Aplikácia kyseliny uhličitej (oxid uhličitý)
V súčasnosti je oxid uhličitý vo všetkých jeho skupenstvách široko používaný vo všetkých odvetviach priemyslu a agropriemyselnom komplexe.
V plynnom stave (oxid uhličitý)
V potravinárskom priemysle
1. Na vytvorenie inertnej bakteriostatickej a fungistatickej atmosféry (pri koncentráciách nad 20 %):
· pri spracovaní rastlinných a živočíšnych produktov;
· pri balení potravín a liekov výrazne zvýšiť ich trvanlivosť;
· pri výdaji piva, vína a džúsov ako vytláčacieho plynu.
2. Pri výrobe nealkoholických nápojov a minerálnych vôd (sýtenie).
3. Pri varení a výrobe šampanského a šumivých vín (sýtenie oxidom uhličitým).
4. Príprava sýtenej vody a nápojov pomocou sifónov a saturátorov, pre personál v horúcich predajniach a v letný čas.
5. Použitie v automatoch na predaj plynu a vody vo fľašiach a na ručný predaj piva a kvasu, sýtených vôd a nápojov.
6. Pri výrobe sýtených mliečnych nápojov a sýtených ovocných a bobuľových štiav („šumivé výrobky“).
7. Pri výrobe cukru (defekácia – saturácia).
8. Na dlhodobé uchovanie ovocných a zeleninových štiav pri zachovaní vône a chuti čerstvo vylisovaného produktu nasýtením CO2 a skladovaním pod vysokým tlakom.
9. Zintenzívniť procesy zrážania a odstraňovania solí kyseliny vínnej z vín a štiav (detartácia).
10. Na prípravu pitnej odsolenej vody filtračnou metódou. Na nasýtenie pitnej vody bez obsahu soli iónmi vápnika a horčíka.
Pri výrobe, skladovaní a spracovaní poľnohospodárskych produktov
11. Zvýšiť trvanlivosť potravinárskych výrobkov, zeleniny a ovocia v kontrolovanej atmosfére (2-5 krát).
12. Skladovanie rezaných kvetov 20 dní alebo viac v atmosfére oxid uhličitý.
13. Skladovanie obilnín, cestovín, obilnín, sušeného ovocia a iných potravinárskych výrobkov v atmosfére oxidu uhličitého, aby boli chránené pred poškodením hmyzom a hlodavcami.
14. Na ošetrenie ovocia a bobúľ pred skladovaním, ktoré zabraňuje rozvoju plesňových a bakteriálnych hniloby.
15. Pre vysokotlakové nasýtenie krájanej alebo celej zeleniny, ktoré zvýrazňuje chuťové tóny („šumivé produkty“) a predlžuje ich trvanlivosť.
16. Zlepšiť rast a zvýšiť produktivitu rastlín v chránenej pôde.
Dnes je na farmách na pestovanie zeleniny a kvetov v Rusku otázka hnojenia rastlín v chránenej pôde oxidom uhličitým naliehavým problémom. Nedostatok CO2 je vážnejší problém ako nedostatok minerálnych živín. Rastlina v priemere syntetizuje 94 % sušiny z vody a oxidu uhličitého, zvyšných 6 % získava z minerálnych hnojív! Nízky obsah oxidu uhličitého je teraz faktorom obmedzujúcim výnos (predovšetkým v maloobjemových plodinách). Vzduch v 1-hektárovom skleníku obsahuje asi 20 kg CO2. Pri maximálnych úrovniach osvetlenia v jarných a letných mesiacoch sa spotreba CO2 rastlinami uhoriek počas fotosyntézy môže priblížiť k 50 kg h/ha (t. j. až 700 kg/ha CO2 za denné svetlo). Výsledný deficit je len čiastočne pokrytý prílevom atmosférický vzduch cez priečky a netesnosti v uzavretých štruktúrach, ako aj cez nočné dýchanie rastlín. V prízemných skleníkoch je dodatočným zdrojom oxidu uhličitého pôda naplnená hnojom, rašelinou, slamou alebo pilinami. Účinok obohacovania skleníkového vzduchu oxidom uhličitým závisí od množstva a druhu týchto organických látok, ktoré podliehajú mikrobiologickému rozkladu. Napríklad pri aplikácii pilín navlhčených minerálnymi hnojivami môže najskôr dosiahnuť úroveň oxidu uhličitého vysoké hodnoty v noci a cez deň so zatvorenými priečkami. Vo všeobecnosti však tento efekt nie je dostatočne veľký a uspokojuje len časť potrieb rastlín. Hlavnou nevýhodou biologických zdrojov je krátke trvanie zvyšovania koncentrácie oxidu uhličitého na požadovanú úroveň, ako aj nemožnosť regulácie procesu kŕmenia. Často v prízemných skleníkoch v slnečné dni pri nedostatočnej výmene vzduchu môže obsah CO2 v dôsledku intenzívnej absorpcie rastlinami klesnúť pod 0,01 % a fotosyntéza sa prakticky zastaví! Nedostatok CO2 sa stáva hlavným faktorom obmedzujúcim asimiláciu uhľohydrátov a tým aj rast a vývoj rastlín. Úplne pokryť deficit je možné len využitím technických zdrojov oxidu uhličitého.
17. Produkcia mikrorias pre hospodárske zvieratá. Keď je voda nasýtená oxidom uhličitým v zariadeniach na autonómne pestovanie rias, rýchlosť rastu rias sa výrazne zvyšuje (4-6 krát).
18. Na zlepšenie kvality siláže. Pri silážovaní šťavnatého krmiva bráni umelé zavádzanie CO2 do rastlinnej hmoty prenikaniu kyslíka zo vzduchu, čo prispieva k vytvoreniu kvalitného produktu s priaznivým pomerom organických kyselín, vysokým obsahom karoténu a stráviteľných bielkovín .
19. Na bezpečnú dezinsekciu potravín a nepotravinových výrobkov. Atmosféra obsahujúca viac ako 60% oxidu uhličitého v priebehu 1-10 dní (v závislosti od teploty) ničí nielen dospelý hmyz, ale aj jeho larvy a vajíčka. Táto technológia je použiteľná pre produkty s obsahom viazanej vody do 20%, ako je obilie, ryža, huby, sušené ovocie, orechy a kakao, krmivá pre zvieratá a mnohé ďalšie.
20. Na úplné zničenie hlodavcov podobných myšiam krátkym naplnením nôr, skladovacích priestorov a komôr plynom (dostatočná koncentrácia 30 % oxidu uhličitého).
21. Na anaeróbnu pasterizáciu krmiva pre zvieratá, zmiešané s vodnou parou pri teplote neprevyšujúcej 83 stupňov C - ako náhrada granulácie a extrúzie, ktorá si nevyžaduje veľké energetické náklady.
22. Na eutanáziu hydiny a malých zvierat (ošípané, teľatá, ovce) pred zabitím. Na anestéziu rýb počas prepravy.
23. Na anestéziu včelích kráľovien a čmeliakov na urýchlenie nástupu kladenia vajíčok.
24. Nasýtiť pitnú vodu pre kurčatá, čo výrazne znižuje negatívny vplyv zvýšených letných teplôt na hydinu, pomáha zahusťovať vaječné škrupiny a posilňovať kosti.
25. Nasýtiť pracovné roztoky fungicídov a herbicídov pre lepšie pôsobenie prípravkov. Táto metóda umožňuje znížiť spotrebu roztoku o 20-30%.
