Сухий лід можна побачити в холодильниках, що працюють для продажу морозива. Основна особливість цієї речовини – перехід з твердої фази безпосередньо в газоподібну. При таненні замороженого вуглекислого газу не утворюється рідина, тому його називають сухим льодом.
Історія сухого льоду
Спроби отримати лід заморожуванням вуглецю діоксиду робилися досить давно. Спочатку для зрідження газів використовували вигнуту скляну посудину, так звану трубку Фарадея. Але для експериментів зі зрідження вуглекислого газу скло не підійшло. Перш, ніж вдавалося отримати зріджену або твердішу двоокис вуглецю, сильно збільшений тиск розривало скляну трубку на шматки.
Дещо пізніше французький вчений К. Тідор’є, запропонував використовувати для зрідження вуглекислого газу більш міцні металеві судини. Після серії експериментів, що проводилися в 1835 році, йому вдалося навести газоподібну двоокис. вуглецю в стан, в якому ця речовина нагадувала пластівці снігу, що тане без розплавлення. Досить довго результати цих досліджень здавалися цікавими лише представникам наукових кіл.
Тільки до 1925 знайшлося застосування незвичайним властивостями цієї речовини. Саме цього року на території США почали досить широко застосовувати охолодження харчових продуктів за допомогою сухого льоду. У замороженому вигляді їх можна було везти залізницею без втрати якості на далекі відстані. Ця подія стала надзвичайно важливою для країни, яка має досить велику довжину. Тому виробництво вуглекислоти у твердій фазі почало зростати, будувалися заводи з виробництва сухого льоду. У статистичних даних за 1932 рік по цій країні вже можна знайти відомості про виробництво сухого льоду в кількості 55 000 тонн. З того часу виробництво сухого льоду не тільки не зупинялося, а й все більше розширювалося.
Як зараз виробляють сухий лід
Сировиною для отримання сухого льоду служить вуглекислий газ, що спеціально виробляється для цієї мети або є побічним продуктом різноманітних промислових процесів. Згідно з технологічною схемою з газоподібного стану двоокис вуглецю має бути переведена в рідку, а потім у тверду фазу.
Спочатку сухий лід вироблявся як досить великих блоків, у яких пресувався сніг, отриманий з вуглекислого газу. У Радянському Союзі випускали великі стандартні блоки по 100кг та меншого розміру по 25кг. Застосовувати сухий лід у такому вигляді не завжди було зручно та доцільно. Великі шматки доводилося розколювати на дрібні шматочки чи навіть просто зіскребати з великого блоку дрібну стружку. Ідея випускати сухий лід у вигляді гранул зробила поводження з ним значно зручнішим. Гранули просто дозувати, легко насипати в будь-які ємності. Крім того, тонка стружка сублімується, тобто переходить у газоподібну форму швидше ніж відносно великі гранули.
Щоб отримати сухий сніг із вуглекислого газу, його спочатку зріджують. Рідка вуглекислота надходить у теплообмінник, де вона ще більша охолоджується. Через сопло інжектора відводиться сніг, що утворюється дрібними пластівцями. Далі він прямує на формування. Залежно від цілей використання отриманого сухого льоду, його пресують брикети потрібного розміру.
Для отримання гранул спресований сніг під тиском проштовхується крізь спеціальні форми калібровані фільєри. Діаметр отворів у фільєрі визначає розмір майбутніх гранул. Вони можуть бути відносно дрібними 1,7 мм, 2,2 мм, 3 мм або досить великими 8 мм. В результаті такого формування виходять як би довгі нитки сухого льоду, які потім нарізають на шматочки потрібного розміру, довжиною від 2,5 мм до 10,2 мм. Вуглекислий газ, що вийшов при випаровуванні снігу на цих етапах формування знову направляється на зрідження і далі в теплообмінник для отримання снігу. За назвою апаратів – пелетайзерів, що служать для виробництва сухого льоду в гранулах, сучасний спосіб виготовлення називається пелетацією.
Застосування сухого льоду
Сфера застосування сухого льоду напрочуд різноманітна. Лише зберіганням морозива в спеку, вона не вичерпується. Ця речовина давно з успіхом використовується для охолодження, заморозки і транспортування продуктів, що швидко псуються, будь-якими видами транспорту. Шматки замороженої вуглекислоти – сухого льоду в екстрених випадках використовуються як заміна холодильної техніки, що вийшла з ладу. Зручний і безпечний у використанні сухий лід здатний зберегти в незіпсованому вигляді видобуток мисливців і рибалок.
Для збереження та транспортування кольорів у зрізанні теж застосовується сухий лід. Брикет або гранули, випаровуючись, дозволяють підтримувати рівномірне повільне охолодження повітря в приміщенні, де вони знаходяться. В результаті розцвітання бутонів сповільнюється. За допомогою шматків і гранул твердого двоокису вуглецю зберігають і перевозять медичні препарати, що вимагають зберігання знижених температур.
Все більшої популярності завойовує технологія безабразивного очищення різноманітних поверхонь за допомогою цієї речовини. Розігнані стисненим повітрям дрібні частинки сухого льоду, як і при піскоструминному очищенні, ударяють об поверхню, що очищається. Цей спосіб дозволяє зчищати бруд та фарбу, наприклад, з металевого корпусу судна, не пошкоджуючи його поверхні. У металургії твердим діоксидом вуглецю очищають ливарні форми перед литтям. М’яка дія, що надається сухим льодом, що швидко випаровується, дозволяє так очищати пластмасу або навіть текстиль.
Цікаві факти
Якщо шматок сухого льоду обережно взяти в руки, він не тільки не обморозить пальці, але навіть не видасться надмірно холодним. Дуже низька температура, близько – 78,5°С, відносно мало відчувається тому, що між долонею і шматочком твердої вуглекислоти утворюється прошарок відносно теплого вуглекислого газу. Тобто лід лежить на газовій подушці з діоксиду вуглецю, що випарувався від зіткнення з теплою долонею.
Заморожуюча здатність сухого льоду набагато перевищує цей показник, характерний для звичайного льоду, отриманого з води. При випаровуванні сухого льоду вуглекислий газ, що вийшов зі шматочка замороженої вуглекислоти займає у 800 разів більший обсяг. Це дозволяє швидко створити великий тиск у будь-якій ємності.
За допомогою сухого льоду домашнім умільцям вдається акуратно знімати невелику кількість плитки для підлоги. Насипані на її поверхню гранули діоксиду вуглецю, випаровуючись, активно віднімають тепло, в результаті плитка стискається і легше відокремлюється від складу, що прикріплює її до підлоги.
Вуглекислоту, необхідну для виготовлення сухого льоду, а також для інших цілей, можна придбати в Компанії «DP Air Gas». Крім газоподібного та зрідженого вуглекислого газу до реалізації пропонуються суміші на основі діоксиду вуглецю, а також інші чисті технічні гази та суміші різного призначення. Компанія здійснює регулярне постачання газів та сумішей за погодженими зі споживачами маршрутами та графіками. Тут же виконуються необхідні дії з оборотною тарою, призначеною для зберігання та перевезення газів, наприклад, огляд, ремонт та фарбування газових балонів. З більш повним переліком товарів та послуг, що пропонуються, можна ознайомитися тут
