干冰介紹
干冰是固態的二氧化碳,在常溫和壓強為6079.8千帕壓力下,把二氧化碳冷凝成無色的液體,再在低壓下迅速蒸發,便凝結成一塊塊壓緊的冰雪狀固體物質,其溫度是零下78.5℃,這便是干冰。干冰蓄冷是水冰的1.5倍以上,吸收熱量后升華成二氧化碳氣體,無任何殘留、無毒性、無異味,有滅菌作用。它受熱后不經液化,而直接氣化。干冰是二氧化碳的固態,由于干冰的溫度非常低,溫度為攝氏負78.5度,因此經常用于保持物體維持冷凍或低溫狀態。
在室溫下,將二氧化碳氣體加壓到約101325Pa時,當一部分蒸氣被冷卻到-56℃左右時,就會凍結成雪花伏的固態二氧化碳。固態二氧化碳的氣化熱很大,在-60℃時為364.5J/g,在常壓下氣化時可使周圍溫度降到-78℃左右,并且不會產生液體,所以叫“干冰”。
干冰物理特性
二氧化碳相圖分子量 44.01
密度(固態) 1560kg/m3(-78℃)
熔點 -57℃
沸點 -78.5℃
干冰的分子模型三相點-56.6℃ 5.17*10^5帕斯卡
臨界點 31℃ 7.37*10^6帕斯卡
性狀
無色無臭氣體,有酸味。
溶解情況
溶于水(體積比1:1),部分生成碳酸。
液體轉化為氣體比率 8.726SCF(氣體)/LB (液體-17.8℃,壓力21kg/cm2)
液體轉化為固體比率 0.46(-17.8℃)0.57(-48℃)
干冰歷史
有關干冰的歷史可以追述到1823年的英國的兩位叫法拉地和笛彼的人,他們首次液化了二氧化碳,其后的1834年德國的奇絡列成功地制出了固體二氧化碳。但是當時只是限于研究使用,并沒有被普遍使用。干冰被成功地工業性大量生產是在1925年的美國設立的干冰股份有限公司。當時將制成的成品命名為干冰,現在已經將它視為普通名詞,但其正式的名稱叫固體二氧化碳。1928年日本從干冰股份有限公司得到了制造銷售權,成立了日本干冰株式會社,也就是現在的昭和碳酸株式會社的前身。
干冰應用范圍
干冰的使用范圍廣泛,在食品、衛生、工業、餐飲中有大量應用。主要有:
干冰在工業領域中的應用
1.工業模具的應用范圍
輪胎模具、橡膠模具、聚氨酯模、聚乙烯模、PET模具、泡沫模具、注塑模具、合金壓鑄模、鑄造用熱芯盒、冷芯盒,可清除余樹脂、失效脫膜層、炭化膜劑、油污、打通排氣孔,清洗后模具光亮如新。
在線清洗,無需降溫和拆卸模具,避免了化學清洗法對模具的腐蝕和損害、機械清洗法對模具的機械損傷及劃傷,以及反復裝卸導致模具精度下降等缺點。關鍵的是,可以免除拆卸模具及等待模具降溫這兩項最耗時間的步驟,這樣均可以減少停工時間約80%-95%。
干冰清洗益處: 干冰清洗可以降低停工工時;減少設備損壞;極有效的清洗高溫的設備;減少或降低溶劑的使用;改善工作人員的安全;增進保養效率;減少生產停工期、降低成本、提高生產效率。
2.石油化工的應用范圍
清洗主風機、氣壓機、煙機、汽輪機、鼓風機等設備及各式加熱爐、反應器等結焦結炭的清除。清洗換熱器上的聚氯乙烯樹脂;清除壓縮機、儲罐、鍋爐等各類壓力容器上的油污、銹污、烴類及其表面污垢;清理反應釜、冷凝器;復雜機體除污;爐管清灰等。