V medicíne
26. a) zmiešané s kyslíkom ako stimulant dýchania (v koncentrácii 5 %);
b) pre suché sýtené kúpele (v koncentrácii 15-30%) s cieľom znížiť krvný tlak a zlepšenie prietoku krvi.
27. Kryoterapia v dermatológii, suché a vodné uhličité kúpele v balneoterapii, dýchacie zmesi v chirurgii.
V chemickom a papierenskom priemysle
28. Na výrobu sódy, amónne uhlíkové soli (používané ako hnojivá v rastlinnej výrobe, prísady do krmiva pre prežúvavce, namiesto droždia v pečive a múčnych cukrovinkách), olovo, močovina, hydroxykarboxylové kyseliny. Na katalytickú syntézu metanolu a formaldehydu.
29. Na neutralizáciu alkalických odpadových vôd. Vďaka samopufrovaciemu účinku roztoku predchádza presná regulácia pH korózii zariadení a odpadových potrubí a nedochádza k tvorbe toxických vedľajších produktov.
30. Pri výrobe papiera na spracovanie buničiny po alkalickom bielení (zvyšuje účinnosť procesu o 15 %).
31. Zvýšiť výťažnosť a zlepšiť fyzikálne a mechanické vlastnosti a bieliteľnosť celulózy pri kyslíkovo-sódovom varení dreva.
32. Na čistenie výmenníkov tepla od vodného kameňa a zabránenie jeho vzniku (kombinácia hydrodynamických a chemických metód).
V stavebníctve a iných odvetviach
33. Na rýchle chemické vytvrdzovanie foriem na oceľové a liatinové odliatky. Prívod oxidu uhličitého do odlievacích foriem urýchľuje ich vytvrdzovanie 20-25 krát v porovnaní s tepelným sušením.
34. Ako penivý plyn pri výrobe poréznych plastov.
35. Na spevňovanie žiaruvzdorných tehál.
36. Pre zváracie poloautomatické stroje na opravu karosérií osobných a osobných automobilov, opravy kabín kamióny a traktory a na elektrické zváranie výrobkov z tenkej ocele.
37. Pri výrobe zváraných konštrukcií automatickým a poloautomatickým elektrickým zváraním v prostredí oxidu uhličitého ako ochranného plynu. V porovnaní so zváraním tyčovou elektródou sa zvyšuje pohodlnosť práce, produktivita sa zvyšuje 2-4 krát, náklady na 1 kg uloženého kovu v prostredí CO2 sú viac ako dvakrát nižšie v porovnaní s ručným oblúkovým zváraním.
38. Ako ochranné médium v zmesiach s inertnými a vzácnymi plynmi pri automatizovanom zváraní a rezaní kovov, vďaka čomu sa získajú veľmi kvalitné švy.
39. Nabíjanie a dobíjanie hasiacich prístrojov pre hasičskú techniku. V hasiacich systémoch na plnenie hasiacich prístrojov.
40. Nabíjacie plechovky na plynové zbrane a sifóny.
41. Ako rozprašovací plyn v aerosólových nádobách.
42. Naplniť športové vybavenie(lopty, gule a pod.).
43. Ako aktívne médium v medicínskych a priemyselných laseroch.
44. Na presnú kalibráciu prístrojov.
V ťažobnom priemysle
45. Na zmäkčenie uhoľného horninového masívu pri ťažbe čierneho uhlia v horninách náchylných útvaroch.
46.Na vykonávanie trhacích prác bez vytvorenia plameňa.
47. Zvyšovanie efektívnosti ťažby ropy pridávaním oxidu uhličitého do ropných ložísk.
V kvapalnom stave (nízkoteplotný oxid uhličitý)
V potravinárskom priemysle
1. Na rýchle zmrazenie potravín v kontaktných mrazničkách na teplotu -18 stupňov C a nižšiu. Spolu s tekutým dusíkom je na priame kontaktné mrazenie najvhodnejší tekutý oxid uhličitý rôzne druhy Produkty. Ako kontaktné chladivo je atraktívne vďaka svojej nízkej cene, chemickej pasivite a tepelnej stabilite, nekoroduje kovové komponenty, nie je horľavé a nie je nebezpečné pre personál. Kvapalný oxid uhličitý sa v určitých častiach dodáva do produktu pohybujúceho sa na dopravnom páse z dýz, ktorý sa pri atmosférickom tlaku okamžite mení na zmes suchého snehu a studeného oxidu uhličitého, zatiaľ čo ventilátory neustále miešajú zmes plynov vo vnútri zariadenia, čo v zásade je schopný ochladiť produkt z +20 stupňov C na -78,5 stupňov C za niekoľko minút. Použitie kontaktných rýchlomrazičov má v porovnaní s tradičnou technológiou mrazenia niekoľko zásadných výhod:
Čas mrazenia sa zníži na 5-30 minút; enzymatická aktivita v produkte rýchlo zaniká;
· štruktúra tkanív a buniek produktu je dobre zachovaná, pretože kryštály ľadu sa tvoria oveľa menších rozmerov a takmer súčasne v bunkách a v medzibunkovom priestore tkanív;
· pri pomalom zmrazení sa v produkte objavia stopy bakteriálnej aktivity, zatiaľ čo pri šokovom zmrazení jednoducho nemajú čas na rozvoj;
· strata hmotnosti produktu v dôsledku zmrštenia je len 0,3-1% (oproti 3-6%);
· Ľahko prchavé cenné aromatické látky zostanú zachované v oveľa väčšom množstve. V porovnaní so zmrazovaním tekutým dusíkom, zmrazovaním oxidom uhličitým:
· nie je pozorované praskanie produktu v dôsledku príliš veľkého teplotného rozdielu medzi povrchom a jadrom mrazeného produktu
· počas procesu zmrazovania CO2 preniká do produktu a pri rozmrazovaní ho chráni pred oxidáciou a rozvojom mikroorganizmov. Ovocie a zelenina podrobené rýchle zmrazenie a balenie na mieste, maximálne si zachovávajú chuť a nutričnú hodnotu, všetky vitamíny a biologicky aktívne látky, čo umožňuje ich široké využitie na výrobu produktov pre deti a diétna výživa. Dôležité je, že neštandardné produkty z ovocia a zeleniny sa dajú úspešne použiť na prípravu drahých mrazených zmesí. Rýchlomrazničky využívajúce tekutý oxid uhličitý sú kompaktné, majú jednoduchý dizajn a ich prevádzka je lacná (ak je v blízkosti zdroj lacného tekutého oxidu uhličitého). Zariadenia existujú v mobilných a stacionárnych verziách, špirálových, tunelových a skriňových typoch, ktoré sú predmetom záujmu poľnohospodárskych výrobcov a spracovateľov produktov. Sú vhodné najmä vtedy, keď výroba vyžaduje mrazenie rôznych potravinárskych výrobkov a surovín pri rôznych teplotných podmienkach (-10...-70 stupňov C). Rýchlo zmrazené potraviny možno sušiť vo vysokom vákuu - sušenie mrazom. Produkty vysušené touto metódou sú vysokej kvality: zachovávajú si všetky živiny, majú zvýšenú regeneračnú schopnosť, majú minimálne zmršťovanie a pórovitú štruktúru a zachovávajú si svoju prirodzenú farbu. Lyofilizované výrobky sú 10-krát ľahšie ako pôvodné vďaka odstraňovaniu vody z nich, skladujú sa veľmi dlho v uzavretých vreciach (najmä keď sú vrecia naplnené oxidom uhličitým) a možno ich lacno doručiť do najodľahlejších oblastiach.
