上

该研究比较了各种干燥方法的干燥动力学、产品质量和能效。与热风干燥相比，超声波干燥过程使干燥时间显著缩短了50%，粒径变化最小，表明其具有优异的再分散性

此外，超声波干燥法在水溶液中表现出优异的稳定性，ζ电位范围为-35至-65 mV，这是CNCs胶体稳定性的关键因素

在能耗和二氧化碳排放方面，超声波干燥技术优于其他方法。具体能耗显著降低，如果使用可再生电力，潜在的二氧化碳排放量可能达到净零。这一创新与全球减少温室气体排放和实现净零排放目标的努力相一致

研究人员得出结论，超声波干燥是一种有前景的、可持续的干燥CNCs的方法，为生物材料行业提供了一种可扩展的解决方案。这种方法不仅提高了数控生产的效率，而且通过最大限度地减少能源使用和碳排放来支持环境可持续性 More information: Junli Liu et al, Comprehensive comparison of cellulose nanocrystal (CNC) drying using multi-frequency ultrasonic technology with selected conventional drying technologies, Journal of Bioresources and Bioproducts (2024). DOI: 10.1016/j.jobab.2024.07.003