Đá khô đóng một vai trò quan trọng trong các ngành công nghiệp hiện đại. Nó được sử dụng rộng rãi để làm sạch công nghiệp, vận chuyển dây chuyền lạnh, bảo quản thực phẩm và hậu cần y tế. Không giống như đá thông thường, đá khô thăng hoa trực tiếp từ thể rắn sang thể khí ở nhiệt độ -78,5 độ (-109,3 độ F), không để lại độ ẩm hoặc cặn.
Đặc tính độc đáo này khiến nó trở nên vô giá đối với các quy trình cần tránh nước hoặc độ dẫn điện.
Nhưng bạn đã bao giờ thắc mắc làm thế nào CO₂ lỏng được chuyển hóa thành những viên đá khô rắn chưa?
Câu trả lời nằm ở một thiết bị công nghiệp chuyên dụng được gọi là máymáy tạo viên đá khô.
Trong hướng dẫn này, chúng ta sẽ xem xét đầy đủ cách hoạt động của máy tạo viên đá khô - khám phá nguyên tắc làm việc, các bộ phận chính, quy trình sản xuất và ứng dụng công nghiệp của chúng.
Máy tạo viên đá khô là gì?
Máy tạo viên đá khô là một loại máy được thiết kế để chuyển đổi carbon dioxide lỏng (LCO₂) thành các viên đá khô rắn thông qua quá trình giảm áp suất nhanh và nén cơ học.
Về cơ bản, nó sử dụng CO₂ hóa lỏng được lưu trữ dưới áp suất cao và biến nó thành các viên hình trụ dày đặc sẵn sàng để sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau.
Tính chất vật lý của đá khô
Đá khô là dạng rắn của carbon dioxide và nó hoạt động rất khác với đá gốc nước.
Ở –78,5 độ (–109,3 độ F), đá khô không tan thành chất lỏng - mà thăng hoa trực tiếp thành khí CO₂, nghĩa là:
- Nó không để lại dư lượng chất lỏng,
- Nó không{0}}dẫn điện và
- Nó không-độc hại và an toàn khi tiếp xúc gián tiếp với sản phẩm.
Hành vi làm mát "khô" này là lý do tại sao nó được sử dụng trong các ứng dụng như làm sạch chính xác, vận chuyển y sinh và bảo quản lạnh.
Viên so với khối so với lát
Đá khô có nhiều dạng:
- Viên - miếng hình trụ nhỏ (thường có đường kính 3 mm, 6 mm hoặc 9 mm). Chúng được dùng để bắn đá khô, hậu cần chuỗi lạnh và làm mát-theo yêu cầu.
- Khối – các khối lớn, nhỏ gọn để làm lạnh-dài hạn hoặc vận chuyển hàng hóa số lượng lớn.
- Lát hoặc tấm – tấm phẳng được thiết kế cho dây chuyền chế biến thực phẩm hoặc trưng bày lạnh.
Viên nhỏ là dạng phổ biến nhất vì chúng dễ xử lý, tạo ra ít chất thải hơn và có thể được tạo ra liên tục bằng máy tạo viên tự động.
Khoa học đằng sau sự hình thành băng khô
Để hiểu cách thức hoạt động của máy tạo viên đá khô, trước tiên chúng ta cần xem xét tính chất vật lý của sự thay đổi pha CO₂.
Quá trình này bao gồm việc chuyển đổi khí carbon dioxide thành chất lỏng và sau đó thành chất rắn - trong khi bỏ qua pha lỏng ở áp suất bình thường.
Giai đoạn 1: Hóa lỏng
Quá trình bắt đầu khi khí CO₂ được nén và làm lạnh để tạo thành carbon dioxide lỏng (LCO₂).
Điều này thường xảy ra ở áp suất khoảng 6.250 kPa (khoảng 900 psi) và nhiệt độ khoảng -17 độ (1 độ F).