2. Na rýchle ochladenie čerstvých potravinových produktov, balených a nebalených, na +2…+6 stupňov C. Pomocou zariadení, ktorých prevádzka je podobná prevádzke rýchlozmrazovacích zariadení: pri vstrekovaní kvapalného oxidu uhličitého sa vytvára drobný suchý sneh, s ktorým sa výrobok určitý čas spracováva. Suchý sneh - účinný prostriedok nápravy rýchly pokles teploty, ktorý nevedie k vysychaniu produktu, ako je chladenie vzduchom, a nezvyšuje jeho obsah vlhkosti, ako sa to stáva pri chladení vodným ľadom. Chladenie suchým snehom poskytuje požadované zníženie teploty v priebehu niekoľkých minút, namiesto hodín, ktoré si vyžaduje konvenčné chladenie. Prirodzená farba produktu je zachovaná a dokonca vylepšená vďaka miernemu difúzii CO2 vo vnútri. Zároveň sa výrazne zvyšuje trvanlivosť produktov, pretože CO2 potláča rozvoj aeróbnych aj anaeróbnych baktérií a plesní. Je vhodné a výhodné chladiť hydinové mäso (krájané alebo v jatočných telách), porciované mäso, údeniny a polotovary. Jednotky sa používajú aj tam, kde technológia vyžaduje rýchle ochladenie produktu počas alebo pred formovaním, lisovaním, vytláčaním, mletím alebo krájaním. Zariadenia tohto typu sú tiež veľmi vhodné na použitie v hydinárskych farmách na in-line ultrarýchle chladenie čerstvo znesených kuracích vajec zo 42,7 °C na 4,4-7,2 °C.
3. Na odstránenie šupky z bobúľ metódou mrazenia.
4. Na kryokonzerváciu spermií a embryí hovädzieho dobytka a ošípaných.
V chladiarenskom priemysle
5. Na použitie ako alternatívne chladivo v chladiacich systémoch. Oxid uhličitý môže slúžiť ako účinné chladivo, pretože má nízku kritickú teplotu (31,1 °C), relatívne vysokú teplotu trojitého bodu (-56 °C), vysoký trojbodový tlak (0,5 mPa) a vysoký kritický tlak (7,39). mPa). Ako chladivo má nasledujúce výhody:
· Veľmi nízka cena v porovnaní s inými chladivami;
· netoxický, nehorľavý a nevýbušný;
· kompatibilný so všetkými elektroizolačnými a konštrukčnými materiálmi;
· neničí ozónovú vrstvu;
mierne prispieva k zvýšeniu skleníkový efekt v porovnaní s modernými halogénovými chladivami. Vysoký kritický tlak má pozitívny aspekt nízkeho kompresného pomeru, čo vedie k významnej účinnosti kompresora, čo umožňuje kompaktné a lacné chladiace konštrukcie. Súčasne je potrebné dodatočné chladenie elektromotora kondenzátora a spotreba kovu chladiacej jednotky sa zvyšuje v dôsledku nárastu hrúbky rúr a stien. Sľubné je využitie CO2 v nízkoteplotných dvojstupňových inštaláciách pre priemyselné a polopriemyselné aplikácie a najmä v klimatizačných systémoch pre autá a vlaky.
6. Na vysokovýkonné mrazené mletie mäkkých, termoplastických a elastických výrobkov a látok. V kryogénnych mlynoch sa rýchlo a s nízkou spotrebou energie melú v mrazenej forme tie produkty a látky, ktoré sa nedajú mlieť v ich bežnej forme, napríklad želatína, guma, akékoľvek polyméry, pneumatiky. Mletie za studena v suchej, inertnej atmosfére je nevyhnutné pre všetky bylinky a koreniny, kakaové bôby a kávové zrná.
7. Na testovanie technických systémov pri nízkych teplotách.
V hutníctve
8. Na chladenie ťažkoobrobiteľných zliatin pri spracovaní na sústruhoch.
9. Vytvárať ochranné prostredie na potlačenie dymu pri procesoch tavenia alebo plnenia do fliaš medi, niklu, zinku a olova.
10. Pri žíhaní pevného medeného drôtu pre káblové výrobky.
V ťažobnom priemysle
11. Ako slabo trhavina pri ťažbe uhlia, ktorá nevedie k vznieteniu metánu a uhoľného prachu pri výbuchu a neprodukuje toxické plyny.
12. Predchádzanie požiarom a výbuchom vytláčaním vzduchu z nádob a baní obsahujúcich výbušné výpary a plyny s oxidom uhličitým.
Superkritické
V extrakčných procesoch
1. Zachytávanie aromatických látok z ovocných a bobuľových štiav, získavanie rastlinných extraktov a liečivých bylín pomocou tekutého oxidu uhličitého. Pri tradičných metódach extrakcie rastlinných a živočíšnych surovín sa používajú rôzne druhy organických rozpúšťadiel, ktoré sú vysoko špecifické a len zriedka zabezpečia extrakciu celého komplexu biologicky aktívnych zlúčenín zo surovín. Navyše vždy vzniká problém oddeľovania zvyškov rozpúšťadiel od extraktu a technologické parametre tohto procesu môžu viesť k čiastočnému alebo dokonca úplnému zničeniu niektorých zložiek extraktu, čo spôsobí zmenu nielen v zložení, ale aj v vlastnosti izolovaného extraktu. V porovnaní s tradičnými metódami majú extrakčné procesy (ako aj frakcionácia a impregnácia) pomocou superkritického oxidu uhličitého množstvo výhod:
· energeticky úsporný charakter procesu;
· vysoké charakteristiky prenosu hmoty procesu vďaka nízkej viskozite a vysokej penetračnej schopnosti rozpúšťadla;
· vysoký stupeň extrakcie príslušných zložiek a vysoká kvalita výsledný produkt;
· virtuálna absencia CO2 v hotových výrobkoch;
· inertné rozpúšťacie médium sa používa, keď teplotné podmienky neohrozuje tepelnú degradáciu materiálov;
· proces neprodukuje odpadovú vodu a odpadové rozpúšťadlá po dekompresii, CO2 je možné zhromaždiť a opätovne použiť;
· je zabezpečená jedinečná mikrobiologická čistota výsledných produktov;
· nedostatok komplexného vybavenia a viacstupňového procesu;
· Používa sa lacné, netoxické a nehorľavé rozpúšťadlo. Selektívne a extrakčné vlastnosti oxidu uhličitého sa môžu značne meniť so zmenami teploty a tlaku, čo umožňuje extrahovať väčšinu spektra v súčasnosti známych biologicky aktívnych zlúčenín z rastlinných materiálov pri nízkych teplotách.
