最新型地毯乾燥洗淨工法─超臨界萃取技術
作者：陳建郎
全世界地毯清洗技術，到21世紀初期，仍然處於失敗的窠臼。為了達到徹底乾燥與洗淨的目標，
台灣totome團隊，研發出最新的超臨界萃取系統，包括機器、磨墊與萃取粉，展現出「科技環保」的驚人效果。超臨界現象的相變不是化學反應，而是物理性的過程。相對於傳統的化學清潔粉劑或生物酵素粉劑，地毯萃取系統的開發，將全面取代「生物化學品」的主流性與正當性。
R62超臨界萃取水與生物化學產品最大的不同，並不只因強大的溶解力與高滲透力，而是不會與
地毯起化學反應，又無殘留清潔溶劑的矛盾現象。地毯萃取清洗技術的革新，對於地毯汙染的
老問題，有非常顯著與重要的貢獻。totome超臨界萃取粉體的清洗技術，過程標榜無廢水，
是最先進的工法，也是最友善環境的產品。超臨界污垢萃取工法，不破壞材質結構，深入纖維的
孔隙中，將污垢分解揮發乾淨，避免困擾多年的濕式工法，提供真正能健康環保的新服務。
其眾多原理分別介紹如下：
低溫萃取的超臨界地毯粉R62：
地毯乾燥洗淨萃取工法的發源，來自於溶液殘留的弊病，低溫萃取觀念，主要是想糾正高溫水蒸氣
破壞地毯等錯誤。超臨界萃取技術，非常強調不需添加化學有機溶劑，在低溫攝氏31.1 度以上時，
即可產生特殊的清潔反應，是不殘留技術的革命工法。R62流體在超臨界狀態下，對欲萃取的汙垢
溶質，具有非常優秀的溶解能力，適合高級地毯萃取污物等用途。本工法省卻熱水、蒸氣清洗的
副作用，避免地毯纖維與膠體受到溫度的破壞。
超臨界萃取的清潔原理：
超臨界萃取的反應溫度不高，臨界溫度只要在31.1°C時，流體即能兼具液體和氣體的相變性質，
展開流體萃取的清潔動作，發揮完全乾燥的蒸發能力。超臨界流體的粘度和氣體一樣低，擴散係
數卻低於液體，有著超強的清潔滲透力。超臨界萃取流體也有很大的溶解力，這有助於清潔效能
的強力發揮，尤其適用於怕大量用水的場合，是地毯快乾洗淨工法的新利器。萃取法僅需再添加
一般自來水，且R62萃取粉與水的反應機制非常快速，能在瞬間有效地分解雜質，並且不會造成
環保及健康上的新問題。可預見在地毯清洗的發展上，totome超臨界氣體或流體等工法，有十足
的條件來取代化學界面活性劑與風乾的清潔工法。
超臨界萃取水溶液的氣相與液相原理：
當水介於氣相與液相的中間型態時，稱為「超臨界萃取水」，表示同時具有兩相的特性，
在轉相的過程中，換相效應具有超強大的的清潔能量。R62讓水無法以液體的方式存在，
產生大量的氣體，揮發大量的液體，這形成了所謂的「超臨界萃取水」，其性質卻是液體，
但型態是氣體。水分子是帶負電的氧和帶正電的氫作用，氫和氧的電荷分離的瞬間，使水具有
很高的極性。液相水的熱含量一經裂解，可產生很大的氣相能量。R62萃取粉藉此原理，
以切斷汙垢膠質水的氫氧鍵，來助於油汙、塵垢等的清潔，並達到特別乾燥與舒爽潔淨的地步。
超臨界氧化的萃取原理：
超臨界氧化反應，將污垢與氧形成化合物，留待萃取墊磁吸摭取。R62地毯萃取粉分解反應時，
會生成適當的羥基自由基HO和HOO，產生氧化或還原反應。用作還原劑時產物為氧氣，用作氧化劑
時產物為水，可以將有機物氧化成乙醇和碳酸鹽，還可以將鐵單質氧化成鐵酸鹽，達到中性環保
除鏽的超級任務。超臨界水對有機污垢具有極強的氧化能力，有很好的氧化自燃和水解能力，
R62因此有能力分解某些細菌，超強的氧化能力，也作為地毯的消毒劑，是綠色清潔的理想洗滌劑。
由於它不存在殘留藥物等危險性，因此有極高的利用價值，可用於噴灑最高貴的紡織品，用於最講