3.食品制藥的應用范圍
可以成功去除烤箱中烘烤的殘渣、膠狀物質和油污以及未烘烤前的生鮮制品混合物。有效清結烤箱、混合攪拌設備、輸送帶、模制品、包裝設備、爐架、爐盤、容器、輥軸、冷凍機內壁、餅干爐條等。
干冰清洗的益處:排除有害化學藥劑的使用,避免生產設備接觸有害化學物和產生第二次垃圾;擬制或除掉沙門氏菌、利斯特菌等細菌,更徹底的消毒、潔凈;排除水刀清洗對電子設備的損傷;最小程度的設備分解;降低停工時間。
4.印刷工業的應用范圍
清除油墨很困難,齒輪和導軌上的積墨會導致低劣的印刷質量。干冰清洗可去除各種油基、水基墨水和清漆,清理齒輪、導軌及噴嘴上的油污、積墨和染料,避免危險廢物和溶液的排放,以及危險溶劑造成的人員傷害。
5.電力行業的應用范圍
可對電力鍋爐、凝汽器、各類換熱器進行清洗;可直接對室內外變壓器、絕緣器、配電柜及電線、電纜進行帶電載負荷(37KV以下)清洗;發電機、電動機、轉子、定子等部件無破損清洗;汽輪機、透平上葉輪、葉片等部件銹垢、烴類和粘著粉末清洗,不需拆下槳葉,省去重新調校槳葉的動平衡。
干冰清洗的益處:使被清洗的污染物有效地分解;由于這些污染物被清除減少了電力損失;減少了外部設備及其基礎設備的維修成本;提高電力系統的可靠性;非研磨清洗,保持絕緣體的完整;更適合預防性的維護保養。
6.汽車工業的應用范圍
清洗門皮、蓬頂、車廂、車底油污等無水漬,不會引致水污染;汽車化油器清洗及汽車表面除漆等;清除引擎積碳。 如處理積碳,用化學藥劑處理時間長,最少要用48小時以上,且藥劑對人體有害。干冰清洗可以在10分鐘以內徹底解決積碳問題,即節省了時間又降低了成本,除垢率達到100% 。
7.電子工業
清潔機器人、自動化設備的內部油脂、污垢;集成電路板、焊后焊藥、污染涂層、樹脂、溶劑性涂覆、保護層以及印刷電路板上光敏抗腐蝕劑等清除。
8.航空航天的應用范圍
導彈、飛機噴漆和總裝的前置工序;復合模具、特殊飛行器的除漆;引擎積碳清洗;維修清洗(特別是起落架-輪倉區);飛機外殼的除漆;噴氣發動機轉換系統??芍苯釉跈C體工作,節省時間。
9.船舶業的應用范圍
船殼體;海水吸入閥;海水冷凝器和換熱器;機房、機械及電器設備等,比一般用高壓水射流清洗更干凈。
10.核工業的應用范圍
核工業設備的清洗若采用水、噴砂或化學凈化劑等傳統清洗方法,水、噴砂或化學凈化劑等介質同時也被放射性元素污染,處理被二次污染的這些介質需要時間和資金。而使用干冰清洗工藝,干冰顆粒直接噴射到被清洗物體,瞬間升華,不存在二次污染的問題,需要處理的僅僅是被清洗掉的有核污染的積垢等廢料。
干冰在食品中領域中的應用
11、美容行業應用
有的皮膚科醫生用干冰來治療青春痘,這種治療就是所謂的冷凍治療。因為它會輕微的把皮膚冷凍。
有一種治療青春痘的冷凍材料就是混合磨碎的干冰及乙酮,有時候會混合一些硫磺。液態氮及固態干冰也可以用來作冷凍治療的材料。冷凍治療可以減少發炎,前段時間新聞報道劉祥就是用這種冷凍療法來治療臉上的青春痘的。這種方法可以減少青春痘疤痕的產生,但并不用來去除疤痕。