2. Získať cenné prírodné produkty - CO2 extrakty z korenín, éterických olejov a biologicky aktívnych látok. Extrakt prakticky kopíruje pôvodný rastlinný materiál, pokiaľ ide o koncentráciu jeho obsahových látok, môžeme konštatovať, že medzi klasickými extraktmi neexistujú analógy. Údaje z chromatografickej analýzy ukazujú, že obsah cenných látok niekoľkonásobne prevyšuje klasické extrakty. Výroba v priemyselnom meradle bola zvládnutá:
· výťažky z korenín a liečivých bylín;
· ovocné arómy;
· výťažky a kyseliny z chmeľu;
· antioxidanty, karotenoidy a lykopény (aj z paradajkových surovín);
· prírodné farbivá (z plodov červenej papriky a iných);
lanolín z vlny;
· prírodné rastlinné vosky;
· rakytníkové oleje.
3. Na extrakciu vysoko čistených éterických olejov, najmä z citrusových plodov. Pri extrakcii esenciálnych olejov s nadkritickým CO2 sa úspešne extrahujú aj vysoko prchavé frakcie, ktoré týmto olejom dodávajú fixačné vlastnosti, ako aj kompletnejšiu arómu.
4. Na odstránenie kofeínu z čaju a kávy, nikotínu z tabaku.
5. Na odstránenie cholesterolu z potravy (mäso, mliečne výrobky a vajcia).
6. Na výrobu nízkotučného čipsy a sójové výrobky;
7. Na výrobu vysokokvalitného tabaku so stanovenými technologickými vlastnosťami.
8. Na chemické čistenie odevov.
9. Odstraňovať zlúčeniny uránu a transuránové prvky z rádioaktívne kontaminovaných pôd a z povrchov kovových telies. Zároveň sa stonásobne zníži objem odpadovej vody a nie je potrebné používať agresívne organické rozpúšťadlá.
10. Pre ekologickú technológiu leptania dosky plošných spojov pre mikroelektroniku, bez vytvárania toxického tekutého odpadu.
Vo frakcionačných procesoch
Oddeľovanie kvapalnej látky od roztoku alebo oddeľovanie zmesi kvapalných látok sa nazýva frakcionácia. Tieto procesy sú kontinuálne a teda oveľa efektívnejšie ako separácia látok z pevných substrátov.
11. Na rafináciu a dezodoráciu olejov a tukov. Na získanie komerčného oleja je potrebné vykonať celý rad opatrení, ako je odstránenie lecitínu, hlienu, kyseliny, bielenie, deodorizácia a iné. Pri extrakcii superkritickým CO2 sa tieto procesy uskutočňujú počas jedného technologického cyklu a kvalita získaného oleja je v tomto prípade oveľa lepšia, keďže proces prebieha pri relatívne nízkych teplotách.
12. Znížiť obsah alkoholu v nápojoch. Výroba nealkoholických nápojov tradičné nápoje(víno, pivo, jablčný mušt) je čoraz viac žiadaný z etických, náboženských alebo diétnych dôvodov. Aj keď sú tieto nízkoalkoholické nápoje často nižšej kvality, ich trh je významný a rýchlo rastie, takže zlepšenie takejto technológie je veľmi atraktívna záležitosť.
13. Na energeticky úspornú výrobu vysoko čistého glycerínu.
14. Na energeticky úspornú výrobu lecitínu zo sójového oleja (s obsahom fosfatidylcholínu cca 95 %).
15. Na prietokové čistenie priemyselných odpadových vôd od uhľovodíkových znečisťujúcich látok.
V impregnačných procesoch
Proces impregnácie - zavádzania nových látok, je v podstate opačný proces extrakcie. Požadovaná látka sa rozpustí v nadkritickom CO2, potom roztok prenikne do pevného substrátu, po uvoľnení tlaku sa oxid uhličitý okamžite odparí a látka zostane v substráte.
16. Pre ekologickú technológiu farbenia vlákien, látok a textilných doplnkov. Lakovanie je špeciálnym prípadom impregnácie. Farbivá sú zvyčajne rozpustené v toxickom organickom rozpúšťadle, takže farbené materiály sa musia dôkladne umyť, čo spôsobí, že sa rozpúšťadlo buď odparí do atmosféry, alebo skončí v odpadovej vode. Pri superkritickom farbení sa nepoužíva voda a rozpúšťadlá, farbivo je rozpustené v nadkritickom CO2. Táto metóda poskytuje zaujímavú príležitosť na farbenie Rôzne druhy syntetické materiály zároveň, napríklad plastové zúbky a látková podšívka zipsu.
17. Pre technológiu šetrnú k životnému prostrediu, nanášanie farby. Suché farbivo sa rozpúšťa v prúde superkritického CO2 a spolu s ním vyletí z trysky špeciálnej pištole. Oxid uhličitý sa okamžite odparí a farba sa usadí na povrchu. Táto technológia je perspektívna najmä pri lakovaní áut a veľkých zariadení.
18. Na homogenizovanú impregnáciu polymérnych štruktúr liečivami, čím sa zabezpečí konštantné a predĺžené uvoľňovanie liečiva v tele. Táto technológia je založená na schopnosti superkritického CO2 ľahko preniknúť do mnohých polymérov, nasýtiť ich, čo spôsobí otvorenie a napučiavanie mikropórov.
V technologických procesoch
19. Nahradenie vysokoteplotnej vodnej pary nadkritickým CO2 v procesoch extrúzie, pri spracovaní obilných surovín, umožňuje použitie relatívne nízkych teplôt, zavedenie mliečnych prísad a akýchkoľvek prísad citlivých na teplo do receptúry. Superkritická fluidná extrúzia umožňuje vytváranie nových produktov s ultraporéznou vnútornou štruktúrou a hladkým, hustým povrchom.
20. Na výrobu polymérových a tukových práškov. Prúd nadkritického CO2 s rozpustenými niektorými polymérmi alebo tukmi sa vstrekuje do komory s nižším tlakom, kde dochádza k ich „kondenzácii“ vo forme úplne homogénneho jemne rozptýleného prášku, najjemnejších vlákien alebo filmov.
21. Príprava na sušenie zeleniny a ovocia odstránením vrstvy kutikulárneho vosku prúdom superkritického CO2.
V procesoch chemických reakcií
22. Sľubnou oblasťou použitia superkritického CO2 je jeho použitie ako inertného média pri chemických reakciách polymerizácie a syntézy. V superkritickom prostredí môže syntéza prebiehať tisíckrát rýchlejšie ako syntéza rovnakých látok v tradičných reaktoroch. Pre priemysel je veľmi dôležité, že takéto výrazné zrýchlenie reakčnej rýchlosti v dôsledku vysokých koncentrácií činidiel v superkritickom médiu s jeho nízkou viskozitou a vysokou difuzivitou umožňuje zodpovedajúcim spôsobom skrátiť čas kontaktu činidiel. Z technologického hľadiska to umožňuje nahradiť statické uzavreté reaktory prietokovými reaktormi, ktoré sú zásadne menšie, lacnejšie a bezpečnejšie.
V tepelných procesoch
23. Ako pracovná kvapalina pre moderné elektrárne.
24. Ako pracovná kvapalina plynových tepelných čerpadiel produkujúcich vysokoteplotné teplo pre systémy zásobovania teplou vodou.
