# 临界点干燥仪的选型要点：样品仓、温压范围与流量控制

> 临界点干燥仪怎么选：按样品尺寸和批量选样品仓，按形态选承载件，温压范围、冷却、进液与泄压控制、程序与运行记录，以及液态CO2钢瓶、排气和电源等实验室条件。

- 网页：https://www.kimax-cpd.com/articles/critical-point-dryer-selection.html
- 更新：2026-11-02

## 临界点干燥仪的选型要点

选临界点干燥仪，先看样品：尺寸和批量决定样品仓，形态决定承载件。再看设备能不能稳稳走完整个程序：冷却进液、越过临界点、匀速泄压。最后看实验室条件：钢瓶、排气和电源。

北京世安科林 · KiMax 极境 · 2026-11-02

- **样品**：尺寸、批量、形态、溶剂
- **设备**：样品仓、温压范围、进液与泄压控制、程序与记录
- **实验室**：带虹吸管的液态 CO₂ 钢瓶、两路排气、220 V 电源

### 样品尺寸和批量决定样品仓

样品与样品仓

| 样品 | 样品仓 | 型号 |
| --- | --- | --- |
| 电镜生物样品、小块气凝胶与 MOF、芯片 | 桌面仓：2.5″ 约 100 mL，3.4″ 约 186 mL | [KM-P](https://www.kimax-cpd.com/products/km-p.html) |
| 块体气凝胶、基板与微球阵列、8″ 晶圆 | 立式仓：KM-V6 为 6.5″ × 32 mm、约 679 mL，KM-V8 为 8.5″ × 32 mm、约 1162 mL；深仓可定制 | [KM-V](https://www.kimax-cpd.com/products/km-v.html) |
| 8/12″ 晶圆、方形基板、洁净产线 | 13″ 级高压仓，最高 17 L | [KM-S](https://www.kimax-cpd.com/products/km-s.html) |

样品仓不是越大越好。仓越大，每次置换要冲走的溶剂越多，消耗的液态 CO₂ 越多，置换时间也越长。按最大样品尺寸和单批数量选仓，样品之外的空间用填充环占掉。作为参考，KM-P 每次运行约消耗 0.7–1.2 kg 液态 CO₂。

### 样品形态决定承载件，溶剂决定密封与流路

- **块体和组织**：网板与组合样品笼，分层叠装，上下透液。
- **花粉、昆虫等小样品**：多孔承载件，每件样品占一个编号孔位，干燥后不会混。
- **悬浊液与粉体**：径向密封样品笼，流体上进下出，颗粒留在笼内。
- **晶圆与基板**：晶圆提篮或按工艺定制的载具，片间留出 CO₂ 流过的间隙。

![样品笼与填充环配套件实物照片](https://www.kimax-cpd.com/assets/images/fixtures-real/kmp-sample-cage-kit.webp)

中间溶剂同样影响选型。KiMax 极境干燥仪直接使用无水乙醇或异丙醇（IPA）；用丙酮脱水的样品，需加装选配的丙酮套件。不同样品的装法见[电镜生物样品](https://www.kimax-cpd.com/articles/sem-sample-preparation.html#loading)和[气凝胶](https://www.kimax-cpd.com/articles/aerogel-supercritical-drying.html#loading)两篇。

### 温压范围要覆盖从冷却到泄压的整个程序

CO₂ 临界点为 31.1 °C、7.38 MPa（约 1070 psi）。程序加热到 36–40 °C 时，仓内压力升过约 1150–1200 psi，设备的工作压力要高于这个值并留有余量。

低温端同样重要。液态 CO₂ 要以液体进入样品仓，仓温要低于钢瓶温度，冷却步骤通常把样品仓降到 10 °C 以下再进液。KM-V 配闭环制冷，KM-S 内置制冷模块，工作温度都可低至 −30 °C。

KiMax 极境干燥仪的工作范围

| 型号 | 工作压力 | 工作温度 |
| --- | --- | --- |
| KM-P | 0–1500 psi | 0–50 °C |
| KM-V | 0–2000 psi | −30–60 °C |
| KM-S | 0–3500 psi | −30–80 °C |

KM-P 的最高安全压力为 2000 psi、最高安全温度 55 °C；工作范围是日常运行的设定区间。各型号的完整参数见[参数对比](https://www.kimax-cpd.com/index.html#specs)。

