یخ خشک

یخ خشک

یخ خشک (به انگلیسی: Dry ice)وبا نام تجاری جیرنرایزد (به انگلیسی: Genericized) دی اکسید کربن جامد است. این ماده معمولاً به عنوان عامل سرد کننده مورد استفاده قرار می‌گیرد. یخ خشک عالی با فشردن مستقیم گاز اتمسفر در دمای ثابت ۷۸٫۵ درجه سانتیگراد زیر صفر از حالت گاز به مایع تبدیل می‌شود . آنتالپی چگالش در ۷۸٫۵ درجه سانتیگراد زیر صفر ۱۹۹ کیلوژول بر کیلوگرم است . تولید یخ خشک برای پایین آوردن و سرد کردن موثر است .

پیشینه

در سال ۱۸۳۵ م شیمیدانی از کشور فرانسه به نام چارلز ایلوزیر برای نخستین بار یخ خشک را کشف کرد .او در آن دوران به نتایج و کاربردهایی درباره یخ خشک رسید که ۶۰ سال بعد توسط دانشمندان آزمایش و مشاهده شد .

تولید

تولید یخ خشک بی رنگ ( مرغوب) با فشرده کردن گاز دی اکسید کربن (CO2) امکان پذیر است . روش‌های تولید یخ خشک به طور خلاصه به تر تیب زیر است:

 ۱. گاز دی اکسید کربن خالص را زیر فشار و سرما قرار می‌دهند تا به مایع تبدیل شود .

۲. در هنگام فشرده کردن مقداری از دی اکسید مایع تبخیر می‌شود و با پایین آمدن درجه حرارت دی اکسید کربن مایع، مقدار باقی مانده در نهایت به طور کامل از مایع به جامد تبدیل می‌شوند .

۳. در نهایت دی اکسید کربن جامد را که فشرده و جامد شده‌است با قالبهای کوچک یا بزرگ مکعبی، یخ خشک را بسته بندی می‌کنند . استاندارهای این قالب‌های مکعبی تقریبا ۳۰ کیلوگرم است

کاربرد

یخ خشک در صنعت برای سرد کردن اجسام و مواد مورد استفاده قرار می‌گیرد. از یخ خشک برای باران زا کردن ابرها استفاده می‌شود. از یخ خشک در فیلم‌ها و کنسرت‌ها نیز استفاده ی دود زا می کنند.

طرز تهیه یخ خشک

برای ساختن یخ خشک لازم نیست وسایل سرمایش قوی داشته باشیم. تنها کافی است دی اکسید کربن (با فشار بالا) داشته باشیم. مثلا اگر کپسولی از 2CO با فشاری در حدود حد اقل 75 بار و دمای حدود 31 درجه سانتیگراد داشته باشید، چنانچه آنرا برعکس کنید طوری که شیر خروجی آن در پایین قرار گیرد و سپس شیر را باز کنید, CO2 به صورت یخ خشک از آن خارج می شود. علت این پدیده فرآیند اختناق یا خفگی است که در آن چنانچه فشار سیالی به صورت ناگهانی کم شود دمای سیال نیز کم می شود (البته بسته به مقدار ضریبی به نام ضریب ژول-تامسون). از همین پدیده در یخچال برای خنک کردن گاز سرد کننده استفاده می شود

کاربرد یخ خشک برای تولید باران

باروری ابرها بوسیله یخ خشک بطور ناگهانی در آزمایشگاه جنرال الکتریک در نیویورک کشف شد. در 1946 شمیدانی به نام ونسان شافر برفی را در نزدیکی شهر نیویورک، با تزریق 6 پوند یخ خشک بوسیله هواپیما به ابرها ایجاد کرد.از آن موقع بارور کردن ابرها به این روش برای تولید باران استفاده شد و در چین برای کاهش آلودگی هوا در زمان برگزاری المپیک 2008 مورد استفاده قرار گرفت. شاید بتوان این تهمت را نیز به این روش زد که آن نوعی دزدی باران باشد. در ویتنام ارتش آمریکا از این روش برای افزایش بارانهای موسمی با شعار ' گل تولید کنید نه جنگ ' استفاده شد. از دی اکسید کربن مایع برای از بین بردن مه در فرودگاهها مورد استفاده قرار میگیرد. روسیه از روش بارور کردن ابرها برای ایجاد باران برای دور کردن ذرات رادیو اکتیو از اطراف مسکو استفاده میکند.