V pevnom stave (suchý ľad a sneh)
V potravinárskom priemysle
1. Na kontaktné mrazenie mäsa a rýb.
2. Pre kontaktné rýchle zmrazenie bobúľ (červené a čierna ríbezľa, egreše, maliny, arónia a ďalšie).
3. Predaj zmrzliny a nealkoholických nápojov na miestach vzdialených od elektrickej siete, chladených suchým ľadom.
4. Pri skladovaní, preprave a predaji mrazených a chladených potravinárskych výrobkov. Rozvíja sa výroba briketovaného a granulovaného suchého ľadu pre nákupcov a predajcov rýchlo sa kaziacich produktov. Suchý ľad je veľmi vhodný na prepravu a predaj mäsa, rýb a zmrzliny v horúcom počasí - výrobky zostávajú zmrazené veľmi dlho. Keďže suchý ľad sa iba vyparuje (sublimuje), neroztopí sa kvapalina a prepravné nádoby zostávajú vždy čisté. Automatické chladničky môžu byť vybavené malým systémom chladenia suchým ľadom, ktorý sa vyznačuje extrémnou jednoduchosťou zariadenia a vysokou prevádzkovou spoľahlivosťou; jeho cena je mnohonásobne nižšia ako cena akejkoľvek klasickej chladiacej jednotky. Pri preprave na krátke vzdialenosti je takýto chladiaci systém najekonomickejší.
5. Na predchladenie nádob pred naložením produktov. Fúkanie prúdu suchého snehu v studenom oxide uhličitom patrí k tým najviac efektívnymi spôsobmi predchladenie akýchkoľvek nádob.
6. Pre leteckú prepravu ako primárne chladivo v izotermických kontajneroch s autonómnym dvojstupňovým chladiacim systémom (granulovaný suchý ľad - freón).
Pri čistení povrchu
8. Čistenie dielov a komponentov, motorov od nečistôt pomocou úpravní s použitím granúl suchého ľadu v prúde plynu Na čistenie povrchov komponentov a dielov od prevádzkových nečistôt. IN V poslednej dobe Veľký dopyt je po neabrazívnom expresnom čistení materiálov, suchých a mokrých povrchov prúdom jemne granulovaného suchého ľadu (tryskanie). Bez demontáže jednotiek môžete úspešne vykonať:
· čistenie zváracích liniek;
· odstránenie starého náteru;
· čistenie odlievacích foriem;
· čistenie jednotiek tlačových strojov;
· čistenie zariadení pre potravinársky priemysel;
· čistenie foriem na výrobu produktov z polyuretánovej peny.
· čistenie foriem na výrobu automobilových pneumatík a iných výrobkov z gumy;
· čistenie foriem na výrobu plastových výrobkov vrátane čistenia foriem na výrobu PET fliaš; Keď pelety suchého ľadu dopadnú na povrch, okamžite sa odparia a vytvoria mikrovýbuch, ktorý odstráni nečistoty z povrchu. Pri odstraňovaní krehkého materiálu, ako je farba, proces vytvára tlakovú vlnu medzi náterom a podkladom. Táto vlna je dostatočne silná na to, aby odstránila povlak a zdvihla ho zvnútra. Pri odstraňovaní lepkavých alebo lepkavých materiálov, ako je olej alebo nečistoty, je proces čistenia podobný silnému prúdu vody.
7. Na čistenie lisovaných výrobkov z gumy a plastov od otrepov (omieľanie).
Počas stavebných prác
9. V procese výroby poréznych stavebných materiálov s rovnakou veľkosťou bublín oxidu uhličitého, rovnomerne rozložených v celom objeme materiálu.
10. Na zamrznutie pôdy počas výstavby.
11. Inštalácia ľadových zátok do vodovodných potrubí (zamrazením vonku suchým ľadom) počas doby opravárenské práce na potrubiach bez vypúšťania vody.
12. Na čistenie artézskych studní.
13. Pri odstraňovaní asfaltových plôch v horúcom počasí.
V iných odvetviach
14. Prijímanie nízkych teplôt až do mínus 100 stupňov (pri zmiešaní suchého ľadu s éterom) na testovanie kvality produktu, napr. laboratórne práce.
15. Na lisovanie dielov za studena v strojárstve.
16. Pri výrobe tvárnych druhov legovaných a nehrdzavejúcich ocelí, žíhaných hliníkových zliatin.
17. Pri drvení, mletí a konzervovaní karbidu vápnika.
18. Vytvoriť umelý dážď a získať dodatočné zrážky.
19. Umelé rozháňanie oblačnosti a hmly, boj s krupobitím.
20. Vytvárať neškodný dym počas vystúpení a koncertov. Získanie dymového efektu na popových scénach počas umeleckých vystúpení pomocou suchého ľadu.
V medicíne
21. Na liečbu niektorých kožných ochorení (kryoterapia).
, oxid uhličitý, vlastnosti oxidu uhličitého, produkcia oxidu uhličitého
Nie je vhodný na podporu života. To je však to, čím sa rastliny „živia“ a premieňajú to na organické látky. Okrem toho je to akási „prikrývka“ pre Zem. Ak by tento plyn náhle zmizol z atmosféry, Zem by sa výrazne ochladila a dážď by prakticky zmizol.
"Deka Zeme"
(oxid uhličitý, oxid uhličitý, CO 2) vzniká spojením dvoch prvkov: uhlíka a kyslíka. Vzniká pri spaľovaní uhlia alebo uhľovodíkových zlúčenín, pri kvasení kvapalín a tiež ako produkt dýchania ľudí a zvierat. IN malé množstvá je obsiahnutý aj v atmosfére, odkiaľ ho asimilujú rastliny, ktoré zase produkujú kyslík.
Oxid uhličitý je bezfarebný a ťažší ako vzduch. Zamrzne pri -78,5 °C a vytvorí sneh pozostávajúci z oxidu uhličitého. Vo vodnom roztoku tvorí kyselinu uhličitú, ale nie je dostatočne stabilná, aby sa dala ľahko izolovať.
Oxid uhličitý je zemská pokrývka. Ľahko prenáša ultrafialové lúče, ktoré zohrievajú našu planétu a odráža infračervené lúče vyžarované z jej povrchu do vesmíru. A ak oxid uhličitý náhle zmizne z atmosféry, ovplyvní to predovšetkým klímu. Na Zemi bude oveľa chladnejšie a dážď bude padať veľmi zriedka. Nie je ťažké uhádnuť, kam to nakoniec povedie.
Pravda, takáto katastrofa nám zatiaľ nehrozí. Práve naopak. Spaľovanie organických látok: ropy, uhlia, zemného plynu, dreva - postupne zvyšuje obsah oxidu uhličitého v atmosfére. To znamená, že časom musíme očakávať výrazné oteplenie a zvlhčenie zemskej klímy. Mimochodom, starci veria, že už je citeľne teplejšie ako za čias ich mladosti...
Uvoľňuje sa oxid uhličitý nízka teplota kvapaliny, vysokotlaková kvapalina A plynný. Získava sa z odpadových plynov z výroby amoniaku, alkoholov a tiež na zákl špeciálne spaľovanie palivá a iné priemyselné odvetvia. Plynný oxid uhličitý je bezfarebný plyn bez zápachu pri teplote 20 ° C a tlaku 101,3 kPa (760 mm Hg), hustota - 1,839 kg / m3. Kvapalný oxid uhličitý je jednoducho bezfarebná kvapalina bez zápachu.
Netoxický a nevýbušný. Oxid uhličitý má pri koncentráciách nad 5 % (92 g/m3) škodlivý vplyv na ľudské zdravie – je ťažší ako vzduch a môže sa hromadiť v zle vetraných priestoroch pri podlahe. Tým sa znižuje objemový podiel kyslíka vo vzduchu, čo môže spôsobiť nedostatok kyslíka a dusenie.