12、干冰在食品行業應用
a 在葡萄酒、雞尾酒或飲料中加入干冰塊,飲用時涼爽可口,杯中煙霧繚繞,十分怡人。
b 制作冰淇淋時加入干冰,冰淇淋不易融化。干冰特別適合外賣冰淇淋的冷藏。
c 星級賓館、酒樓制作的海鮮特色菜肴,在上桌時加入干冰,可以產生白色煙霧景觀,提高宴會檔次 如制作龍蝦刺身。
d 龍蝦、蟹、魚翅等海產品冷凍冷藏。干冰不會化水,較水冰冷藏更清潔、干凈,在歐、美、日本等國得到廣泛應用。
13、干冰在冷藏運輸領域中的應用
a 低溫冷凍醫療用途以及血漿、疫苗等特殊藥品的低溫運輸。
b 電子低溫材料,精密元器件的長短途運輸。
c高檔食品的保鮮運輸如高檔牛羊肉等。
14 、在娛樂中領域中的應用
廣泛用于舞臺、劇場、影視、婚慶、慶典、晚會效果等制作放煙,如國家劇院的部分節目就是用干冰來制作效果的。
干冰在其它領域中的應用
15、消防行業的應用
干冰用來作消防滅火,如部分低溫滅火器,但干冰在這一塊的應用較少,也即市場程度較低;
干冰使用注意事項:
切記在每次接觸干冰的時候,一定要小心并且用厚綿手套或其他遮蔽物才能觸碰干冰!如果是在長時間直接碰觸肌膚的情況下,就可能會造成細胞冷凍而類似輕微或極度嚴重燙傷的傷害。汽車、船艙等地不能使用干冰,因為升華的二氧化碳將替代氧氣而可能引起呼吸急促甚至窒息!
1.切勿讓小朋友單獨接觸干冰??!
2.干冰溫度極低,請勿至于口中,嚴防凍傷??!
3.拿取干冰一定要使用厚綿手套、夾子等遮蔽物 (塑膠手套不具阻隔效果??!)
4.使用干冰請于通風良好處,切忌與干冰同處于密閉空間??!
5.干冰不能與液體混裝。
溫馨提示:正確,安全操作使用干冰,避免其引起傷害。
凍傷癥狀及處理措施:
凍傷定義
凍傷是指身體某部分長時間暴露在寒冷的環境中,其皮膚與組織因而受到傷害.
癥狀:
會覺得皮膚非常冷,而且在凍傷之前會有點紅。
皮膚會先失去血色,但是在凍傷逐漸形成時,會變白或是黃中帶灰,或是白中帶有斑點。
可能會起水泡??赡軙悬c疼,也可能根本不知道自己已經凍傷了
凍傷處的初始癥狀(凍僵frostnip)是刺痛,接著是麻木僵硬,患部呈現蒼白顏色;此時如加以回溫,可完全復原。如果初始凍瘡未加以處理,則會進展為表淺凍瘡,此時皮膚及皮下組織已經壞死,皮膚依舊蒼白或稍呈灰色,摸起來冰冷但柔軟;解凍后會發紅、疼痛,一至數日后形成如同二度灼傷之大水泡;再經數日后,水泡干燥形成黑色的焦痂(eschar),如未并發感染,最后終將被新生的皮膚取代。
凍傷處理措施:
移至暖和處,維持患部于溫暖、干燥的空氣中.除去束縛物,避免腫脹時無法拔除.放于逐漸調節的溫水(38.8~40.5度)中保溫
不可再暴露在寒冷中,抬高患部以減輕疼痛及腫脹, 然后用乾凈紗布包裹患部,再送醫院救治;急救目的是使冷結的體液恢復正常。因此,若能使患部周圍變溫暖,很快可以治愈。禁止把患部直接泡入熱水中或用火烤患部,這樣會使凍傷加重。由于按摩會引起,切記不要在患部做按摩。