究安全衛生的高級場合。
R62超臨界工法的還原萃取技術：
R62利用超臨界萃取水的技術，以超強的還原能力，作為地毯的去汙功能。從地毯清潔銹斑的過程中顯示，在氧化鐵的還原作用中，不僅不損傷材質，而且反應的時間與效果比傳統除銹劑更快速。
此一中性的除鏽與除汙技術，體現萃取工法中的還原能力，具有相當先進的環保價值。R62中含有
的還原功能，不傷及地毯紡織材料，還可以讓殘留洗劑被分解，讓舊地毯得到適時的補救。
R62以超臨界CO2對地毯纖維做增艷還原反應，可避免使用其他化學增豔產品的破壞，並可省卻處理
步驟的時間與成本。
超臨界二氧化碳的萃取原理：
二氧化碳在室溫與常壓時，是無色、無味的惰性氣體，二氧化碳在超過高壓(74atm)與常溫(31℃)
的狀態下會呈現出超流體所具有的高溶解力與高滲透性的特質。二氧化碳本身無毒臭、不具自燃性
、不產生光化學反應，不會破壞臭氧層，對環境非常友善。二氧化碳在一般狀態下，並不具備超萃
取能力。但是當其進入超臨界狀態後，超臨界氣體變成親有機性，因而具有溶解有機物的能力，
此溶解能力遇水即啟動，隨著分解反應而有快速清潔能力，所以超臨界流體的科技應用，
對地毯紡織品清洗的進步，是非常具體直接的貢獻。
totome R62超臨界地毯萃取的殺菌的原理：
消毒酒精只能殺死約70%左右的細菌，超臨界氣體以穿越活菌細胞壁的方式，與細胞內的水結合
成碳酸型態，阻斷細菌的新陳代謝，讓細菌因而死亡，所以「滅菌可達99.9999%」。
因此，超臨界氣體的殺菌原理，也被用於清洗醫療器材。超臨界萃取流體分解細菌的方式，
是讓細菌依附的有機物質汙垢，在流體裡面「燃燒」，將細胞壁摧毀，殺菌過程在常溫下的瞬間
反應，即可快速穿破活性細胞膜。生活在水中的有機體細菌，若吸收大量的熱，會打斷水分子中
的氫鍵，讓水分快速消失。水是所有生物體的重要組成部分，細菌失去生物水分的必要成分，
加上溫度的急遽變化，也會有被快速消滅的現象。R62在液相與氣相的領域，都能適時發揮殺菌
特效，真正解決髒臭地毯的難題，畢竟地毯洗了不臭，比洗了不髒更難做到。
totome R62超臨界地毯萃取的防臭原理：
R62地毯超臨界萃取粉，具有最低表面張力的特性，可快速滲透到地毯底層與縫隙，利於小纖維的
清洗與殺菌。當R62地毯清洗液體在31.1度C以上時，立刻啟動超臨界作用，瞬間溶解地毯污垢中的
細菌與黴菌，是全球最新的環保科技，具有免添加藥物的除臭功能。本萃取法沒有清潔劑殘留的老
問題，不會反逆養成細菌、微生物或蟑螂等害蟲，也具備恢復地毯乾淨無塵味的基本要求。
例如也可用超臨界萃取水來處理下水道污泥，污泥會成為清澈、無臭、無菌的新鮮溶液。
totome R62超臨界地毯萃取的除油原理：
R62超臨界地毯萃取溶液，可和難溶的油漬快速混合，展現溶合分解的超能力，產生特優異的除油
功能。R62利用超臨界萃取水的高擴散係數及高溶油性，在瞬間將有機油漬分解。洗地毯油漬不再
是高挑戰性的項目了，因為小面積的清洗程序，已經簡單到可以局部DIY手洗了。而大面積積厚的
油膜，只要多噴灑R62超臨界地毯萃取溶液，來回多刷幾次，油汙就自然揮發了。
totome R62超臨界萃取水的表面張力：
H2O具有很大的內聚力和表面張力，除汞以外，水的表面張力最大，具有較大的毛細現象和吸附現象
。R62超臨界萃取水在溫度提高時，分子會爆發很大的能量，以致於無法安定在液相，瞬間變成超臨
界狀態。所以在地毯清洗及乾燥程序上，超臨界液體與氣體，分別扮演很重要的角色。R62超臨界萃
