ایده هاایده های صنعتی

تولید یخ خشک با کاربرد در صنایع غذایی ، داروئی ، نظامی

سفارش طرح توجیهی

طرح توجیهی تولید یخ خشک (گاز کربنیک جامد)

در سال 1835 میلادی 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 60 سال بعد توسط دانشمندان آزمایش و مشاهده شد.

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

  1. گاز دی اکسید کربن خالص را زیر فشار و سرما قرار میدهند تا به مایع تبدیل شود.
  2. 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.
  3. در نهایت دی اکسید کربن جامد را که فشرده و جامد شده است با قالبهای کوچک یا بزرگ مکعبی، یخ خشک را بسته بندی می کنند. استانداردهای این قالبهای مکعبی تقریبا 30 کیلوگرم است.

بررسی کاربرد های یخ خشک

  1. استفاده برای سرد سازی بدون یخچال در موارد پزشکی، صنایع هوایی و …برای انتقال مواد خاص
  2. استفاده برای جلوه های ویژه و ایجاد مه یا بخار
  3. استفاده در آزمایشگاهها و مراکز علمی
  4. صنعت روغن
  5. ذخیره مواد غذایی
  6. صنعت پخت نان
  7. کندن سرامیک از کف
  8. پایین بردن دما در واکنش های شیمیایی
  9. تهیه نوشابه
  10. پزشکی
  11. انتقال گیاهان
  12. رشد گیاهان
  13. کند کردن واکنش های شیمیایی
  14. عامل تولید فشار
  15. انقباض فلزات جهت فیت شدن
  16. چاه های آب
  17. جذب کننده مگس ها و حشرات موذی
  18. از یخ خشک برای باران زا کردن ابرها استفاده میشود
طرح توجیهی تولید یخ خشک
دستگاه تولید یخ خشک

کاربرد یخ خشک برای تولید باران

باروری ابرها بوسیله یخ خشک بطور ناگهانی در آزمایشگاه جنرال الکتریک در نیویورک کشف شد. در 1946 شیمیدانی 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.

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 ازCO 2 با فشاری در حدود حداقل 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.

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 آسانتر است.

مصارف یخ خشک در صنایع غذایی و صنعت نفت

صنایع غذائی برای دو منظور عمده از این ماده استفاده می شود:

  1. در قسمت بسته بندی مواد غذائی و کنسروسازی برای جلوگیری از رشد باکتری ها و ایجاد محیط غیرهوازی، فضای خالی ظروف بسته بندی با گازکربنیک پر می گردد .دلیل این امر این است که ضمن آنکه این ماده هیچ فعالیت شیمیائی ندارد، هیچ ضرری نیز ندارد.
  2. در صنایع نوشابه سازی جهت گازدارکردن نوشابه ها، از این ماده استفاده می شود و از حضور اکسیژن در محفظه ظرف نوشابه که باعث تغییر طعم و فاسد شدن آن می شود، جلوگیری می کند.

بیشترین حجم مصرف گازکربنیک در صنایع استخراج نفت می باشد، بدین صورت که برای افزایش فشار چاه های نفت که باعث فوران مواد نفتی می شود، از این ماده استفاده می شود .البته به جهت آنکه برای این منظور نیاز به خلوص زیاد محصول نمی باشد، از گازکربنیک همراه گاز طبیعی استفاده می شود که غالباً در نزدیکی حوزه های نفتی این چنین چاه هائی وجود دارد.

سایر مصارف یخ خشک

یخ خشک یک محصول همه کاره است که تعدادی از موارد استفاده تجاری و مصرفی آن در زیر آمده است:

  • جهت جابجا کردن آجرهای کفپوش
  • برای برداشتن عیوب پوستی
  • در صنعت ماکیان
  • در صنعت نان
  • جهت طولانی کردن عمر یخ مرطوب (یخ معمولی)
  • به منظور تولید مه در نمایش ها
  • جهت انقباض فلز
  • جهت کند کردن کاتالیست های شیمیایی
  • جهت بهبود خلل و فرج در دیواره های چاه
  • جهت بسته بندی بستنی در حمل و نقل ها
  • جهت پاکسازی تانک های سوخت
  • جهت داغ زدن حیوانات
  • برای آزمایش های دمای پایین
  • به عنوان یک پشه گیر در تله های دامی
  • استفاده توسط کترینگ های خطوط هوایی جهت خنک نگه داشتن غذا
  • استفاده توسط بانک های خون برای حمل و نقل
  • قالب های تزریق پلاستیک و لاستیک و تجهیزات پروسس (clean blast) جهت انفجار پاک کننده
  • مواد غذایی
  • استفاده در صنعت بتون
  • جهت خطوط انجماد آب بدون دریچه های خاموش کننده
  • ساختمان های آسیب دیده در آتش سوزی (clean blast) جهت انفجار پاک کننده

نحوه بسته بندی یخ خشک

معمولاً گازکربنیک پس از تهیه در خط دیگری مورد مصرف قرار می گیرد و لذا در کارخانجات تولیدکننده، تانکرهای تحت فشاری جهت ذخیره سازی محصول مایع پیش بینی می گردد .از این قبیل کارخانجات می توان به واحدهای تولیدکننده نوشابه اشاره نمود .درصورتی که واحد تولید کننده گازکربنیک به طور منفرد ساخته شود، محصول تولیدشده را می توان به صورت فله ای در تانکرهای مخصوص به محل این ماده و یا در سیلندرهای پنجاه کیلوگرمی به بازار عرضه نمود.