Chất lỏng sau đó được lưu trữ trong bình CO₂ cách nhiệt, sẵn sàng đưa vào máy ép viên.
Giai đoạn 2: Mở rộng (Giảm áp suất nhanh)
Bên trong máy ép viên, CO₂ lỏng được giải phóng qua buồng giãn nở nơi áp suất giảm đột ngột.
Khi điều này xảy ra:
- Một phần chất lỏng ngay lập tức bốc hơi (biến thành khí),
- Sự bay hơi này hấp thụ nhiệt,
- Phần còn lại của chất lỏng đông đặc lại thành tuyết CO₂ mịn - được gọi là tuyết băng khô.
Quá trình "đóng băng nhanh" này là nền tảng cho cách tạo ra đá khô từ CO₂.
Giai đoạn 3: Nén chặt (Hộp nhất thành viên)
Tuyết CO₂ sau đó được nén dưới áp suất cao - thường từ 15 đến 25 MPa - bên trong buồng tạo hình.
Dưới áp lực này, tuyết nén lại và kết hợp với nhau thành băng khô dày đặc.
Vật liệu rắn này sau đó được đẩy qua khuôn ép đùn, tạo thành các sợi liên tục và sau đó được cắt thành dạng viên.
Toàn bộ quá trình tận dụng khả năng độc đáo của đá khô để thăng hoa quá trình chuyển đổi - trực tiếp từ dạng rắn sang dạng khí mà không tan chảy.
Đặc tính này làm cho đá khô trở nên "khô", sạch và hoàn hảo cho các ứng dụng công nghiệp và hậu cần nhạy cảm.
Các thành phần chính của máy tạo viên đá khô
Máy tạo viên đá khô hiện đại là một hệ thống phức tạp tích hợp kỹ thuật đông lạnh, cơ học thủy lực và điều khiển tự động hóa.
Mỗi thành phần hoạt động cùng nhau để đảm bảo CO₂ được chuyển hóa thành các viên có mật độ-cao một cách hiệu quả.
Hệ thống lưu trữ và phân phối CO₂ lỏng
Hệ thống này duy trì CO₂ ở trạng thái lỏng trước khi xử lý.
Nó bao gồm các bể cách nhiệt, bộ điều chỉnh áp suất và đường phân phối vận chuyển CO₂ lỏng đến máy ép viên.
Thức ăn lỏng ổn định đảm bảo mật độ và sản lượng viên phù hợp.
Phòng mở rộng
Tại đây, CO₂ lỏng trải qua quá trình giảm áp suất nhanh chóng, biến thành tuyết CO₂.
Buồng giãn nở được thiết kế chính xác để xử lý sự sụt giảm áp suất một cách an toàn và tách khí khỏi CO₂ rắn mới hình thành.
Thiết kế buồng thích hợp giúp cải thiện hiệu suất chuyển đổi và ngăn ngừa thất thoát CO₂.
Hệ thống nén thủy lực
Đây chính là “trái tim” của máy ép viên.
Máy ép thủy lực nén tuyết CO₂ thành khối dày đặc dưới áp suất cực cao.
Nó xác định mật độ, hình dạng và độ cứng của viên, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của đá khô trong các ứng dụng làm sạch hoặc làm mát.
Hệ thống thủy lực-chất lượng cao đảm bảo sự ổn định, tiết kiệm năng lượng và tuổi thọ lâu dài.
Đầu đùn và đầu tạo hình
Sau khi nén, đá khô rắn đi qua một tấm khuôn có nhiều lỗ.
Những lỗ này xác định đường kính viên - thường là 3 mm, 6 mm hoặc 9 mm - tùy thuộc vào mục đích sử dụng.
Khuôn được làm bằng thép hợp kim có độ bền- cao để chịu được những biến động liên tục về áp suất và nhiệt độ.
