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Reinigungsverfahren mit Trockeneis- ohne Wasser – ohne Lösungsmittel

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Trockeneis - Was ist das?

Unter Trockeneis versteht man Kohlendioxid (handelsüblich auch Kohlensäure genannt) in fester Form. Die Bezeichnung «trocken» bezieht sich auf die Eigenschaft zu sublimieren: Trockeneis geht bei Umgebungsdruck, ohne Verflüssigung, direkt vom festen in den gasförmigen Zustand über.

In der Praxis erfolgt die Herstellung von Trockeneis durch Entspannung von tiefkalt verflüssigtem CO2 von dem Druck eines geeigneten Lagerbehälters auf Atmosphärendruck. Der so erzeugte Trockeneis-Schnee wird anschließend zu Trockeneis in Form von Pellets, Blöcken und Scheiben gepresst.

Das dazu verwendete Kohlendioxid stammt überwiegend aus bereits vorhandenen natürlichen Quellen oder aus chemischen Prozessen (z. B. Ammoniaksynthese). Das aus diesen Prozessen gewonnene CO2, bzw. Trockeneis, wird einer weiteren Nutzung zugeführt.

Trockeneis und seine Eigenschaften

Die Umgebungsbedingungen Druck und Temperatur bestimmen den Aggregatzustand des Kohlendioxids: Gasförmig, flüssig oder fest. Unter atmosphärischen Bedingungen sublimiert Trockeneis. Kohlendioxid gehört zu den wenigen Stoffen, die unter den Temperatur- und Druckbedingungen auf der Erde sowohl im festen, als auch im gasförmigen Zustand existieren.

Die Kälteleistung von Trockeneis beträgt bei Erwärmung von -78,5°C (194,65 K) auf 0°C (273,15 K) zirka 640 kJ/kg, dies entspricht etwa der 3-fachen Kühlleistung von herkömmlichem Eis. Der möglicherweise wichtigere Vorteil ist aber, dass nach der Verdampfung «nichts» mehr übrig bleibt, was bei normalem Eis aus Wasser nicht der Fall ist. Bei Wärmezufuhr geht das Trockeneis sofort in den gasförmigen Zustand über.

  • Trockeneis ist ferner:
  • geruchs- und geschmacksfrei
  • bakteriostatisch
  • nicht giftig (wir verwenden nach ISBT/EIGA > lebensmittelecht)
    nicht brennbar
  • ist inert, dh. reagiert nicht oder fast gar nicht mit anderen Stoffen

Beispiele:

  • Unterhaltungsindustrie: Nebeleffekte bei Musicals und in Diskotheken

  • Transportkühlung gekühlter und gefrorener Produkte

  • Catering-Service für Mahlzeiten in Flugzeugen, Zügen, Spitälern

  • Lebensmittelindustrie: Direkte Produktkühlung

  • Chemische Industrie und Laboratorien: Herstellung von Kältebädern, für Kristallisationsprozesse und  zur Wärmeabführung bei chemischen Reaktionen, beim Kaltmahlen

  • Pharmazeutische Industrie: Einhaltung tiefer Transporttemperaturen z.B. Seren, Proben

  • Metallindustrie zur Materialprüfung: Kaltschrumpfen und Härten

  • Allgemeine Industrieanwendungen: Partielle Rohrgefrierung für Revisionszwecke

  • Kunststoffindustrie: zum Entgraten von Gummiformteilen

  • Weinkellerei: Entfernen von Weinstein

  • Landwirtschaftliche Betriebe: Herstellung von Qualitäts-Silage und Schädlingsbekämpfung in Getreidesilos

  • Reinigungsverfahren: Strahlreinigung mit Trockeneis

Anwendungsmöglichkeiten von Trockeneis

Trockeneispellets (-78,5 °C) werden mit einem Luftstrom auf fast Schallgeschwindigkeit beschleunigt.
Durch schlagartige Abkühlung der Oberfläche versprödet diese. Dadurch entstehen in der Verschmutzung Risse, in die das kalte Trockeneisgas eindringen kann.
Treffen nun die Pellets auf die Schmutzoberfläche vergasen sie dort schlagartig. Das hierbei entstehende Gasvolumen beträgt ca. das 700- fache des Pelletvolumens. Die Schmutzteilchen werden explosionsartig von der zu reinigenden Fläche weggerissen.