بررسی روش تولید یخ خشک

دستگاه یخ خشک ( سازنده یخ خشک):
دستگاه یخ ساز تولید کننده دانه های فشرده یخ خشک ( co2) در حالت جامد بوده ، این دستگاه تولید مدوام یخ را دارا میباشد ، مایع co2 با هدایت به سیستم و پس از عبور از شیر انبساط با افت فشار دما کاهش می یابد و برف co2 تشکیل میشود ، برف به داخل محفظه سیلندر و پیستون وارد شده و تحت ضربه پیستون در داخل سیلندر به دانه های فشرده یخ خشک تبدیل میگردد ، یخ خشک در حدود 79- درجه میباشد. یخ خشک تولیدی بصورت پلتهای 3mm و mm16 می باشد.

دستگاه تولید یخ خشک
دستگاه تولید یخ خشک

تولید یخ خشک با دمای 70-

در این فرآیند گاز کربنیک مایع را بر اساس اصول ترمودینامیکی و در فشار اتمسفر به پودر کربنی تبدیل کرده و سپس با پرس هیدرولیک و با فشار 230 بار آن را به یخ خشک تبدیل میکنیم .

در خنک سازی و انجماد مواد مختلف مانند مواد غذایی در هواپیماها، خنک نگه داشتن خون و اعضا بدن انسان تا زمان انتقال و پیوند و انبساط و انقباض قطعات صنعتی مختلف دارد. ضمنا یکی از کاربردهای نوظهور صنعتی آن به کارگیری ساچمه های یخ خشک و شلیک آنها به سطح آلوده در راستای تمیز سازی آن است که می تواند جایگزینی برای روش متداول سند بلاست (آیس بلاست) باشد.

ساچمه های یخ خشک از طریق کمپرسور با تامین فشار مناسب باد به سمت سطح هدف از طریق یک نازل شلیک میشود و از آنجایی که ساچمه انرژی جنبشی زیادی به خود گرفته است به هنگام برخورد با سطح به سرعت تبخیرشده و مانند یک انفجار میکرونی روی سطح باعث پاکسازی سطح مورد نظر میشود.

از یخ خشک میتوان برای شستو شوی موتورهای دیزلی و گازوئیلی شستن ماشینهای صنعتی، زنگ زدایی و رسوب زادایی هر سطح صنعتی استفاده کرد.

دی اکسید کربن مایع در این فرآیند با دمای 80- درجه، در تانکر دو جداره و در فشار 16 تا 18 اتمسفر از طریق یک شیر مخصوص هدایت شده و درمحفظه ای با فشار یک اتمسفر هدایت میکنیم تا به پودر تبدیل شود.

پس از تبدیل میعانات گازی مورد نظر به پودر در اتمسفر آن را توسط سه بازوی هیدرولیکی به یخ خشک قالبی تبدیل میکنیم به گونه ای که پرس های هیدرولیکی از پایین و کنار این پودر را فشرده کرده و به یخ خشک تبدیل میکند و بازوی هیدرولیکی سومی آن را از محفظه مورد نظر خارج میکند که نهایتا حاصل این فرآیند، بلوکی با ابعاد پنج در ده در دو سانتیمتر، همان یخ خشک مورد نظر است که کاربردهای متفاوتی در صنایع مختلف دارد.

فرآیند تولید گاز کربنیک جامد (یخ خشک)
فرآیند تولید گاز کربنیک جامد (یخ خشک)

مواد اولیه مورد نیاز تولید یخ خشک

ردیفشرح مواد اولیه
1منواتانول امین
2سیلیکاژن
3سوداش
4پرمنگنات پتاسیم
5پلی اتیلن

بررسی نحوه تولید دی اکسید کربن در واحد تولید یخ خشک

دی اکسید کربن عمدتا به وسیله یکی از شش روش زیر تولید میشود:

  1. تولید دی اکسید کربن از احتراق سوخت های فسیلی
  2. دی اکسید کربن به عنوان محصول جانبی تولید هیدروژن ،که متان به CO2 تبدیل می شود
  3. دی اکسید کربن به عنوان محصول جانبی تخمیر قند در کارخانجات تولید کننده نوشابه های الکلی
  4. تولید دی اکسید کربن از تجزیه گرمایی کربنات کلسیم
  5. دی اکسید کربنبه عنوان محصول جانبی در تولید سدیم فسفات
  6. دی اکسید کربن مستقیما از بخارات دی اکسید کربن تولید شده وقتی که در حین عمل اسیدی کردن سنگ آهک یا دولومیت(کلسیم منیزیم کربنات)تولید می شود.
طرح توجیهی تولید یخ خشک
ژنراتور اتوماتیک co2 با سوخت گازوییل با گوگرد کم ، نفت سفید ویا گاز طبیعی
طرح توجیهی تولید یخ خشک
دیاگرام فرآیند تولید در کارخانه تولید یخ خشک

User Rating: Be the first one !
به این مطلب امتیاز دهید:
1 رای2/5
گرد آورنده
ایـ توجیهی
دانلود رایگان طرح توجیهی

نوشته های مشابه

پرسش و پاسخ تکمیلی

avatar
  دنبال کردن این پرسش و پاسخ  
اطلاع از
دکمه بازگشت به بالا
0
بستن
بستن