Produkcia oxidu uhličitého
V priemysle sa oxid uhličitý získava z pecné plyny, od produkty rozkladu prírodných uhličitanov(vápenec, dolomit). Zmes plynov sa premyje roztokom uhličitanu draselného, ktorý absorbuje oxid uhličitý a mení sa na hydrogenuhličitan. Pri zahrievaní sa roztok hydrogénuhličitanu rozkladá a uvoľňuje oxid uhličitý. Pri priemyselnej výrobe sa plyn čerpá do tlakových fliaš.
V laboratórnych podmienkach sa získajú malé množstvá interakcia uhličitanov a hydrogénuhličitanov s kyselinami, napríklad mramor s kyselinou chlorovodíkovou.
"Suchý ľad" a ďalšie prospešné vlastnosti oxidu uhličitého
Oxid uhličitý sa v každodennej praxi používa pomerne široko. Napríklad, perlivá voda s prídavkom aromatických esencií - úžasný osviežujúci nápoj. IN Potravinársky priemysel oxid uhličitý sa používa aj ako konzervant - je uvedený na obale pod kódom E290 a tiež ako prostriedok na kysnutie cesta.
Hasiace prístroje s oxidom uhličitým používané pri požiaroch. Zistili to biochemici hnojenie... ovzdušia oxidom uhličitým veľmi účinný prostriedok na zvýšenie úrody rôznych plodín. Možno má toto hnojivo jedinú, ale významnú nevýhodu: môže sa používať iba v skleníkoch. V závodoch, ktoré produkujú oxid uhličitý, sa skvapalnený plyn balí do oceľových fliaš a posiela sa spotrebiteľom. Ak otvoríte ventil, sneh vytečie so syčaním. Aký zázrak?
Všetko je vysvetlené jednoducho. Práca vynaložená na stlačenie plynu je podstatne menšia ako práca potrebná na jeho expanziu. A aby sa nejakým spôsobom kompenzoval výsledný deficit, oxid uhličitý sa prudko ochladzuje a mení sa na "suchý ľad". Je široko používaný na konzervovanie a konzervovanie potravín obyčajný ľad má významné výhody: po prvé, jeho „chladiaci výkon“ je dvakrát vyšší na jednotku hmotnosti; po druhé, vyparí sa bez stopy.
Oxid uhličitý sa používa ako aktívne médium v zváranie drôtom pretože pri teplote oblúka sa oxid uhličitý rozkladá na oxid uhoľnatý CO a kyslík, ktorý následne interaguje s tekutý kov oxiduje ho.
Oxid uhličitý v plechovkách sa používa v vzduchové zbrane a ako zdroj energie pre motory v leteckom modelárstve.
Oxid uhličitý (oxid uhličitý, oxid uhličitý, CO 2) vzniká vzájomným pôsobením dvoch prvkov – kyslíka a uhlíka. Oxid uhličitý vzniká spaľovaním uhľovodíkových zlúčenín alebo uhlia v dôsledku fermentácie kvapalín a tiež ako produkt dýchania zvierat a ľudí. V malom množstve sa nachádza v atmosfére. Rastliny absorbujú oxid uhličitý z atmosféry a premieňajú ho na organické zložky. Keď tento plyn zmizne z atmosféry, na Zemi prakticky nebude pršať a výrazne sa ochladí.
Vlastnosti oxidu uhličitého
Oxid uhličitý je ťažší ako vzduch. Zamŕza pri -78 °C. Keď oxid uhličitý zamrzne, tvorí sneh. V roztoku oxid uhličitý tvorí kyselinu uhličitú. Kvôli určitým vlastnostiam sa oxid uhličitý niekedy nazýva „prikrývka“ Zeme. Ľahko prechádza ultrafialovými lúčmi. Infračervené lúče sú vyžarované z povrchu oxidu uhličitého do vesmíru.
Oxid uhličitý sa uvoľňuje v kvapalnej forme pri nízkej teplote, kvapalnej forme pri vysokom tlaku a plynnej forme. Plynná forma oxidu uhličitého sa získava z odpadových plynov pri výrobe alkoholov, čpavku a tiež v dôsledku spaľovania paliva. Plynný oxid uhličitý je netoxický a nevýbušný plyn, bez zápachu a farby. V kvapalnej forme je oxid uhličitý bezfarebná kvapalina bez zápachu. Pri obsahu nad 5% sa oxid uhličitý hromadí v priestore podlahy v zle vetraných priestoroch. Zníženie objemového podielu kyslíka vo vzduchu môže viesť k nedostatku kyslíka a uduseniu. Embryológovia zistili, že ľudské a zvieracie bunky potrebujú asi 7 % oxidu uhličitého a iba 2 % kyslíka. Oxid uhličitý je trankvilizér nervového systému a vynikajúce anestetikum. Plyn v ľudskom tele sa podieľa na syntéze aminokyselín a má vazodilatačný účinok. Nedostatok oxidu uhličitého v krvi vedie ku spazmom ciev a hladkého svalstva všetkých orgánov, k zvýšenej sekrécii v nosových priechodoch, prieduškách a k vzniku polypov a adenoidov a k zhrubnutiu membrán v dôsledku ukladania cholesterolu.
Výroba oxidu uhličitého
Existuje niekoľko spôsobov výroby oxidu uhličitého. V priemysle sa oxid uhličitý získava z dolomitu, vápenca - produktov rozkladu prírodných uhličitanov, ako aj z pecných plynov. Plynná zmes sa premyje roztokom uhličitanu draselného. Zmes absorbuje oxid uhličitý a mení sa na hydrogenuhličitan. Hydrogénuhličitanový roztok sa zahrieva a rozkladá sa, pričom sa uvoľňuje oxid uhličitý. Pri metóde priemyselnej výroby sa oxid uhličitý čerpá do valcov.
V laboratóriách je výroba oxidu uhličitého založená na interakcii hydrogénuhličitanov a uhličitanov s kyselinami.
Aplikácie oxidu uhličitého
V každodennej praxi sa oxid uhličitý používa pomerne často. V potravinárskom priemysle sa oxid uhličitý používa ako kypridlo cesta a tiež ako konzervačná látka. Na obale výrobku je uvedený pod kódom E290. Vlastnosti oxidu uhličitého sa využívajú aj pri výrobe perlivej vody.
Biochemici zistili, že na zvýšenie úrody rôznych plodín je veľmi efektívne hnojiť vzduch oxidom uhličitým. Avšak túto metódu Hnojivá sa môžu používať iba v skleníkoch. IN poľnohospodárstvo plyn sa používa na vytváranie umelého dažďa. Pri neutralizácii alkalického prostredia oxid uhličitý nahrádza silné minerálne kyseliny. V skladoch zeleniny sa oxid uhličitý používa na vytvorenie plynného prostredia.
V parfumérskom priemysle sa oxid uhličitý používa pri výrobe parfumov. V medicíne sa oxid uhličitý využíva na antiseptické účinky pri otvorených operáciách.
Po ochladení sa oxid uhličitý zmení na „suchý ľad“. Skvapalnený oxid uhličitý sa balí do fliaš a posiela sa spotrebiteľom. Oxid uhličitý vo forme „suchého ľadu“ sa používa na konzervovanie potravín. Pri zahrievaní sa takýto ľad vyparí bez zanechania zvyšku.
