Сухой лед (двуокись углерода)

Сухой лед можно увидеть в холодильниках, служащих для продажи мороженого. Основная особенность этого вещества – переход из твердой фазы непосредственно в газообразную. При таянии замороженного углекислого газа не образуется жидкость, поэтому его называют «сухим» льдом.

История сухого льда

Попытки получить лед замораживанием диоксида углерода предпринимались достаточно давно. Сначала для сжижения газов использовали изогнутый стеклянный сосуд, так называемую трубку Фарадея. Но, для экспериментов по сжижению углекислого газа стекло не подошло. Прежде, чем удавалось получить сжиженную или тем более твердую двуокись углерода, сильно возросшее давление разрывало стеклянную трубку на куски.

Несколько позже французский ученый К. Тидорье, предложил использовать для сжижения углекислого газа более прочные металлические сосуды. После серии экспериментов, проводившихся в 1835 году, ему удалось привести газообразную двуокись углерода в состояние, в котором это вещество напоминало хлопья снега, тающего без расплавления. Достаточно долго результаты этих исследований казались интересными лишь представителям научных кругов.

Только к 1925 году нашлось применение необычным свойствам этого вещества. Именно в этом году на территории США начали достаточно широко применять охлаждение пищевых продуктов с помощью сухого льда. В замороженном виде их можно было везти по железной дороге без потери качества на дальние расстояния. Это событие стало чрезвычайно важным для страны, имеющей достаточно большую протяженность. Поэтому производство углекислоты в твердой фазе начало расти, строились заводы по производству сухого льда. В статистических данных за 1932 год по этой стране уже можно найти сведения о производстве сухого льда в количестве 55000 тонн. С того времени производство сухого льда не только не останавливалось, но все более расширялось.

Как сейчас производят сухой лед

Сырьем для получения сухого льда служит углекислый газ, специально вырабатываемый для этой цели или являющийся побочным продуктом разнообразных промышленных процессов. Согласно технологической схеме из газообразного состояния двуокись углерода должна быть переведена в жидкую, а затем в твердую фазу.

Изначально сухой лед производился в виде достаточно крупных блоков, в которые прессовался снег, полученный из углекислого газа. В Советском Союзе выпускали крупные стандартные блоки по 100кг и меньшего размера по 25кг. Применять сухой лед в таком виде не всегда было удобно и целесообразно. Крупные куски приходилось раскалывать на мелкие кусочки или даже просто соскребать с большого блока мелкую стружку. Идея выпускать сухой лед в виде гранул сделала обращение с ним значительно удобнее. Гранулы просто дозировать, их легко насыпать в любые емкости. Кроме того, тонкая стружка сублимируется, то есть переходит в газообразную форму быстрее, чем относительно крупные гранулы.

Чтобы получить сухой снег из углекислого газа, его сначала сжижают. Жидкая углекислота поступает в теплообменник, где она еще больше охлаждается. Через сопло инжектора отводится образовавшийся снег, выделяющийся мелкими хлопьями. Далее он направляется на формование. В зависимости от целей использования полученного сухого льда, его прессуют в брикеты нужного размера.

Для получения гранул спрессованный снег под давлением проталкивается сквозь специальные формы – калиброванные фильеры. Диаметр отверстий в фильере определяет размер будущих гранул. Они могут быть относительно мелкими 1,7мм, 2,2мм, 3мм или достаточно крупными 8мм. В результате такого формования получаются как бы длинные «нити» сухого льда, которые затем нарезают на кусочки нужного размера, длиной от 2,5мм до 10,2мм. Углекислый газ, получившийся при испарении снега на этих этапах формования, снова направляется на сжижение и далее в теплообменник для получения снега. По названию аппаратов – пеллетайзеров, служащих для производства сухого льда в гранулах, современный способ их изготовления называется пеллетацией.

Применение сухого льда

Сфера применения сухого льда на удивление многообразна. Одним только хранением мороженного в жару, она не исчерпывается. Это вещество давно с успехом используется для охлаждения, заморозки и транспортировки скоропортящихся продуктов любыми видами транспорта. Куски замороженной углекислоты – сухого льда в экстренных случаях используются как замена вышедшей из строя холодильной техники. Удобный и безопасный в обращении сухой лед способен сохранить в неиспорченном виде добычу охотников и рыбаков.

Для сохранения и транспортировки цветов в срезке тоже применяется сухой лед. Брикеты или гранулы, испаряясь, позволяют поддерживать равномерное медленное охлаждение воздуха в помещении, где они находятся. В результате расцветание бутонов замедляется. С помощью кусков и гранул твердой двуокиси углерода хранят и перевозят медицинские препараты, требующие для хранения пониженных температур.

Все большую популярность завоевывает технология безабразивной очистки разнообразных поверхностей с помощью этого вещества. Разогнанные сжатым воздухом мелкие частицы сухого льда, как и при пескоструйной очистке, ударяют об очищаемую поверхность. Этот способ позволяет счищать грязь и краску, например, с металлического корпуса судна, не повреждая его поверхности. В металлургии твердым диоксидом углерода очищают литейные формы перед литьем. Мягкое воздействие, оказываемое быстро испаряющимся сухим льдом, позволяет так очищать пластмассу или даже текстиль.

Интересные факты

Если кусок сухого льда осторожно взять в руки, он не только не обморозит пальцы, но и даже не покажется чрезмерно холодным. Очень низкая температура, около — 78,5°С относительно мало ощущается потому, что между ладонью и кусочком твердой углекислоты образуется прослойка относительно теплого углекислого газа. То есть лед как бы лежит на газовой подушке из диоксида углерода, испарившегося от соприкосновения с теплой ладонью.

Замораживающая способность сухого льда намного превышает этот показатель, характерный для обычного льда, полученного из воды. При испарении сухого льда углекислый газ, получившийся из кусочка замороженной углекислоты занимает в 800 раз больший объем. Это позволяет быстро создать большое давление в какой- либо емкости.

С помощью сухого льда домашним умельцам удается аккуратно снимать небольшое количество напольной плитки. Насыпанные на ее поверхность гранулы диоксида углерода, испаряясь, активно отнимают тепло, в результате плитка сжимается и легче отделяется от прикрепляющего ее к полу состава.

Углекислоту, необходимую для изготовления сухого льда, а также для других целей можно приобрести в Компании «DP Air Gas». Кроме газообразного и сжиженного углекислого газа к реализации предлагаются смеси на основе диоксида углерода, а также другие чистые технические газы и смеси различного назначения. Компания осуществляет регулярные поставки газов и смесей по согласованным с потребителями маршрутам и графикам. Здесь же производятся необходимые действия с оборотной тарой, предназначенной для хранения и перевозки газов, например, освидетельствование, ремонт и покраска газовых баллонов. С более полным перечнем предлагаемых товаров и услуг можно ознакомиться здесь.