DWUTLENEK WĘGLA (CO2)w Polsce. Dwutlenku węgla w przemyśle.

Czy jesteś meteoropatą?
Tak – pogoda wpływa na moje zdrowie
Nie – moje samopoczucie nie zależy do pogody
Nie wiem
Głosuj
Dwutlenek węgla jest gazem bezbarwnym, bezwonnym o lekko kwaśnym smaku. Daje się łatwo skraplać, gdyż jego temperatura krytyczna wynosi +31°C. Skroplony jest cieczą bezbarwną, która parując na powietrzu szybko krzepnie.


Rys. 1. cząsteczka dwutlenku węgla.

Zestalony CO2 jest podobny do śniegu. Jego temperatura wynosi -78,5°C, co pokazano na rys. 2. Nie wolno go więc dotykać ręką. Zestalony CO2 paruje (sublimuje) nie topiąc się. Pod ciśnieniem jednak własnych par (5 atmosfer) topi się w temperaturze -56,7°C [1].
Dwutlenek węgla znalazł szerokie zastosowanie zarówno w postaci gazowej, jak i stałej (rys. 3).




Zastosowanie gazowego dwutlenku węgla


Gazowy CO2 jest jednym z głównych surowców w fabrykach sody amoniakalnej oraz surowcem pomocniczym w cukrowniach. Największe znaczenie CO2 ma w ochronie przeciwpożarowej [4]. Dwutlenek węgla zawar ty w powietrzu wywołuje twardnienie zaprawy wapiennej, jako atmosfera neutralna w dojrzewalniach owoców i wielu innych miejscach oraz czynnik chłodniczy w obiegach nadkrytycznych [5] oraz, jak podaje literatura, małe dodatkowe ilości dwutlenku węgla powodują wzrost tempa rozwoju roślin [7].

1. Nasycanie cieczy dwutlenkiem węgla

Dwutlenek węgla jest ważnym składnikiem w produkcji napojów, ponieważ ilość na sycenia CO2 ma decydujący wpływ na smak produk tu. Poziom nasycenia CO2 odzwierciedla t yp napoi i preferencje konsumenta. Dodatki do napojów, takie jak np. tonik, wymagają wysokiego nasycenia CO2 – używając 8,8 g CO2/dm3 w produkcie końcowym, podczas gdy napoje owocowe używają tylko 5,5 g CO2/dm3. Spożycie napojów nasyconych CO2 oraz popyt na CO2 w tej gałęzi przemysłu ciągle rośnie.




2. Browarnictwo


Dwutlenek węgla jest używany w browarnict wie zarówno jako składnik, jak i pomoc w procesie warzenia piwa. Wiele z browarów jest samowystarczalnych pod względem produkcji dwutlenku węgla powstającego podczas fermentacji. Po oczyszczeniu strumień gazu jest używany do poprawienia smaku produktu, ochrony piwa przed zanieczyszczeniami z powietrza w czasie transportu, podczas pakowania do puszek i do dostarczania do sklepów [6].
Najszersze zastosowanie w przemyśle znalazł jednak tzw. „suchy lód”.

Czym jest suchy lód?

Suchy lód to dwutlenek węgla w fazie stałej, produkowany m.in. pod postacią granulatu [8]. Produkowany jest przez sprężenie gazowego dwutlenku węgla do ciekłej postaci, usuwając ciepło wytworzone przy kompresji, a następnie szybkie rozprężanie. To rozprężanie i szybkie parowanie gazowego dwutlenku węgla schładza resztę płynu do temperatury topnienia, gdzie CO2 zamarza w „śnieg”, który przyjmuje formę kulek lub bryłek. Temperatura zamarzania CO2 to -78,5°C [9].