و در ادامه بد نیست که بدانید :

از چند سال پیش موارد استفاده از یخ خشک برای تمیز کردن اتومبیل های کلاسیک توسط شرکت هایی که کارشان باز گرداندن اتومبیل به حالت اولیه بوده، توسعه ی چشم گیری پیدا کرده است.چنین روشی را باید بسیار اساسی ارزیابی کردکه در عمل به صورت آرام انجام امور تمیز کردن سطوح و قطعات را میسر میسازد.البته ناگفته نماند که دارای محدودیت هایی هم بوده و چون هزینه ی انجام آن گران است، می بایست وقت زیادی صرف شودو نکته ی دیگر این که این روش مناسبی برای ازبین بردن زنگ زدگی ها نیست.

در حال حاضر کارشناسان زیادی در سراسر جهان سعی در تشریح تاثیرات مخرب دی اکسید کربن دارند،چون این گاز نامطبوع مشارکت زیادی در تاثیرات گلخانه ای دارد ولی درعین حال دارای ویژگی های مثبتی نیز بوده که از جمله ی آنها قابلیت اطفای حریق و تازگی بخشیدن به نوشابه های گازدار است.

دی اکسید کربن در حالت انجماد تبدیل به چیزی میشود که به آن یخ خشک یا dry ice میگویند و از انها نه تنها برای سرد کردن تجهیزاتی، مثل اوور کلاکینگ یا بالا بردن راندمان سیستمی قطعات اصلی کامپیوتری بیش از حد مجاز که دمای بسیاری ایجاد میکند و ایجاد مه مصنوعی و بلاخره تمیز کردن سطوح کثیف نیزاستفاده می شود.

یخ خشک که دمای آن تقریباً منفی 80 درجه ی سانتی گراد است مدتهاست که توسط برخی از شرکت های خدماتی استفاده می شود و دارای مزایای زیادی است.

یخ خشک از حالت جامد یکباره تبدیل به حالت گازی میشودو بعد از انجام اعمال تمیز کردن هیچ گونه اثری از خود به جای نگذاشته و بلافاصله در هوا تبخیر میشود،برخلاف باور عامه در اثر این واکنش هیچ گونه آبی به وجود نمی آیدو لذ یخ خشک میتواند مناسب ترین راه برای تمیز کردن ماشین آلات صنایع غذایی و یا کنسول های الکتریکی باشد.

درهنگام برخورد و تماس با سطحی که باید تمیز شود، یخ خشک دارای دو اثر کاملا مجزا و مشخص است، اول این که همانند هر ماده ی جامد دیگری دارای اثر فرسایشی بوده ( که البته میتوان با آسیاب کردن آن به ذرات بسیار ریز ، این تاثیرات را تا مقدار زیادی کاهش داد) ولی منافع اصلی و واقعی یخ خشک را باید در تاثیر دیگر آن جستجو کرد و آن تاثیر،سرد کردن بلافاصله سطحی که با آن تماس پیدا میکندو باعث میگردد ذرات باقی مانده برروی سطح مانند چسب های خشک شده حالت شکننده ای پیدا کرده و شکافهایی در آن ایجاد شودو به طور همزمان یخ خشک تبخیر شده، حجم آن تا 70 برابر افزایش پیدا میکند و این ویژگی باعث بلند شدن آلایندگی ها میشود که بیشتر مربوط به مواد عایق زیر بدنه ی اتومبیل و یا موم هایی که بدین منظور استفاده می شود، هستند.

نباید تصور شود که پاک کردن به ویسله ی نازلی که یخ خشک از خود پرتاب میکند، سریعتر از نظافت دستی انجام میگیرد چون این روش میبایست با دقت و آرامش کامل صورت پذیرد. تنها بخشی از اتومبیل که امکان انجام سریع آن وجود دارد، بخش زیرین است .

امتیاز این روش در این است که انجامش نیازی به آن نیست که قطعات مختلف سیستم ترمز و یا خطوط انتقال دهنده ی هوای فشرده باز شود و یا نیازی به آن نیست که قطعات مختلف را با زحمت و دردسر بپوشانند تا مانع آسیب دیدگی آنها شود.