取水，設計成擴散係數高、黏度低、表面張力低的特性，藉此來改變分離物質的溶解度，藉以達成
地毯髒污快速分離的神奇效果。
totome R62超臨界地毯萃取粉溶液的超小表面張力：
超臨界地毯水的黏性係數與表面張力相當低，所以再小的纖維間隙，也不會被纖維的表面張力
所排除。有了R62地毯萃取粉，不需要繁複的清洗步驟，就能讓地毯纖維間隙既清爽又乾淨。
傳統以鹼性化學溶劑水為主的濕式清洗方式，或是酵素粉、玉米粉等清潔系統，都欠缺氣相清潔
的能力，無法分解既小且深的間隙汙垢。所以傳統清洗地毯過程中，都因為表面張力太大，
仍然殘留許多的污漬遺骸，根本無法有效去除，R62利用超臨界氣體的特性原理，從事拔除汙垢的
作用是快又有效。
totome R62超臨界地毯萃取的乾燥原理：
水（化學式：H2O）是由氫、氧元素組成的無機物，水的熱穩定性很強，不易離解為氫和氧。
超臨界流體狀態下的CO2具有超強的溶解性，大量二氧化碳是釋放水元素的“金鑰匙”
超臨界的CO2分子能“鑽”進污垢裡面，並快速包圍水原子，然後把水原子從膠固體物質裡分離
出來。R62超臨界萃取水將讓清水快速吸收熱能，用來打斷氫鍵，達到瓦解水分的乾燥目的。
超臨界氣體乾燥法，乃以液態反應至超臨界態，再快速轉呈至氣態。此潤濕型萃取液，可被快速
乾燥，同時，可以迅速揮發，同時沒有化學成分及污垢殘留的問題。R62地毯萃取粉因為具有特殊
的乾燥催化能力，所以不添加催乾劑、揮發劑、溶劑等化學物質。因此，不會對地毯產生多餘的
破壞，也不會對纖維造成粘濕型汙染。
totome R62超臨界地毯萃取粉的特效項目，使用R62超臨界萃取水有幾項特點：
- 低溫清洗
- 具有超小表面張力
- 清洗後的乾燥速度特快
- 清洗乾燥後，能潤滑纖維
- 洗地毯的後遺症少之又少
- 地毯纖維顯影、增豔、增亮
- 杜絕污垢結晶等物質的沈澱
- 在細深的纖維有能以氣體有效乾洗
- 超臨界氣體中產生特效的微乳化效應
- 在多孔結構的天然毛纖維上，能快速有效的清洗
- 細菌的細胞壁會被穿刺薄膜，達到殺菌防黴的功能
- 洗地毯的設備、材料、工時都是最具經濟效益的工法
- 靜電效應會被清除，恢復舒爽的磁場空間
- 品質與衛生條件，最符合健康環保的標準
超臨界地毯萃取粉的微乳化效應：
水可以在超臨界氣體中產生微乳化效應，它叫做反微粒(reverse micells)，可以將地毯殘餘微粒
除去。微乳化提供了溶解污染物的新方法，它可利用活性導體，傳遞自然分解的作用力，將殘留污
垢徹底地去除。而totome研發的R62地毯萃取粉，僅用水就能形成超臨界氣體，啟動微乳化效應，
讓地毯清潔的效果達到最理想的境界。傳統化學配方可能會在地毯上產生殘留物，而事實也正是如此。市售地毯清潔劑的成分，幾乎都靠化學劑來處理微粒，如酸、鹼、發泡劑、氧化劑、乳化劑或
表面活性劑，這是非常不利於地毯的原料。
超臨界萃取汙垢的原理：
由於被溶解物質的顆粒大小和溶解度不同，較混濁的膠態溶液，有些會在底部形成沉澱，
成為沉澱膠態或結晶。超臨界氣體中微乳化效應，將地毯瞬間萃取分解，從殘留物的體積來判斷，
大約有80%的有機質污垢可以被汽化分解。為了讓其它約20%的有機質或無機質汙垢成功擷取，
以致完成地毯最佳化的清潔程序，totome加入特殊的活性物質，使之可以成為半結晶體，或失去
膠結能力的殘紮渣。並藉由totome超強吸磁力的萃取墊，將地毯塵垢有效回收，達到經濟且環保的
新工法。
超臨界萃取墊吸取汙垢的原理：
