یخ خشک چیست؟ | بررسی کاربردها و نکات ایمنی استفاده از آن

یخ خشک (dry ice)، دی اکسید کربن جامد (CO₂) است که تحت فشار معمولی در دمای 78/48- درجه سانتیگراد تصعید می‌شود.

این ماده مستقیماً بدون ذوب شدن به حالت گاز درمی‌آید و به عنوان یک ماده غیرسمی و غیرقابل‌اشتعال، جایگزینی تمیز و بدون ضایعات برای روش‌های خنک‌کننده سنتی می‌باشد. یخ خشک در مقایسه با برخی مبردها مانند فریون که می‌تواند لایه اوزون را تخریب کند، گزینه سازگارتری با محیط زیست است.

از آن جایی که CO₂ به طور طبیعی در جو زمین وجود دارد، استفاده از یخ خشک سطح کلی آن را افزایش نمی‌دهد. با این حال، بایستی اطمینان حاصل شود که تولید این ماده باعث افزایش گازهای گلخانه‌ای و گرمایش زمین نشود. به همین دلیل، موضوع تصفیه کربن دی اکسید و جاذب های کربنی در صنعت بسیار حائز اهمیت است.

ویژگی‌های یخ خشک

این ماده در غلظت‌های پایین بی‌رنگ و ‌بی‌بو است و هر یک کیلوگرم از آن توانایی جذب 1/573 کیلوژول گرما را دارد. در ادامه با ویژگی‌های اصلی این ماده پرکاربرد بیشتر آشنا می‌شویم:

• در دمای اتاق، یخ خشک تصعید شده و مستقیماً از جامد به گاز تبدیل می‌شود.
• دمای بسیار پایینی دارد.
• غلظت CO₂ آزاد شده از آن سمی نیست، اگرچه برای جلوگیری از تجمع گاز باید در مناطقی با تهویه مناسب استفاده شود.
• اگر درون آب قرار بگیرد، حباب‌های زیبایی می‌سازد.
• نگهداری آن باید در ظروف عایق برای به حداقل رساندن تلفات دما و تصعید ناخواسته صورت گیرد.
• هنگام تصعید شدن هیچ مایعی از خود به جا نمی‌گذارد.
• بو و مزه مواد غذایی را تغییر نمی‌دهد.

یخ خشک چه تفاوتی با یخ معمولی دارد؟

• دمای یخ خشک بسیار کمتر از یخ معمولی است؛ بنابراین در حدود 78/5- درجه سانتیگراد تصعید می‌شود، در حالی که یخ معمولی در 0 درجه سانتیگراد منجمد می‌شود.
• یخ خشک در شرایط عادی محیطی عمر محدودی دارد، به همین دلیل باید در ظروف خاصی نگهداری شود. از طرف دیگر یخ معمولی می‌تواند بیشتر از یخ خشک دوام بیاورد، به خصوص اگر در محیط سرد نگهداری شود.
• یخ خشک معمولاً شکننده‌تر از یخ معمولی است و با ضربه زدن یا دست زدن به راحتی می‌شکند.

یخ خشک چگونه ساخته می‌شود؟

همان طور که گفتیم، ماده اولیه برای ساخت یخ خشک، دی اکسید کربن (CO₂) به شکل مایع است. فرآیند ساخت این ماده نسبتاً ساده است:

1. ابتدا گاز (CO₂) از فرآیندهای صنعتی تهیه و تصفیه می‌شود.
2. سپس CO₂ خالص، خنک شده و به حالت مایع فشرده در می‌آید.
3. دی اکسید کربن مایع در یک محفظه انبساط به سرعت منبسط شده که منجر به خنک شدن سریع و تبدیل به برف یخ خشک می‌شود.
4. برف یخ خشک تحت فشار بالا با استفاده از پرس بلوک یا گلوله‌ساز فشرده می‌شود و بسته به شکل مورد نظر بلوک‌ها، گلوله‌های جامد را تشکیل می‌دهد.

کاربردهای یخ خشک

یخ خشک یک ماده همه‌کاره با کاربردهای متعدد در صنایع مختلف است. این ماده برای طیف وسیعی از فعالیت‌ها مناسب است، از جمله:

تمیز کردن

انفجار یخ خشک اغلب روشی است که در فرآیندهای تمیز کردن ماشین‌آلات صنعتی، بدون نیاز به جداسازی قطعات و بدون رطوبت باقیمانده، استفاده می‌شود. اصلی‌ترین کاربردهای آن به شرح زیر است:

• حذف رنگ، زنگ‌زدگی و آلودگی از سطوح
• تمیز کردن قطعات ظریف الکتریکی و ماشین‌آلات
• از بین بردن کپک و باکتری

این ماده غیر رسانا، برای استفاده در قطعات الکتریکی بی خطر و غیرسمی به شمار می‌رود؛ همچنین ماده‌ای غیرساینده است و هنگام تمیز کردن به سطوح زیرین آسیب نمی‌رساند.

ذخیره‌سازی و حمل و نقل مواد غذایی

یخ خشک به طور گسترده در صنایع غذایی برای نگهداری اقلام فاسد شدنی و حمل و نقل محصولات حساس به دما استفاده می‌شود. و به جلوگیری از رشد باکتری‌ها کمک می‌کند.

آزمایشگاه‌های علمی

این ماده کاربردهای متعددی در تحقیقات علمی و محیط‌های آزمایشگاهی دارد. یخ خشک با دمای بسیار پایین خود برای حفظ دمای پایین در آزمایشات مختلف و خنک کردن تجهیزات حساس، به کار می‌رود. همچنین در ذخیره‌سازی و حمل و نقل نمونه‌های بیولوژیکی، مواد شیمیایی و دارویی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سایر کاربردهای یخ خشک

این ماده کاربردهای منحصر به فرد دیگری نیز دارد که در ادامه به آن‌ها می‌پردازیم.

• برای تولید مه در تئاتر و جلوه‌های ویژه، یخ خشک را در آب گرم قرار می‌دهند تا با خنک کردن هوای اطراف و متراکم شدن بخار آب، مه غلیظ و کم ارتفاعی ایجاد شود.
• یخ خشک می‌تواند به عنوان ماده‌ای عمل کند که آفاتی مانند ساس، موریانه و جوندگان را از بین می‌برد.
• در موقعیت‌های خاص، می‌تواند آتش‌سوزی‌ها به‌ویژه آتش‌سوزی‌های الکتریکی یا آتش‌سوزی‌های مربوط به فلزات قابل اشتعال را خاموش کند. CO₂ آزاد شده از این ماده، اکسیژن را جابه‌جا کرده و احتراق را سرکوب می‌کند.
• یکی‌دیگر از کاربردهای منحصر به فرد یخ خشک به عنوان یک راه حل خنک کننده موقت در هنگام قطع برق یا خرابی تجهیزاتی مانند یخچال، می‌باشد.

جابه‌جایی و نگهداری یخ خشک چگونه است؟

طول عمر این ماده به عوامل مختلفی مانند شکل، فشرده شدن آن به صورت بلوک یا گلوله، اندازه و نحوه نگهداری بستگی دارد. به طور متوسط، یک بلوک یخ خشک بین 18 تا 24 ساعت در یک ظرف عایق باقی می‌ماند، در حالی که گلوله‌ها حدود 12-15 ساعت ماندگاری دارند. همچنین مدت زمان ماندگاری یخ خشک تا حد زیادی به کیفیت عایق و عوامل محیطی بستگی دارد.

یخ خشک را باید در یک ظرف عایق‌بندی شده مانند خنک‌کننده استایروفوم یا جعبه نگهداری کنید. برای نگهداری، از ظروف دربسته خودداری کنید زیرا ممکن است باعث افزایش فشار شده و به دلیل منبسط شدن گاز CO₂ منفجر شوند.

اقدامات ایمنی استفاده از یخ خشک

برخی اقدامات ایمنی مهم وجود دارند که هنگام استفاده از یخ خشک باید رعایت شوند:

• هنگام دست زدن به یخ خشک از دستکش‌های عایق و عینک ایمنی استفاده کنید تا دچار سرمازدگی و سوختگی سرد نشوید.
• باید در یک منطقه با تهویه مناسب کار کنید، زیرا در هنگام تصعید، گاز CO₂ آزاد می‌شود که می‌تواند باعث خفگی در فضاهایی با تهویه ضعیف شود.
• یخ خشک را در فریزر معمولی نگهداری نکنید، زیرا دمای پایین باعث خرابی یا خاموش شدن ترموستات فریزر می‌شود.
• در صورت بریدن یا خرد کردن آن از عینک ایمنی و محافظ صورت استفاده کنید.
• این ماده را دور از دسترس کودکان قرار دهید.
• از استنشاق گاز دی اکسید کربن آزاد شده خودداری کنید.

سخن پایانی

در این مقاله از پارس هوای البرز سعی کردیم تا اطلاعات مفیدی درباره یخ خشک و کاربردهای آن در اختیار شما قرار دهیم. خواص منحصر به فرد این ماده در تصعید و سرمای شدید، آن را به ابزاری همه‌کاره در صنایع متعدد تبدیل کرده است.

درک نحوه عملکرد یخ خشک، همراه با برخورد مناسب و اقدامات ایمنی، به ما این امکان را می‌دهد که از پتانسیل آن به طور موثر و خلاقانه استفاده کنیم. برخی از کاربردهای اولیه یخ خشک شامل تمیز کردن، انفجار، نگهداری و حمل و نقل مواد غذایی و آزمایش های علمی است.