Oxid uhličitý sa používa ako aktívne médium pri zváraní drôtom. Pri zváraní sa oxid uhličitý rozkladá na kyslík a oxid uhoľnatý. Kyslík interaguje s tekutým kovom a oxiduje ho.
V modelovaní lietadiel sa oxid uhličitý používa ako zdroj energie pre motory. Nádoby s oxidom uhličitým sa používajú vo vzduchových pištoliach.
Soda, sopka, Venuša, chladnička - čo majú spoločné? Oxid uhličitý. Vyzbierali sme pre vás najviac zaujímavé informácie o jednej z najdôležitejších chemických zlúčenín na Zemi.
Čo je oxid uhličitý
Oxid uhličitý je známy najmä v plynnom stave, t.j. ako oxid uhličitý s jednoduchým chemický vzorec CO2. V tejto forme existuje za normálnych podmienok - pri atmosférickom tlaku a „bežných“ teplotách. Ale pri zvýšenom tlaku nad 5 850 kPa (ako je napríklad tlak v hĺbke mora asi 600 m) sa tento plyn mení na kvapalinu. A pri silnom ochladení (mínus 78,5 °C) kryštalizuje a stáva sa z neho takzvaný suchý ľad, ktorý sa v obchode široko používa na skladovanie mrazených potravín v chladničkách.
Vyrába sa a používa sa tekutý oxid uhličitý a suchý ľad ľudská aktivita, ale tieto formy sú nestabilné a ľahko sa rozpadajú.
Ale plynný oxid uhličitý je všadeprítomný: uvoľňuje sa pri dýchaní zvierat a rastlín a je dôležitou súčasťou chemického zloženia atmosféry a oceánu.
Vlastnosti oxidu uhličitého
Oxid uhličitý CO2 je bezfarebný a bez zápachu. Za normálnych podmienok nemá chuť. Ak však vdychujete vysoké koncentrácie oxidu uhličitého, môžete pociťovať kyslú chuť v ústach spôsobenú rozpúšťaním oxidu uhličitého na slizniciach a v slinách a vytváraním slabého roztoku kyseliny uhličitej.
Mimochodom, práve schopnosť oxidu uhličitého rozpúšťať sa vo vode sa využíva na výrobu sýtenej vody. Limonádové bubliny sú rovnaký oxid uhličitý. Prvé zariadenie na sýtenie vody CO2 bolo vynájdené už v roku 1770 a už v roku 1783 začal podnikavý Švajčiar Jacob Schwepp s priemyselnou výrobou sódy ( ochranná známka Schweppes stále existuje).
Oxid uhličitý je 1,5-krát ťažší ako vzduch, preto má tendenciu „usadzovať sa“ vo svojich spodných vrstvách, ak je miestnosť zle vetraná. Známy je efekt „psej jaskyne“, kedy sa CO2 uvoľňuje priamo zo zeme a hromadí sa vo výške asi pol metra. Dospelý človek, ktorý vstúpi do takejto jaskyne, vo výške svojho rastu nepociťuje nadbytok oxidu uhličitého, ale psy sa ocitnú priamo v hrubej vrstve oxidu uhličitého a sú otrávené.
CO2 nepodporuje spaľovanie, preto sa používa v hasiacich prístrojoch a hasiacich systémoch. Trik uhasiť horiacu sviečku s obsahom údajne prázdneho pohára (ale v skutočnosti oxidu uhličitého) je založený práve na tejto vlastnosti oxidu uhličitého.
Oxid uhličitý v prírode: prírodné zdroje
Oxid uhličitý sa v prírode tvorí z rôznych zdrojov:
- Dýchanie zvierat a rastlín.
Každý školák vie, že rastliny absorbujú oxid uhličitý CO2 zo vzduchu a využívajú ho v procesoch fotosyntézy. Niektoré ženy v domácnosti sa o to pokúšajú izbové rastliny vynahradiť nedostatky. Rastliny však oxid uhličitý v neprítomnosti svetla nielen absorbujú, ale aj uvoľňujú – je to súčasť procesu dýchania. Džungľa v zle vetranej spálni preto nie je dobrý nápad: hladina CO2 v noci ešte stúpne. - Sopečná činnosť.
Oxid uhličitý je súčasťou sopečných plynov. V oblastiach s vysokou sopečnou aktivitou sa CO2 môže uvoľňovať priamo zo zeme – z trhlín a puklín nazývaných mofety. Koncentrácia oxidu uhličitého v mofetových údoliach je taká vysoká, že keď sa tam dostanú, uhynie veľa malých zvierat. - Rozklad organickej hmoty.
Oxid uhličitý vzniká pri spaľovaní a rozklade organických látok. Lesné požiare sprevádzajú veľké prírodné emisie oxidu uhličitého.
Oxid uhličitý sa v prírode „uskladňuje“ vo forme zlúčenín uhlíka v mineráloch: uhlie, ropa, rašelina, vápenec. Obrovské zásoby CO2 sa nachádzajú v rozpustenej forme vo svetových oceánoch.
Uvoľnenie oxidu uhličitého z otvoreného zásobníka môže viesť k limnologickej katastrofe, ako sa to stalo napríklad v rokoch 1984 a 1986. v jazerách Manoun a Nyos v Kamerune. Obe jazerá vznikli na mieste sopečných kráterov – teraz sú vyhasnuté, no v hĺbkach sopečná magma stále uvoľňuje oxid uhličitý, ktorý stúpa do vôd jazier a rozpúšťa sa v nich. V dôsledku viacerých klimatických a geologických procesov prekročila koncentrácia oxidu uhličitého vo vodách kritickú hodnotu. Do atmosféry sa uvoľnilo obrovské množstvo oxidu uhličitého, ktorý sa ako lavína zviezol po svahoch hôr. Asi 1800 ľudí sa stalo obeťami limnologických katastrof na kamerunských jazerách.
Umelé zdroje oxidu uhličitého
Hlavnými antropogénnymi zdrojmi oxidu uhličitého sú:
- priemyselné emisie spojené so spaľovacími procesmi;
- automobilová doprava.
Napriek tomu, že podiel ekologickej dopravy vo svete rastie, drvivá väčšina svetovej populácie tak skoro nebude mať možnosť (alebo chuť) presedlať na nové autá.
Aktívne odlesňovanie na priemyselné účely vedie aj k zvýšeniu koncentrácie oxidu uhličitého CO2 vo vzduchu.
CO2 je jedným z konečných produktov metabolizmu (rozklad glukózy a tukov). Je vylučovaný v tkanivách a transportovaný hemoglobínom do pľúc, cez ktoré je vydychovaný. Vzduch vydychovaný osobou obsahuje asi 4,5% oxidu uhličitého (45 000 ppm) - 60-110-krát viac ako vo vzduchu vdychovanom.
Oxid uhličitý zohráva veľkú úlohu pri regulácii prietoku krvi a dýchania. Zvýšenie hladín CO2 v krvi spôsobí, že sa kapiláry rozšíria, čím prejde viac krvi, čím sa tkanivám dodajú kyslík a odstráni sa oxid uhličitý.
Dýchací systém je stimulovaný aj nárastom oxidu uhličitého, a nie nedostatkom kyslíka, ako by sa mohlo zdať. V skutočnosti nedostatok kyslíka telo dlho nepociťuje a je dosť možné, že v riedkom vzduchu človek stratí vedomie skôr, ako pocíti nedostatok vzduchu. Stimulačná vlastnosť CO2 sa využíva v zariadeniach na umelé dýchanie: kde sa oxid uhličitý zmieša s kyslíkom, aby sa „naštartoval“ dýchací systém.