totome研發的萃取墊，可以吸附大量污垢，吸納在奈米纖維墊的深處，而不是沉澱在地毯根部。
超臨界氧化反應，將污垢與氧形成化合物，留待萃取墊磁吸摭取。totome萃取墊集清洗、拋磨、
揮發、儲垢於一身，其產生的旋轉脈衝壓，會將有機質的微粒結晶與無機質的碎粒，統統擠入
萃取墊的纖維中。原理上是以正電荷吸附帶有負電荷的晶體，使之飛入或鑽入萃取墊之中。
傳統的濕式清潔技術使用有機化學溶劑，過程產生更多的地毯清洗廢液，用吸水機回收與棉墊
乾燥，效果都非常有限。錯誤工法導致浪費很多的人力與物力，更影響臭味後遺症的發生。
R62同時以超臨界氧氣使其蓬鬆與柔軟。潤濕的微量水氣，在持續揮發的過程中，水分會快速自動
離開地毯纖維，而留下乾燥的表面，故可免除吸水不全、烘乾不力的落伍步驟。
超臨界萃取工法與酵素工法時效上的比較：
將植物中的纖維素變成葡萄糖，傳統酵素約需70小時，而利用超臨界萃取水，將植物中的纖維素
變成葡萄糖，卻只需10秒鐘。有機質發酵過程中,其中有些的菌群會有第二次代謝物，也會分泌出
賀爾蒙。微生物得以充分繁殖，並將有機物充分分解成有機營養分，緩慢有效地提供新鮮的肥分，
製造新的微生物，硬化地毯的纖維。
超臨界萃取發熱效應原理：
溫度是表徵物體冷熱程度的物理量，微觀上來講是物體分子熱運動的劇烈程度。
例如曲線OA是固氣共存，AB是固液共存，AC是液氣共存，也就是兩相間產生相變的狀態，
這種相變化通常會有潛熱(latent heat)，像是蒸發熱、凝結熱，稱為一階相變(first-order phase transition)。有許多有趣的特性，樣品的許多物理性質，例如比熱、壓縮度等，都有一些奇怪的
發散現象。不過，這些性質都到透過非常仔細精密的實驗才能觀察。溫度和壓力漸漸升高，
接近臨界溫度時，液體部分和氣體部分顯得非常混亂，界限也變得模糊，再加熱氣體變得不透明
(Fig.2b)，界限一消失，溫度已高過臨界溫度，再加熱又變得透明。
超臨界萃取工法的超低毒性：
許多商業上的清潔溶媒、清潔溶液都是有毒性的，並且會污染地毯系統，製造空氣的汙染，
間接吸進人體內，會殘存很長的時間。如果以R62超臨界萃取粉，作為一種“綠色溶媒”，
並能得到進一步的應用，那將有利於保護地球的環境，增益人類身體的健康。
超臨界萃取工法的清潔用途：
R62超臨界萃取水溶液，在超臨界反應狀態時，其看起來像是霧狀的外觀，特別適用於標榜無殘留
的綠色清潔用途。R62利用超臨界萃取粉獨特的特性，成功取代傳統的濕式清洗工法，避免反污染
與反破壞地毯，為深具革命性的綠色環保產品。由於在環保、成本與速度上的優勢，未來在清潔
工業或商業上，都有可能成為最夯的技術與商機。本技術之於食品/無塵衣物清潔/紡織品清潔/
衣服清潔/廢氣清潔／廢水清潔/廢泥漿清潔/金屬清潔/礦物清潔等處理，皆已經證明為可應用的
項目。
超臨界萃取工法的工業與商業用途：
超臨界萃取的乾燥洗淨技術，已經有運用於半導體、生醫科技、高分子複合材、精密陶瓷工業等
領域。歐美國家經過長期研究，亦已將超臨界萃取工法視為處理有毒廢棄物的好方法，
是工業污泥、都市廢水處理的新科技。農業上，咖啡也以超臨界低溫萃取技術，來生產高純度的
萃取物，天然食品原料萃取的應用，勢必會獲得更多的支持。科技上，超臨界清洗技術，
也已成功運用在超精密晶圓清洗製程中，其超低表面張力的特性，可以取代強酸殘留的缺失，
提升晶圓廠清洗的良率，並符合降低環境污染的國際潮流。
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