干冰清洗(dry ice blast cleaning)又称冷喷,是以压缩空气作为动力和载体,以干冰颗粒为被加速的粒子,通过的喷射清洗机喷射到被清洗物体表面,利用高速运动的固体干冰颗粒的动量变化(Δmv)、升华、熔化等能量转换,使被清洗物体表面的污垢、油污、残留杂质等迅速冷冻,从而凝结、脆化、被剥离,且同时随气流。不会对被清洗物体表面,特别是金属表面造成任何伤害,也不会影响金属表面的光洁度。
具体清洗过程包括:低温冷冻剥离、吹扫剥离、冲击剥离。
低温冷冻剥离
以隧道速冻机为例,该机可以在极短的时间内冻结汤圆,使得汤圆的中心温度达到-18℃。通过速冻机,短时间内使汤圆冻结,不仅避免食物细胞之间生成大冰晶,失去汤圆原有的风味口感,同时隧道速冻机在低温环境运行下,、微生物及酶活动强度降低,其增长及生化反应得到了有效抑制,进而在一定程上延长了汤圆的保质期,提高了后续冷链流通率。除此之外,液氮速冻机也可以在短时间内使汤圆中心温度至-18℃,甚至更低。笔者从一位技术人员那里获知,液氮速冻机的工作原理是将冻结与低温液氮非直接接触式冻结,温度可快速降至-120℃(用户可以根据工艺需要自行设定温度),大约8分钟左右,便可以冻结,比速冻设备冻结速度更快。
由于冻结速度快,时间短,不仅营养成分流失少,程度地保留汤圆的风味口感,同时还提高单位时间内汤圆产量,非常适合企业连续化、规模化生产。与此同时,在温度下速冻,能够有效地避免汤圆中的、微生物的繁殖,使汤圆保鲜时间更长,保证的食用安全。
干冰印刷工业
清除油墨很困难,齿轮和导轨上的积墨会导致低劣的印刷质量。干冰清洗可去除各种油基、水基墨水和清漆,清理齿轮、导轨及喷嘴上的油污、积墨和染料,避免危险废物和溶液的排放,以及危险溶剂造成的人员伤害。
二氧化碳还可用于制取金刚石,反应的化学方程式为4Na+CO₂=2Na₂O+C,反应的条件为440℃及800个大气压,在这样的条件下,二氧化碳会形成超流体,能够吸附在钠的表面,加速电子从钠传递至二氧化碳的过程。当温度降低至400℃时,就没有金刚石的产生了,当压力下降时,生成物也主要以石墨为主。
液体二氧化碳密度1.1克/升。液体二氧化碳蒸发时或在加压冷却时可凝成固体二氧化碳,俗称干冰,是一种低温致冷剂,密度为1.56克/厘米3。二氧化碳能溶于水,20℃时每100体积水可溶88体积二氧化碳,一部分跟水反应生成碳酸。化学性质稳定,没有可燃性,一般不支持燃烧,但活泼金属可在二氧化碳中燃烧,如点燃的镁条可在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳。二氧化碳是酸性氧化物,可跟碱或碱性氧化物反应生成碳酸盐。跟氨水反应生成碳酸氢铵。无毒,但空气中二氧化碳含量过高时,也会使人因缺氧而发生窒息。绿色植物能将二氧化碳跟水在光合作用下合成有机物。二氧化碳可用于制造碳酸氢铵、小苏打、纯碱、尿素、铅白颜料、饮料、灭火器以及铸钢件的淬火。二氧化碳在大气中约占总体积的0.03%,人呼出的气体中二氧化碳约占4%。实验室中常用盐酸跟大理石反应制取二氧化碳,工业上用煅烧石灰石或酿酒的发酵气中来获得二氧化碳。
干冰清洗设备
干冰清洗设备一般可分为两个部分:
1.干冰粒制机。将液态CO2制作成一定规格的干冰颗粒,这些颗粒通常是直径为3mm,长度为2.5mm-10mm的高密度干冰颗粒。
2.干冰高压清洗机。该设备一般需要4.0bar以上、3m3/min以上的洁净压缩空气气源,装入清洗机内的高密度干冰颗粒,在压缩空气的驱动下,随着压缩空气,经由设计的喷系统混合、加速,喷射到被清洗物体表面。
可根据需要:①只购置干冰清洗机。将外购的干冰颗粒装入干冰清洗机进行清洗作业。②购置干冰粒制机与干冰清洗机,但分开单使用。把干冰粒制机生产的干冰粒贮存于密封容器中,运至施工现场,装入干冰清洗机进行清洗作业。③将干冰粒制机与干冰清洗机配套成一个系统使用。
干冰应用范围
工业模具
轮胎模具、橡胶模具、聚氨酯模、聚乙烯模、PET模具、泡沫模具、注塑模具、合金压铸模、铸造用热芯盒、冷芯盒,可余树脂、失效脱膜层、炭化膜剂、油污、打通排气孔,清洗后模具光亮如新。
在线清洗,无需降温和拆卸模具,避免了化学清洗对模具的腐蚀和损害、机械清洗对模具的机械损伤及划伤,以及反复装卸导致模具精度下降等缺点。关键的是,可以免除拆卸模具及等待模具降温这两项耗时间的步骤,这样均可以减少停工时间约80%-95%。
干冰清洗益处: 干冰清洗可以降低停工工时;减少设备损坏;有效的清洗高温的设备;减少或降低溶剂的使用;改善工作人员的;增进保养效率;减少生产停工期、降低成本、提高生产效率。
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