### 进液和泄压要控得慢、控得稳

慢充和泄压都靠阀门限流。慢充太快，液流冲击样品；泄压太快，仓温可能跌破临界温度，CO₂ 重新凝结，大块凝胶还会被内部压力撑裂，见[样品越厚，泄压要越慢](https://www.kimax-cpd.com/articles/aerogel-supercritical-drying.html#depressurization)。

![自研耐低温微调阀实物](https://www.kimax-cpd.com/assets/images/detail-kmp-valve.webp)

液态 CO₂ 在阀口节流时会降温、析出干冰，普通针阀容易冻堵，流量随之漂移。KiMax 极境干燥仪的进液和泄压通路用自研耐低温微调阀，针对这一工况设计，已获实用新型专利授权（ZL 2024 2 2566585.5）。泄压期间设备保持加热，慢充和泄压都按设定斜率匀速进行。

### 程序、配方与运行记录

- **固定九步程序**：冷却、慢充、充液、置换、二充、加热、稳定、泄压、排气，每一步由一个配方参数决定何时结束，见[九步干燥程序](https://www.kimax-cpd.com/articles/critical-point-drying.html#program)。
- **配方**：常用样品的参数存成配方；要改参数时先复制原配方，在副本里修改，已验证的工艺不被覆盖。
- **循环置换**：厚样品按设定轮数重复充液、置换、二充、静置。
- **顺序核对**：加热时压力先升过临界压力、温度再越过临界温度，顺序不对，设备报「临界点故障」。
- **历史记录**：每次运行保存配方名称和各步骤的实际时间、温度与压力。
- **安全**：机械泄压、电子报警与程序互锁三重保护，贯穿高压阶段全程。

### 实验室条件：钢瓶、排气与电源

以 KM-P 为例，安装前要准备：

- **液态 CO₂ 钢瓶**：带延伸到瓶底的虹吸管，纯度不低于 99.8%，净装量 12.5–25 kg。钢瓶与主机之间不装调压器或压力表。瓶内是气液两相，压力由温度决定，余量要看钢瓶秤上的重量。
- **排气**：冷却/泄压与置换/排气两路，接到通风橱、排气管道或室外；置换排出的溶剂先进废液桶，再由废液桶出口接入通风系统。
- **电源**：220 V，独立接地，供电回路额定电流不低于 15 A。
- **空间**：桌面至少 61 × 56 cm，另留钢瓶秤的地面位置。

### 视频讲解

- [3:50 完整讲解 超临界干燥原理与设备](https://www.kimax-cpd.com/assets/video/principle-and-equipment.mp4)
- [1:28 三个关键 · 01 样品笼与装样方式](https://www.kimax-cpd.com/assets/video/drying-key-01-sample-cage.mp4)

### 常见问题

#### 临界点干燥仪的样品仓选多大合适？

按最大样品尺寸和单批数量选，样品之外的空间用填充环占掉。仓越大，每次消耗的液态CO2越多，置换时间也越长。电镜样品和小块材料用2.5–3.4英寸桌面仓，块体和8英寸晶圆用6.5–8.5英寸立式仓。

#### 为什么临界点干燥仪要先冷却样品仓？

液态CO2要以液体进入样品仓，仓温要低于钢瓶温度。冷却步骤通常把样品仓降到10 °C以下，再开始慢充。

#### 临界点干燥仪需要什么样的CO2钢瓶？

带延伸到瓶底的虹吸管、纯度不低于99.8%的液态CO2钢瓶。钢瓶与主机之间不装调压器，余量按钢瓶重量判断。

#### 工作压力1500 psi够做临界点干燥吗？

够。CO2临界压力约1070 psi，程序加热到36–40 °C时，仓内压力升过约1150–1200 psi。KM-P工作范围0–1500 psi，最高安全压力2000 psi。

#### 拿不准选哪一款，可以先测试吗？

可以。寄来样品，我们在现有设备上跑完整流程，按结果推荐型号、样品仓与承载件配置。

样品测试

### 样品测试与工艺评估

您提供样品与目标形貌，我们在 KiMax 极境干燥仪上完成置换、越过临界点与受控泄压的完整流程，反馈处理后的样品状态与选型建议。

需求沟通 寄样与方案确认 工艺测试 结果反馈与选型建议

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[KM-P 紧凑型超临界干燥仪 电镜、气凝胶与微纳结构制样](https://www.kimax-cpd.com/products/km-p.html) [KM-V 立式超临界干燥仪 块体材料与小批量验证](https://www.kimax-cpd.com/products/km-v.html) [KM-S 晶圆超临界干燥系统 8/12 英寸晶圆级干燥](https://www.kimax-cpd.com/products/km-s.html)

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