Właściwości fizyczne suchego lodu

Gęstość granulatu wynosi ok. 1300 kg/m3, temperatura równa jest -78,5°C, zaś granulat po podgrzaniu przechodzi bezpośrednio w stan gazowy.
Temperatura sublimacji: -78,5°C przy ciśnieniu 1013 hPa
Ciepło sublimacji: 573 kJ
Ciężar właściwy: 1,2 do 1,6 kg/dm3
Numer wg Europejskiego Spisu Substancji Chemicznych: 204-696-9

Suchy lód nie posiada smaku ani zapachu, ma właściwości bakteriostatyczne i usuwa tlen z otaczającego go powietrza [8]. Inne istotne cechy suchego lodu decydujące o jego szerokim zastosowaniu:

    * jest produktem naturalnym,
    * przyjaznym dla środowiska,
    * sublimuje w gaz bez pozostałości,
    * ma dwukrotnie wyższą efektywność chłodzenia w porównaniu do lodu wodnego,
    * jest niepalny,
    * jest nietoksyczny [10].

Suchy lód jako dodatek do żywności

Suchy lód jest dopuszczony do stosowania jako dodatek do żywności pod nazwą E 290 przez dyrektywę unijną nr 2002/82/EC oraz wynikające z niej Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 23.12.2003 (Dz.U.03.59.530).

Suchy lód może być z powodzeniem stosowany wszędzie tam, gdzie istnieje potrzeba utrzymania niskiej temperatury i zastosowania szybko działającego czynnika chłodzącego o dużym potencjale chłodzenia i bezpiecznego dla żywności. Uniwersalna forma granulatu suchego lodu pozwala na szerokie zastosowanie w przetwórstwie, transporcie i przechowywaniu produktów żywnościowych.

1. Przetwórstwo żywności

W celu obniżenia lub utrzymania pożądanej temperatury w procesie przetwórstwa granulat suchego lodu może być dodawany bezpośrednio do żywności:

    * mięsa – podczas mielenia, mieszania lub kutrowania, dla obniżenia temperatury początkowej lub utrzymania temperatury na stałym poziomie poprzez kompensowanie ciepła powstającego w tych procesach,
    * ciasta – suchy lód może być stosowany do obniżenia lub utrzymania niskiej temperatury ciasta poprzez bezpośrednie dodawanie do dzieży podczas mieszania. Nadaje się szczególnie do ciast, do których, ze względu na recepturę, nie można dodawać dużych ilości wody lodowej, np. do ciasta półfrancuskiego,
    * przypraw – podczas mielenia wydzielają się duże ilości ciepła i pyłu.Dodatek suchego lodu szybko obniża temperaturę mielonych przypraw powodując lepszą ich jakość i wzrost wydajności urządzeń mielących. Ponadto poprzez wyparcie tlenu z powietrza wewnątrz młynka obniża ryzyko samozapłonu i wybuchu [8].

W przemyśle piekarniczym suchy lód używany jest w mieszaninie składników w celu opóźnienia rozwoju drożdży do określonego czasu [7].

2. Transport żywności

Zastosowanie suchego lodu w transporcie żywności stanowi wygodny, ekonomiczny i przyjazny dla środowiska sposób zapewnienia nieprzerwanego łańcucha chłodniczego.
Suchy lód w formie granulatu może być dosypywany bezpośrednio do dowolnego rodzaju opakowania, a opakowane produkty żywnościowe mogą być także przesypywane suchym lodem. Zastosowanie takiego lodu nie wymaga stosowania innych urządzeń chłodniczych lub wspomaga ich działanie, np. w okresie wysokich temperatur letnich. Granulat suchego lodu można także mieszać z lodem łuskowym (np. w transporcie i sprzedaży ryb), co powoduje wolniejsze topnienie lodu wodnego.

Stosowanie suchego lodu jest proste, nie wymaga żadnych inwestycji ani specjalistycznych urządzeń [8].

3. Czyszczenie strumieniowe

Technika strumieniowa czyszczenia suchym lodem (CO2) umożliwia czyszczenie powierzchni pokrytych: tłuszczem, olejem, pozostałościami tworzyw sztucznych, rdzy, sadzy, azbestu, żużla, wapna, teflonu, bitumitu, pianki PU, graffiti, gumy do żucia, odchodów gołębi, farb i lakierów, kleju itd. Nowa technologia może być stosowana w warunkach przemysłowych, zwłaszcza do czyszczenia maszyn i urządzeń w okresie przeglądów i remontów. Technika ta ma szerokie zastosowanie w lotnictwie (turbiny), energetyce jądrowej, budowie i remoncie statków, w przemyśle metalowym (formy wtryskowe, odlewnie itp.) oraz w różnych gałęziach przemysłu [11].