Oxid uhličitý a my: prečo je CO2 nebezpečný
Oxid uhličitý je potrebný pre ľudské telo rovnako ako kyslík. Ale rovnako ako pri kyslíku, aj nadbytok oxidu uhličitého škodí našej pohode.
Vysoká koncentrácia CO2 vo vzduchu vedie k intoxikácii organizmu a spôsobuje stav hyperkapnie. Pri hyperkapnii človek pociťuje ťažkosti s dýchaním, nevoľnosť, bolesti hlavy, môže dokonca stratiť vedomie. Ak sa obsah oxidu uhličitého nezníži, príde rad na rad - hladovanie kyslíkom. Faktom je, že oxid uhličitý aj kyslík sa pohybujú v tele rovnakým „transportom“ - hemoglobínom. Normálne „cestujú“ spolu a pripájajú sa na rôzne miesta na molekule hemoglobínu. Zvýšená koncentrácia oxidu uhličitého v krvi však znižuje schopnosť kyslíka viazať sa na hemoglobín. Množstvo kyslíka v krvi klesá a vzniká hypoxia.
Takéto nezdravé následky pre organizmus nastávajú pri vdychovaní vzduchu s obsahom CO2 vyšším ako 5000 ppm (môže to byť napríklad vzduch v baniach). Aby som bol spravodlivý, v bežný život s takým vzduchom sa prakticky nestretávame. Oveľa nižšia koncentrácia oxidu uhličitého však nemá na zdravie najlepší vplyv.
Podľa niektorých zistení dokonca 1 000 ppm CO2 spôsobuje u polovice subjektov únavu a bolesti hlavy. Mnoho ľudí začne pociťovať dusno a nepohodlie ešte skôr. S ďalším kritickým zvýšením koncentrácie oxidu uhličitého na 1 500 – 2 500 ppm je mozog „lenivý“ prevziať iniciatívu, spracovávať informácie a robiť rozhodnutia.
A ak je úroveň 5 000 ppm v každodennom živote takmer nemožná, potom 1 000 a dokonca 2 500 ppm môže byť ľahko súčasťou reality moderného človeka. Naša ukázala, že v zriedka vetraných školské triedy Hladiny CO2 zostávajú väčšinu času nad 1 500 ppm a niekedy vyskočia nad 2 000 ppm. Existujú všetky dôvody domnievať sa, že situácia je podobná v mnohých kanceláriách a dokonca aj v bytoch.
Fyziológovia považujú 800 ppm za bezpečnú hladinu oxidu uhličitého pre ľudské zdravie.
Iná štúdia zistila súvislosť medzi hladinami CO2 a oxidačným stresom: čím vyššia je hladina oxidu uhličitého, tým viac trpíme oxidačným stresom, ktorý poškodzuje bunky nášho tela.
Oxid uhličitý v zemskej atmosfére
V atmosfére našej planéty je len asi 0,04 % CO2 (to je približne 400 ppm) a nedávno to bolo ešte menej: hranicu 400 ppm prekročil oxid uhličitý až na jeseň 2016. Vedci pripisujú nárast hladiny CO2 v atmosfére industrializácii: v polovici 18. storočia, v predvečer priemyselnej revolúcie, to bolo len asi 270 ppm.
(IV), oxid uhličitý alebo oxid uhličitý. Nazýva sa tiež anhydrid kyseliny uhličitej. Je to úplne bezfarebný plyn bez zápachu s kyslou chuťou. Oxid uhličitý je ťažší ako vzduch a je slabo rozpustný vo vode. Pri teplotách pod - 78 stupňov Celzia kryštalizuje a stáva sa ako sneh.
Táto látka prechádza z plynného stavu do pevného, pretože nemôže existovať v kvapalnom stave pri atmosférickom tlaku. Hustota oxidu uhličitého za normálnych podmienok je 1,97 kg/m3 - 1,5-krát vyššia oxid uhličitý v pevnej forme sa nazýva „suchý ľad“. Do tekutého stavu, v ktorom sa môže skladovať dlho, spína sa pri zvýšení tlaku. Pozrime sa bližšie na túto látku a jej chemickú štruktúru.
Oxid uhličitý, ktorého vzorec je CO2, pozostáva z uhlíka a kyslíka a vzniká ako výsledok spaľovania alebo rozkladu organických látok. Oxid uhoľnatý sa nachádza vo vzduchu a podzemných minerálnych prameňoch. Ľudia a zvieratá tiež vypúšťajú oxid uhličitý pri výdychu. Rastliny bez svetla ho uvoľňujú a intenzívne absorbujú pri fotosyntéze. V dôsledku metabolického procesu buniek všetkých živých bytostí je oxid uhoľnatý jednou z hlavných zložiek okolitá príroda.
Tento plyn nie je toxický, ale ak sa nahromadí vo vysokých koncentráciách, môže začať dusenie (hyperkapnia) a pri jeho nedostatku vzniká opačný stav – hypokapnia. Oxid uhličitý prenáša a odráža infračervené žiarenie. Tá priamo ovplyvňuje globálne otepľovanie. Je to spôsobené tým, že hladina jeho obsahu v atmosfére sa neustále zvyšuje, čo vedie k skleníkovému efektu.
Oxid uhličitý sa priemyselne vyrába z dymových alebo pecných plynov, prípadne rozkladom dolomitových a vápencových uhličitanov. Zmes týchto plynov sa dôkladne premyje špeciálnym roztokom pozostávajúcim z uhličitanu draselného. Potom sa premení na hydrogenuhličitan a pri zahrievaní sa rozkladá, čo vedie k uvoľňovaniu oxidu uhličitého. Oxid uhličitý (H2CO3) vzniká z oxidu uhličitého rozpusteného vo vode, ale v moderné podmienky Získavajú ho aj inými, progresívnejšími metódami. Po vyčistení sa oxid uhličitý stlačí, ochladí a prečerpá do valcov.
V priemysle je táto látka široko a univerzálne používaná. Potravinári ho používajú ako kypriaci prostriedok (napríklad na prípravu cesta) alebo ako konzervačný prostriedok (E290). Pomocou oxidu uhličitého sa vyrábajú rôzne tonické nápoje a sódovky, ktoré tak milujú nielen deti, ale aj dospelí. Oxid uhličitý sa používa pri výrobe jedlej sódy, piva, cukru a šumivých vín.
Oxid uhličitý sa používa aj pri výrobe účinných hasiacich prístrojov. Pomocou oxidu uhličitého sa vytvára aktívne médium, ktoré je potrebné pri vysokých teplotách zváracieho oblúka, oxid uhličitý sa rozkladá na kyslík a oxid uhoľnatý. Kyslík interaguje s tekutým kovom a oxiduje ho. Oxid uhličitý v plechovkách sa používa vo vzduchových zbraniach a pištoliach.
Leteckí modelári používajú túto látku ako palivo pre svoje modely. Pomocou oxidu uhličitého môžete výrazne zvýšiť úrodu plodín pestovaných v skleníku. Je tiež široko používaný v priemysle, v ktorom sa potravinárske výrobky uchovávajú oveľa lepšie. Používa sa ako chladivo v chladničkách, mrazničkách, elektrických generátoroch a iných tepelných elektrárňach.
