Как делают сухой лёд.
Сухой лёд — это твёрдый диоксид углерода, а превращение газа в твёрдое тело при −109 °F это хитрый трёхшаговый трюк давления и быстрого расширения. Вот как CO2 становится блоками, слайсами и гранулами, что держат груз замороженным, плюс формы, в которых он бывает, и почему.
Сухой лёд вкратце
Сухой лёд — это замороженный углекислый газ, твёрдая форма того самого газа CO2, что вокруг нас. Своё название он получил потому, что, в отличие от обычного водяного льда, никогда не тает в лужу: при нормальном атмосферном давлении он переходит сразу из твёрдого в газ — процесс, называемый сублимацией. Вот почему его ценят за чистое удержание холода, без оставленной талой воды.
При примерно −109 °F он драматически холоднее водяного льда, что позволяет ему держать еду, фармпрепараты и груз замороженными твёрдо, а не просто прохладными. Но CO2 — газ при комнатной температуре, так как же заставить газ стать таким холодным твёрдым телом? Ответ — производственный процесс, целиком построенный вокруг давления и быстрого расширения.
Обзор производства сухого льда
Сделать сухой лёд — значит провести углекислый газ через три состояния вещества в контролируемой последовательности. Он начинается как очищенный газ, сжимается и охлаждается в жидкость под давлением, затем расширяется так бурно, что мгновенно замерзает в мелкий твёрдый снег, и наконец прессуется в плотные блоки и гранулы, которые можно взять в руки. Каждый шаг существует, чтобы придвинуть CO2 на одну стадию ближе к пригодному, сверххолодному твёрдому телу.
Всё работает благодаря простой физике: когда сжатому газу или жидкости внезапно позволяют расшириться, они резко охлаждаются. Производство сухого льда использует этот эффект намеренно и в масштабе. Три шага ниже разбирают, как именно это происходит.
От газа CO2 к твёрдому сухому льду
Три шага превращают обычный углекислый газ в твёрдое тело при −109 °F: очистить и сожижить его, расширить в снег, затем спрессовать снег в блоки и гранулы.
-
Очистите и сожижьте углекислый газ
Производство начинается с газообразного диоксида углерода — часто улавливаемого как побочный продукт промышленных процессов вроде переработки этанола, аммиака или природного газа, что находит применение CO2, который иначе был бы выброшен. Газ очищается до высокой чистоты, затем сжимается и охлаждается, пока не станет жидким CO2, хранимым под давлением. Именно чистота пищевого класса здесь делает сухой лёд безопасным рядом с едой.
-
Расширьте его в CO2-снег
Сжатый жидкий CO2 выпускается в камеру при нормальном атмосферном давлении. Когда давление падает, часть жидкости мгновенно вскипает в газ, и это быстрое расширение вытягивает тепло из остатка — охлаждая его так резко, что он замерзает в мелкий пушистый твёрдый CO2-снег при примерно −109 °F. Это мгновенное охлаждение — сердце того, как делают сухой лёд.
-
Спрессуйте снег в твёрдый сухой лёд
Рыхлый CO2-снег затем сжимается под высоким давлением в гидравлическом прессе или экструдере. Спрессованный вместе, он образует плотный твёрдый сухой лёд — прессуется в крупные блоки, нарезается или экструдируется через фильеры в гранулы и «рис». Форма выбирается под то, как сухой лёд будет использоваться, а готовый продукт хранится в изолированной таре, потому что он начинает сублимировать в тот же миг, как сделан.
Блоки, слайсы и гранулы
Финальное прессование решает форму — а форма решает, как быстро сухой лёд сублимирует и для чего он хорош. Правило большого пальца: больше площади поверхности означает более быстрое охлаждение, но более короткую жизнь.
Блоки
Крупные плотные плиты — обычно около 10 фунтов. У блоков наименьшая площадь поверхности относительно массы, поэтому они сублимируют медленно и держатся дольше всего. Это выбор для длительного хранения, дальней отправки и любой ситуации, где сухой лёд должен оставаться твёрдым дни.
Слайсы
Блоки, нарезанные на более тонкие плиты. Слайсы балансируют долговечность с чуть большей охлаждающей поверхностью, что делает их удобными для среднесрочного хранения и для отправок, где целый блок это больше, чем нужно, а гранулы сублимировали бы слишком быстро.
Гранулы и «рис»
Мелкие экструдированные кусочки, от гранул размером с горошину до мелкого «риса». С наибольшей площадью поверхности на фунт они охлаждают быстрее всего — используются для шоковой заморозки, быстрого охлаждения, струйной очистки сухим льдом (промышленная уборка) и плотных эффектов тумана на мероприятиях. Они сублимируют быстрее всего, поэтому созданы для немедленного использования.
Итог
Сухой лёд — небольшой подвиг физики, ставший рутиной. Очищенный углекислый газ сожижается под давлением, мгновенно замораживается в снег быстрым расширением и прессуется в твёрдые блоки, слайсы или гранулы — чистое, безводное, сверххолодное твёрдое тело, которое начинает возвращаться в газ в тот же миг, как сделано. Понимание того, что он всегда сублимирует, — ключ к его хорошему использованию: покупайте свежим, подбирайте форму под задачу и рассчитывайте объём под то, как долго он должен продержаться.
Именно эту последнюю часть — подобрать и доставить его так, чтобы он всё ещё работал по прибытии — привносит транспортный брокер, возящий холодные загрузки каждый день. RS Group поставляет свежий сухой лёд в Атланте, отправляет его по всей стране до 50 000 фунтов и берёт на себя упаковку и соответствие, когда он в дороге.
Вопросы о сухом льду
Вопросы, которые нам задают о том, что такое сухой лёд и как его делают, чаще всего.
Из чего делают сухой лёд?
Сухой лёд делают исключительно из углекислого газа — CO2, того самого газа, что в воздухе и который мы выдыхаем, — в твёрдой форме. Добавок нет. «Сухим» его делает то, что, в отличие от водяного льда, он никогда не становится жидкостью при нормальном давлении: он переходит сразу из твёрдого в газ — процесс, называемый сублимацией.
Используемый CO2 очищается до высокого, часто пищевого стандарта, поэтому сухой лёд можно безопасно использовать рядом с едой и напитками.
Почему сухой лёд такой холодный?
Твёрдый диоксид углерода находится при примерно −109 °F (−78,5 °C) при нормальном атмосферном давлении — намного холоднее водяного льда при 32 °F. Этот экстремальный холод — свойство самого CO2: это температура, при которой диоксид углерода существует как твёрдое тело, а не газ.
Холод создаётся при производстве быстрым расширением — выпуском сжатого жидкого CO2 так, что вскипание части его в газ вытягивает тепло из остатка, замораживая его в снег. Этот шаг мгновенного охлаждения — вторая стадия процесса выше.
Вредно ли производство сухого льда для окружающей среды?
Углекислый газ для производства сухого льда очень часто улавливается как побочный продукт существующих промышленных процессов — это CO2, который уже есть и иначе был бы выпущен. Превращение его в сухой лёд даёт ему второе применение, прежде чем он в итоге вернётся в атмосферу, пока сухой лёд сублимирует. В этом смысле производство не столько создаёт новый CO2, сколько заимствует его.
Это одна из причин, почему сухой лёд — практичная, широко используемая охлаждающая среда, хотя, как с любым хладагентом, использование правильного количества и без расточительства — ответственный подход.
Можно ли сделать сухой лёд дома?
В принципе, небольшие количества можно получить, быстро выпуская CO2 из источника под давлением в тканевый сборник, но это возня, расточительно и несёт реальные риски — холодовые ожоги и накопление CO2 в первую очередь. Для любого практического количества покупка промышленно сделанного сухого льда куда дешевле, безопаснее и надёжнее.
RS Group поставляет свежий сухой лёд в Атланте и отправляет его по всей стране в форме и количестве, которых требует ваше применение.
Нужен сухой лёд, сделанный свежим и доставленный правильно?
Сообщите форму, количество и куда это едет — мы поставим его свежим из Атланты, отправим по всей стране и возьмём на себя упаковку и соответствие.