9
يوليو

تعريف الثلج الجاف

الثّلج الجاف هو ثاني أكسيد الكربون الصّلب و سمي الثّلج الجاف بهذا الإسم لأنه هو الثّلج الذي يتحول من الحالة الصّلبة إلى الحالة الغازية مباشرة دون أن يذوب و هو عبارة عن ثاني أكسيد الكربون المضغوط المجمّد، و ثاني أكسيد الكربون هو جزء طبيعي من الغلاف الجوي للأرض و هو الغاز الذي نخرجه أثناء التّنفس في حالة الزّفير والغاز الذي تستخدمه النّباتات في عملية التّمثيل الضّوئي. الثّلج الجاف هو الإسم الشّائع للنموذج الصلب من ثاني أكسيد الكربون . في الأصل كان على المدى البعيد علامة تجارية لثاني أكسيد الكربون الصّلب التي تنتجها شركة بريست الهواء أجهزة لونغ آيلاند عام 1925 ،و مع مرور الزّمن الآن فإنّه يشير إلى أي ثاني أكسيد الكربون الصلب.

عادةً الثّلج الجاف هو مفيد بشكل خاص للتجميد، وإبقاء الأشياء مجمدة بسبب درجة حرارته الباردة جداً حيث تصل الى – 78.5 درجة فهرنهايت أو درجة مئوية. الثّلج الجاف يستخدم على نطاق واسع لأنه بسيط في عملية التجميد وسهل في التعامل معه بشرط استخدام قفازات عازلة لأن الثلج الجاف في حد ذاته ليست مادة سامة لكن سطح المادة الصلبة الباردة لا يمكن تحمل برودتها . يتم تصنيع الثلج الجاف في المقام الأول في شكلين إما على شكل كتلة من الثلج الجاف تزن أكثر من 50 رطلاً ما يعادل 22كغم أو يصنع على شكل قطع صغيرة تختلف في حجمها من حجم حبة الأرز إلى قطع شبيهة بقطع كرات الجليد أو حسب المواصفات المعتمدة . يتم تصنيع و تشكيل الثلج الجاف عن طريق ضغط غاز ثاني أكسيد الكربون و عادة تكون المصانع الخاصة بإنتاج الثلج الجاف تكون قريبة من مصافي البترول حيث يتم نقل ثاني أكسيد الكربون أي يتحرك السائل من أنابيب عالية الضّغط إلى الضّغط الجوي العادي نتيجة لذلك فإنّه يتمدد ويتبخر بسرعة عالية ليبرد إلى درجة التجمد وهي -109 درجة فهرنهايت حيث يتم حفظه في أنابيب ليتم تشكيله لاحقا حسب مواصفات الشركة.

في عملية تخزين الثّلج الجاف لا يحفظ في الثّلاجة الخاصّة في المطبخ لأنّ الحرارة في الفريزر سوف تغلق الثّلاجة بسبب البرد القارص من الثّلج الجاف . لذلك نجد استخدامات الثّلج الجاف عديدة جداً مثل مجال شركات الشّحن التّجارية اتستخدم الثّلج الجاف لتجميد و حفظ المواد سريعة التلف خصوصاّ في مجال الأغذية لأنّ برودة الثّلج الجاف يوازي ثلاثة أضعاف طاقة التّبريد لكل وحدة التّخزين من جليد الماء العادي H2O . التبريد مهم لحفظ الأطعمة الباردة و منع نمّو البكتيريا أثناء الشّحن. يستعمل الثّلج الجاف لتبريد و حماية الأطعمة أو المواد الغذائيّة التي يجب أن تكون نظيفة جداً في تغليفها و تحافظ على شكلها حتى تصل إلى المكان المراد نقلها إليه دون حدوث أي عيوب في الشكل و بذلك تغني عند إرسال عينات غذائيّة أو طرود غذائية عن استخدام حاويات التّبريد في نقلها لأنه كما هو معروف يذوب الماء الذي يصل إلى درجة الجليد و بذلك ممكن حدوث أوساخ على طرود العينات الغذائية أو يحدث فساد في الطرد نتيجة لاختلاف درجة الحرارة . من الاستخدامات الأخرى التي لها علاقة بالأغذية يساعد في تأخير نمو الخميرة النّشطة التي تسنخدم في المخابز للمعجنات و الخبائز, و يستخدم لتباطؤ نمو براعم الزهور في المشاتل للحفاظ على النباتات طازجة تقدم للمستهلكين، يتم استعماله كمجمد في صناعة المطاط أثناء عملية التصنيع , و خاصيّة تحوله إلى غاز نجح في استخدامه لخلق الدّخان في العمل المسرحي. و تطبيق آخر مهم للثلج الجاف يستخدم في تنظيف الأبنية من الخارج و الأسطح من خلال عملية قذف كرات الثّلج الجاف على السطح لتنظيفها بسرعة عالية حيث يتبخر في الغلاف الجوي و لا يترك سوى التراب أو الدّهان المراد التخلص منه.