از یخ خشک حتی میتوان برای تمیز کردن قطعات متحرک داخل موتور و گیربکس نیز استفاده کرد و این جدا از باقی مانده های کربن و روغن های فاسد بوده و بعد از انجام کار هیچ گونه اثری از عمل نظافت بر روی قطعات مختلف باقی نمیماند.

تنها راه جایگزین روش  SANDBLASTING است که غالبا باعث آسیب دیدگی موتورهای تجدید حیات شده میگردد،روش یخ خشک است.

از طرف دیگر روش یخ خشک را باید یک روش درمان معجزه آسا به حساب آورد که در سراسر جهان قابل به کارگیری بوده و توانایی آن در تفکیک لایه ها با مختصات مختلف است .لذا در این فرایند نباید در جستجوی از بین بردن زنگ زدگی ها و پوسیدگی ها بودچون به طور مثال آهن زنگ زده قبل از هرچیزی هنوز آهن است ودقیقا در روشهایی مانند ((سندبلاست)) این قسمت ها دچار آسیب دیدگی جدی می شود.اسپر کردن به وسیله ی یخ خشک نیز چون برداشتن رنگ را ازروی بدنه را به همراه دارد دارای تاثیر محدودی است .علی رغم آن که برداشتن لایه های رنگ در این روش ، کار نسبتا آسانی بوده ولی در اتومبیلهایی که بدنه های انها در داخل اتوکلاو رنگ شده اند، چون لایه های رنگ بر لایه های زیرین بسیار محکم چسبیده اند لذا جداکردن آنها بسیارزمان بر و نسبتا پرهزینه است .نباید تصور بر این باشد که تمیز کردن با تکنولوژی یخ خشک هزینه ی پایین دارد چراکه انجام آن البته بسته به نوع و اندازه ی شرکت ارائه دهنده ی خدامات آن در هرساعت بین 150تا300یورو بوده که البته نباید آن را صرفا ناشی از قیمت یخ خشک دانست بلکه به دلیل تجهیزات گران قیمتی است که میبایست مورد استفاده قرار گیرد.

به هر حال چنانچه قصد انجام چنین کاری را دارید ،دقت کنید که شرکت خدماتی قبلا در مورد اتومبیل های کلاسیک این کار را کرده باشد وصرفا تجربیات آنها در مورد ماشین الات خط تولید نباشد.

از دیگر مزایای استفاده از یخ خشک این است که گاهی اوقات بر خلاف تصور ملاحضه میشود که خودرو بعد از تمیزی توسط یخ خشک تعمیری، زنگ زده و معیوب از آب در می آید که فقط به خاطر فروش، رنگ روی محل پاشیده شده و درلحضه ی استفاده از یخ خشک نمایان میشود                                                     

و در آخر کاربردهای کلی یخ خشک به این شرح می باشد: - برای منجمد کردن غذاها و داروها .
- در صحنه های تلویزیون و تئاتر از یخ خشک برای جلوه های ویژه استفاده می شود .
- برای بارور سازی ابر ها مورد استفاده قرار می گیرد .
- حمل و نقل هوایی - زمینی .
- یخ خشک از هوا سنگین تر است به راحتی به لانه جوندگان راه پیدا می کند و آنها را از بین می برد .
- یخ خشک به همراه الکل فرا سرد شده برای داغ زدن اسب ها و حیوانات اهلی استفاده می گردد .
- دستگاه جرم گیر و رسوب زدا ( این دستگاه از دانه های فشرده یخ خشک به قطر 3mm ماشین آلات و سطوح مختلف را رسوب زدایی می کند) . مزیت های یخ خشک به یخ معمولی 1 - به دلیل تصعید شدن (تبدیل مستقیم از جامد به گاز) هیچ مایعی باقی نمی گذارد
2 - چیزی را تر و خیس نمی کند
3 - مزه غذا را تغییر نمی دهد
4 - هزینه تعمیرات و نگهداری را کاهش می دهد
5 - با وزن مساوی سرمایی بیش از حد ایجاد می کند
6 - دانسیته و چگالیش به مراتب بالا تر از یخ معمولی می باشد در نتیجه حمل و نقلش به مراتب آسانتراست