Technologa czyszczenia suchym lodem posiada absolutną przewagę w zastosowaniach przemysłowych, ponieważ:

    * nie pozostawia odpadów w postaci środka czyszczącego, wody lub rozpuszczalników,
    * nie niszczy powierzchni czyszczonych,
    * czyszczenie jest możliwe bez wyłączania urządzeń [12].


Ciekawostki związane z suchym lodem

Pułapka na komary

Dwutlenek węgla może wabić komary z dala od ludzi i zwierząt. Rodzina Clarke z Roeselle sprzedaje pułapki na komary zaprojektowane przy użyciu suchego lodu [7].

Mgła z suchego lodu

Suchy lód połączony z gorącą, bieżącą wodą może wytwarzać energicznie bulgoczącą wodę i luźnie płynącą mgłę [14].



Fajerwerki z suchego lodu

Małe kawałki suchego lodu umieszczamy w pustej plastikowej litrowej butelce i napełniamy od ¼ do ½ gorącą wodą, a po zakręceniu następuje wybuch [14].

Reasumując, możliwości wykorzystania dwutlenku węgla są bardzo bogate. Znalazł on szerokie spektrum zastosowań:
jako forma stała, czyli tzw. suchy lód:
– w przetwórstwie mięsnym,
– w transporcie,
– w medycynie,
– w laboratorium,
– jako środek czyszczący,
– w efektach specjalnych (wytwarzanie mgły, fajerwerki),

w formie gazowej:
– do saturacji napoi,
– w ochronie przeciwpożarowej,
– w instalacjach chłodniczych,
– atmosfera neutralna w dojrzewalniach owoców.

Łukasz Gałczyński
Politechnika Częstochowska

Literatura:

1. Gałecki J., Michalski M.: Chemia ogólna nieorganiczna, PZWS, Warszawa 1971, str. 248.
2. www.scifun.chem.wisc.edu/chemweek/CO2/CO2.html.
3. Ormerod W., Riemer P., Smith A.: Carbon dioxide utilisation, styczeń 1995, www.ieagreen.org.uk/sr4p.html.
4. www.prawo.akcjasos.pl/chemia/wegiel.html.
5. http://pl.wikipedia.org/wiki/Dwutlenek_wegla.
6. www.pacia.org.au/_uploaditems/docs/3.carbon_dioxide.pdf.
7. www.dryiceInfo.com OTHER USES.
8. w w w.linde - ga z.pl /... / likelgpl.nsf /reposi tor ybyalias /pd f_suchylod1/$ file / Ulotka suchy lod zywnosc.pdf.
9. http://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_dioxide.
10. www.acpco2.com/pol/downloads/droogijs_pol.pdf.
11. Reich K.F., Śmiejek Z., Turczyński K.: Urządzenia do czyszczenia elementów maszyn i urządzeń strumieniem sprężonego powietrza z cząstkami suchego lodu, Jakość środowiska techniki i technologie, Biblioteka KOMEKO 2001, str.307-313.
12.www.linde-gaz.pl/.../web/lg/pl/likelgpl.nsf/repositorybyalias/pdf_suchylod2/$file/Ulotka CryoClean.pdf.
13.www.vanderbilt.edu/.../Web Lessons 2006/Properties of CO2/for web/Properties of CO2.pdf.
14. www.dryiceInfo. SPECIAL EFFECTS.


Galeria zdjęć

ImageImageImageImageImageImage
wykop.pltwitter.plfacebook.pl
Oceń: Drukuj
Zrobimy prąd z morskich falZrobimy prąd z morskich falRozkołysany ocean wydaje się nieograniczonym źródłem energii. Zatem, jak wykorzystać fale morskie,...

Pasaż zakupowy