الثلج الجاف
اسم يطلق على ثاني أكسيد الكربون في الحالة الصلبة، ويصل ثاني أكسيد الكربون درجة التجمد عند حرارة -78 درجة مئوية، ويتسامى عند درجة حرارة الجو العادية والضغط الجوي، أي أنّه يتحوّل من صلب إلى غاز دون أن يمرّ بالحالة السائلة، وما يميّزه عن الثلج العادي أنه لا يترك أثراً أو حتى رطوبة أو رائحة.

 

يستخدم كثيراً في عمليات التبريد وحفظ الأطعمة، عرف منذ القرن التاسع عشر ولكنه لم يستغل بالشكل التجاري إلا في القرن العشرين.

 

طريقة إعداد الثلج الجاف
عادة ما يتم إقامة مصانع الثلج الجاف بالقرب من مصدر لإنتاج غاز ثاني أكسيد الكربون بكميات كبيرة، مثل محطات تنقية النفط ومصانع الكحول، فتقوم المصانع بجمع غاز ثاني أكسيد الكربون المتصاعد من خطوط إنتاجها، وتعبئته في خزانات ضخمة بصورة سائلة.

ينقل الغاز من تلك المصانع إلى مصانع إنتاج الثلج الجاف بصهاريج مصممة لهذا الغرض.
يتم تفريغ الصهاريج في خزانات ضخمة سعة كل خزان 60 طناً تقريباً، مرتبطة بخط الإنتاج لكن هذه الخزانات تكون خارجية، وللخزانات مواصفات خاصة من حيث قدرتها على ضبط الضغط ودرجة الحرارة لتبقى على ثاني أكسيد الكربون في حالته السائلة.
يضخ ثاني أكسيد الكربون السائل من الخزانات فيمر عبر فلاتر لتنقيته، ومنظم للضغط لضبط الضغط عند حد معين.
يتم حقن السائل في غرف داخل الماكينة، ما أن يصلها السائل حتى يتمدد، عملية التمدد تستهلك طاقة وحرارة من الجو المحيط فينتج عنها تحول جزء من السائل إلى ثلج جاف مقابل الجزء الذي تحول إلى غاز.
الثلج الناتج يصب في قوالب ويكبس بهدف تشكيلة، فيصبح على شكل مكعبات أو ألواح أو كريات أو أي شكل آخر.
ولتقليل كلفة العملية وزيادة كفاءتها يتم جمع الغاز الناتج وتحويله إلى سائل مرة أخرى، ليدخل في العملية التصنيعية مرة أخرى.

 

التطبيقات الصناعية على الثلج الجاف
التطبيقات الصناعية على الثلج الجاف كثيرة ومتنوعة يمكن تلخيصها بآلاتي:

حفظ الأطعمة المجمدة، خصوصاً في عمليات الشحن بدون وسائل تبريد أو في الطائرات.
حرق الثآليل في الجلد.
نقل اللقاح والأعضاء البشرية والدم.
وسم المواشي والخيول بالأختام.
لعمل الضباب وإضفاء أجواء جميلة في الحفلات والأفراح، فالغاز الأبيض الناتج عن خلط الثلج الجاف بالماء يتركز قرب الأرض لأن كثافة ثاني أكسيد الكربون أعلى من كثافة الهواء.
التعشيق في الصناعة: أي إدخال قطعة داخل قطعة، حيث يتم وضع القطعة داخل الثلج فتنكمش ويصغر حجمها ثم تلبس داخل المكان المخصص لها، وعندما ترتفع درجة حرارتها تتمدد وتمسك جيداً وتصبح ثابتة من الصعب نزعها.
التنظيف الجاف لخطوط الإنتاج دون تآكل الماكينات.
في عمليات جرش البلاستيك والمطاط، يخلط الثلج الجاف مع المواد فيعمل على خفض درجة حرارتها لتصبح هشة سهلة الطحن، وأيضاً يساعد على خفض درجة حرارة رأس الجاروشة فتتم العملية بسهولة.
إبعاد القوارض، ثاني أكسيد الكربون المتجمد يتحول إلى غاز مباشرة في درجة حرارة الجو والضغط الطبيعيين، فيتجمع مثل سحابة حول سطح الأرض لأن كثافته أعلى من الهواء وتقل نسبة الأكسجين حوله، فيمنع القوارض من التنفس فتبتعد عنه، أما العاملين فيكونوا بمستوى أعلى فلا يتأذون من هذا الغاز.
إطفاء الحريق حيث من المعروف أن النار تحتاج الأكسجين حتى تشتعل وغاز ثاني أكسيد الكربون يعمل على خنقها فتهمد وتنطفئ، ويمنع انتشار النار وارتفاع الحرارة لأنه أصلاً منخفض الحرارة.

 

الوسوم:, ,

There are no comments yet

Why not be the first

أضف تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *