كيف تصنع الثلج الجاف

بواسطة: - آخر تحديث: ١٠:٣٣ ، ٣ ديسمبر ٢٠١٩
كيف تصنع الثلج الجاف

الثلج الجاف

إن الثلج الجاف عبارة عن الشكل الصلب لثاني أكسيد الكربون، وتبلغ كتلة سطح الثلج الجاف -78.5 درجة مئوية، ويتميز بمرونته، إذ يتحول إلى غاز ثاني أكسيد الكربون مباشرة بدلًا من السائل، بالمقابل يتحول الثلج العادي إلى سائل عندما يذوب، ويعد خيارًا ممتازًا للتبريد بسبب مرونته وشدة برودته، ويتكون من بشكل رئيسي من ارتباط الماء وثاني أكسيد الكربون.[١]

إن الثلج الجاف لا يعد مادة سامة، لكن ثاني أكسيد الكربون الصلب بارد جدًا، وهذا يتطلب من الأشخاص الذين يتسخدموه ارتداء قفازات ثقيلة ومعدات واقية، فإذا أصبح مركزًا في مساحة صغيرة فقد يصبح سامًا إذا وصلت كمية ثاني أكسيد الكربون في الفضاء إلى أكثر من 5 بالمئة، ويجب على المستخدم التأكد من أن المساحة جيدة التهوية.[٢]


كيفية صنع الثلج الجاف

يمكن صنع الثلج الجاف بطريقتين، إما صناعية وإما طبيعية، وفيما يأتي شرحهما:[٣]

  • صنع الثلج المجفف صناعيًا:
    • ضخ ثاني أكسيد الكربون السائل في الخزانات المخصصة للجليد الجاف.
    • تبريد السائل إلى درجة التجمد ووضعه في مكبس جليد جاف، ثم يضغط مكبس الجليد الجاف ضغطًا كبيرًا على السائل.
    • تحوّل السائل بسرعة إلى ثلج صلب يشبه الثلج الطبيعي، وهنا يضغط مكبس الثلج على شكل كتل صلبة.
  • صنع الثلج المجفف منزليًا: يمكن صنع الجليد الجاف بالمنزل كما يأتي:[٤]
    • ارتداء قفازات ثقيلة ذات جودة عالية، لأن الجليد الجاف يؤذي اليد كثيرًا.
    • إحضار مطفأة حريق أو خزان CO2 ثم وضع فوهة مطفأة الحريق أو الخزان داخل كيس قماشي، والسبب أنه يسمح بغاز ثاني أكسيد الكربون بالخروج وبقاء الجليد الجاف داخل الكيس.
    • ربط الكيس على الفوهة.
    • فتح صمامات مطفأة الحريق أو علب CO2 جزئيًا، ثم يبدأ الجليد الجاف على الفور في التشكل داخل الكيس.
    • إغلاق صمام مطفأة الحريق أو علبة CO2.
    • رج الكيس برفق لإزاحة الجليد الجاف من الفوهة، ويمكن بعدها إخراج الثلج الجاف من الكيس واستخدامه.
    • تجمد الثلج الجاف بسرعة، ويمكن الاحتفاظ به لأطول وقت ممكن من خلال تخزين الكيس في الثلاجة.

 

تاريخ صناعة الثلج الجاف

يعتقد الكثير أن الثلج الجاف اختُرع اختراعًا، لكن في حقيقة الأمر اكتُشفت خصائص ثاني أكسيد الكربون الصلب في أوائل القرن العشرين، وأُنتج تجاريًا في عشرينات القرن الماضي في الولايات المتحدة في عام 1925م، ومن وقتها يسمى ثاني أكسيد الكربون الصلب بالجليد الجاف، وفي بعض الأحيان كان يسمى الجليد الساخن، لأنه عند لمس أحد الأسطح الباردة يمكن الشعور بالاحتراق.

وكانت أوئل استخدامات الثلج الجاف لمنع ذوبان المثلجات، وفي منتصف القرن العشرين استُخدم الثلج الجاف كثيرًا لتبريد الأطعمة، واستخدمت محلات بيع المثلجات في جميع أنحاء العالم الثلج الجاف للحفاظ على تجميد المثلجات إلى بعد الحرب العالمية الثانية، وعندما أصبح التبريد الكهربائي قليل التكلفة، لم تتغير طريقة تصنيع الثلج الجاف لوقت طويل والسبب أنها عملية بسيطة نسبيًا لضغط وتبريد ثاني أكسيد الكربون الغازي، ومع تطور التبريد الكهربائي تضاءلت استخدامات الثلج الجاف.

إن المادة الوحيدة المستخدمة في صناعة الثلج الجاف هي ثاني أكسيد الكربون، وهذه المواد الخام هي نتيجة ثانوية لتقنية الغازات المنبعثة أثناء تصنيع المنتجات، ومعظم ثاني أكسيد الكربون المستخدم في صناعة الثلج الجاف في الولايات المتحدة مشتق من تكرير الغازات المنبعثة خلال تكرير البترول والأمونيا، ويُمتص ثاني أكسيد الكربون المنبعث ويُستخلص ويُنظف خلال هذه العمليات لإزالة الشوائب الناتجة عن ثاني أكسيد الكربون ذي الدرجة الغذائية والذي يصبح في النهاية ثلج جاف.[٥]

 

استخدامات الثلج الجاف

للثلج الجاف العديد من الاستخدامات، منها:[٦]

  • تسريع نمو النباتات: باستخدام كمية صغيرة من ثاني أكسيد الكربون يزيد معدل نمو النباتات.
  • تبريد الأسفلت: يستخدم الثلج الجاف أثناء نقل الأسفلت الرقيق من مصنع التصنيع إلى موقع العمل لإبقائه ضمن درجات الحرارة المطلوبة، ويتيح للمقاولين تسريع عملية التبريد ووضع اللبنة في أسرع وقت ممكن.
  • إزالة بق الفراش السرير: يمكن إزالة بق الفراش باستخدام الثلج الجاف.
  • التبريد المنزلي: يمكن استخدام الثلج الجاف للحفاظ على برودة محتويات الثلاجة أثناء حدوث أي عطل.
  • اثناء التخييم: يعد الثلج الجاف من الخيارات المناسبة للتبريد وهي غير مكلفة للحفاظ على المواد التي تحتاج التبريد.
  • المشروبات الغازية: عندما يضاف الثلج الجاف إلى السوائل فإنه يتحول إلى بخار غاز ثاني أكسيد الكربون، وهنا يمتص السائل غاز ثاني أكسيد الكربون ويصبح سائلًا مكربنًا.
  • العلاج الكيميائي: يستخدم العديد من مرضى السرطان الذين يخضعون للعلاج الكيميائي الثلج الجاف لتقليل تساقط الشعر.
  • الصيد: يستخدم الثلج الجاف عند صيد الحيوانات المستخدمة في الديكور، ليضمن الحد الأدنى من التلف أثناء النقل.
  • تجميد الفواكه الطازجة: يُوضع الثلج الجاف على الفواكه، ثم تُترك تتجمد لمدة من 20-30 دقيقة، ثم تُزال الفاكهة وتُوضع في أكياس بلاستيكية آمنة في الثلاجة.
  • معالجة اللحوم الطازجة: يستخدم الثلج الجاف ليقلل من تلف اللحوم أثناء معالجتها.
  • حفظ الجثث: يمكن استخدام الثلج الجاف للحفاظ على جسم الإنسان حتى الجنازة والدفن، وقد أُثبت أن هذه الطريقة أكثر ملائمة للبيئة من استخدام المواد الكيميائية.
  • منع الحريق: يعد الثلج خيارًا أفضل من الأكسجين في حاويات منع الحرائق.
  • الاستخدامات الطبية: توجد عدة استخدامات طبية للثلج الجاف، مثل تجميد الثآليل وإزالتها أو علاج عيوب الجلد الأخرى، وتستخدم أيضًا في نقل الإمدادات الطبية والعينات والمعدات الحساسة لدرجة حرارة معينة.
  • السباكة: يستخدم الثلج الجاف لتجميد الأنابيب، مما يؤدي إلى إيقاق تدفق المياه عند نقطة التلامس، وهذه الطريقة مفيدة للسباك إذا لم يستطع الوصول إلى صمام الإغلاق الرئيسي.
  • حفظ الحبوب البذور: يمكن استخدام الثلج الجاف لحماية البذور والحبوب بعد الحصاد من البكتيريا والفطريات والحشرات، ويكون ذلك عن طريق تخزين الحبوب في حاويات مع فتحة صغيرة في الأعلى ثم إضافة الثلج الجاف إلى الحاوية، ويتسرب الجليد الجاف إلى ثاني أكسيد الكربون الغازي ويزيل الأكسجين ويحتفظ بالمحتوى في درجات حرارة منخفضة لقتل الفطريات والبكتيريا.
  • إزالة الخدوش في السيارة: ويوجد خطر ضئيل للغاية في خدش الطلاء بهذه الطريقة إلا أنه نادر جدًا.
  • إزالة عيوب البشرة: يستخدم الثلج الجاف إما مع النيتروجين السائل أو بدلًا عنه لإزالة عيوب الجلد الصغيرة والثآليل والشامات.
  • العلوم والتجارب المدرسية: يمكن استخدام الثلج الجاف في الحصص المدرسية للمرح والتعلم كالبراكين والغرف السحابية والمذنبات وصناعة صودا الخبز والتوسع الغازي.


المراجع

  1. "How does dry ice work?", science.howstuffworks, Retrieved 2019-12-2. Edited.
  2. "How is Dry Ice Made?", emergencyice,2018-1-15، Retrieved 2019-12-3. Edited.
  3. "Everything You Ever Wanted to Know About Dry Ice and How It’s Made", dryicecorp,2017-2-24، Retrieved 2019-12-2. Edited.
  4. Anne Marie Helmenstine (2019-7-19), "Homemade Dry Ice Recipe"، thoughtco, Retrieved 2019-12-2. Edited.
  5. "Dry Ice", madehow, Retrieved 2019-12-2. Edited.
  6. "Dry Ice Uses", the-iceman, Retrieved 2019-12-2. Edited.