Hệ thống cắt và thu gom
Khi các sợi băng khô thoát ra khỏi khuôn, cơ chế cắt sẽ cắt chúng thành các viên đồng nhất.
Các viên rơi vào thùng thu gom cách nhiệt, giúp giảm thiểu thất thoát thăng hoa.
Một số hệ thống còn tích hợp các bộ phận đóng gói hoặc vận chuyển tự động để hoạt động liên tục.
Hệ thống tự động hóa và điều khiển
Máy ép viên hiện đại được trang bị bảng điều khiển màn hình cảm ứng, cảm biến và hệ thống PLC.
Chúng quản lý áp suất, tốc độ cấp liệu, tốc độ đùn và giám sát an toàn trong thời gian thực.
Tự động hóa đảm bảo sản xuất ổn định, giảm khối lượng công việc của người vận hành và tăng cường an toàn tổng thể.
Quy trình sản xuất viên đá khô từng bước
Sản xuất viên đá khô là một quy trình công nghiệp liên tục kết hợp vật lý đông lạnh và cơ học{0}áp suất cao. Dưới đây là bảng phân tích đơn giản hóa sáu giai đoạn chính xảy ra bên trong máy tạo viên đá khô hiện đại.
Đầu vào CO₂
Quá trình bắt đầu với việc CO₂ lỏng được cấp từ bể chứa cách nhiệt vào máy ép viên thông qua dây chuyền phân phối đông lạnh. Duy trì CO₂ ở trạng thái lỏng ổn định là rất quan trọng để đảm bảo mật độ viên và hiệu quả sản xuất ổn định.
Giảm áp suất nhanh (Mở rộng flash)
Bên trong buồng giãn nở, CO₂ lỏng trải qua quá trình giảm áp suất nhanh chóng. Sự sụt giảm đột ngột này khiến một phần CO₂ bốc hơi ngay lập tức trong khi phần còn lại đóng băng thành "tuyết" CO₂ mịn.
Hiện tượng này được gọi là hiện tượng đóng băng nhanh, tạo thành nguyên liệu thô sẽ trở thành những viên đá khô.
Bộ sưu tập tuyết CO₂
Tuyết CO₂ mới hình thành sẽ tích tụ bên trong buồng nén, trong khi khí thừa được thoát ra hoặc thu hồi một cách an toàn. Việc thu gom thích hợp đảm bảo cấp liệu đồng đều cho giai đoạn nén và ngăn ngừa thất thoát năng lượng.
Nén áp suất cao-
Hệ thống thủy lực sau đó nén tuyết CO₂ thành một khối rắn dày đặc.
Quá trình này thường hoạt động trong khoảng 15–25 MPa, tạo thành cột băng khô rắn với mật độ khoảng 1,3 – 1,45 g/cm³.
Áp suất nén xác định độ cứng, tốc độ thăng hoa và chất lượng tổng thể của viên.
Đùn và cắt
Cột đá khô đông đặc được ép qua khuôn ép đùn - một tấm có nhiều lỗ định hình đá khô thành các sợi liên tục.
Những sợi này ngay lập tức được cắt thành các viên có đường kính từ 3 mm đến 19 mm, tùy thuộc vào cấu hình khuôn.
của YJCO2Máy tạo viên đá khô YJ.GB500Pchẳng hạn, có thể sản xuất tới 500 kg đá khô mỗi giờ bằng hệ thống thủy lực 15 kW.
Thu thập và lưu trữ
Các viên nhỏ rơi vào các thùng thu gom cách nhiệt, tại đó chúng được đóng gói để vận chuyển hoặc chuyển trực tiếp đến các hệ thống-sử dụng-chẳng hạn như máy nổ hoặc hộp xích-lạnh.
Cách nhiệt thích hợp giúp giảm thiểu sự mất mát thăng hoa và duy trì tính toàn vẹn của viên để sử dụng lâu hơn.
Ứng dụng của viên đá khô
Viên đá khô là phương tiện làm mát linh hoạt, sạch sẽ và mạnh mẽ. Hình dạng nhỏ gọn và mật độ đồng đều của chúng làm cho chúng phù hợp với nhiều mục đích sử dụng công nghiệp và thương mại.
Vệ sinh công nghiệp (Nổ đá khô)
Viên 3 mm thường được sử dụng trong hệ thống phun đá khô.
Được đẩy bằng khí nén, những viên này loại bỏ dầu, sơn, carbon và các chất gây ô nhiễm mà không bị mài mòn hoặc tạo ra chất thải thứ cấp.
Chúng được áp dụng rộng rãi trong sản xuất ô tô, điện tử và bảo trì khuôn mẫu.
Vận chuyển chuỗi thực phẩm và đồ lạnh{0}}
Vì đá khô không chứa hơi ẩm và không tan chảy nên rất lý tưởng để bảo quản thực phẩm dễ hỏng và hàng đông lạnh trong quá trình vận chuyển.
Nó đảm bảo sự ổn định nhiệt độ trên khoảng cách xa trong dịch vụ hậu cần hải sản, bánh mì và{0}bữa ăn sẵn.
Sử dụng y tế và dược phẩm
Các bệnh viện, phòng thí nghiệm và công ty dược phẩm dựa vào viên đá khô để lưu trữ và vận chuyển vắc xin, mẫu sinh học và thuốc thử yêu cầu nhiệt độ-cực thấp.
Hình dạng đồng nhất của viên cho phép kiểm soát nhiệt độ chính xác bên trong máy làm mát y tế.
Sản xuất và làm mát công nghiệp
Đá khô được sử dụng để làm mát khuôn nhanh, làm mờ các bộ phận cao su và kiểm soát nhiệt độ quá trình trong chế tạo nhựa và kim loại.
Viên nén cung cấp khả năng truyền nhiệt nhanh mà không gây ẩm cho các thiết bị nhạy cảm.
Ứng dụng sự kiện và hiệu ứng đặc biệt
Trong giải trí, viên đá khô được sử dụng để tạo hiệu ứng sương mù-tầm thấp cho sân khấu, công viên giải trí và phim trường.
Khi trộn với nước ấm, chúng ngay lập tức tạo ra sương mù trắng dày trong khi vẫn giữ độ ẩm ở mức thấp.
Cách chọn máy tạo viên đá khô phù hợp
Việc lựa chọn máy ép viên phù hợp tùy thuộc vào quy mô sản xuất, mục tiêu hoạt động và cân nhắc chi phí của bạn.
Năng lực sản xuất
Xác định sản lượng yêu cầu của bạn - các đơn vị quy mô nhỏ{1}}có thể tạo ra 30 kg/h, trong khi các hệ thống công nghiệp đạt 300 – 500 kg/h trở lên.
Chọn công suất phù hợp với mức tiêu thụ hàng ngày của bạn để giảm thiểu lãng phí và chi phí.
Hệ thống áp suất và truyền động
Hầu hết các mô hình công nghiệp đều sử dụng hệ thống thủy lực để có mật độ và độ ổn định cao hơn, trong khi các loại cơ khí nhỏ hơn có mức bảo trì thấp hơn và thiết lập dễ dàng hơn.
Tùy chọn kích thước khuôn và viên
Nếu ứng dụng của bạn yêu cầu đường kính viên khác nhau (3 mm để phun, 9 mm để làm mát), hãy chọn máy có khuôn có thể hoán đổi cho nhau để tối đa hóa tính linh hoạt.
Hiệu quả năng lượng và sử dụng CO₂
Hãy tìm những máy được thiết kế với khả năng thu hồi khí tối ưu và tiêu thụ điện năng thấp hơn, giúp giảm trực tiếp chi phí vận hành.
Tự động hóa và điều khiển
Máy ép viên hiện đại có bảng điều khiển màn hình cảm ứng, hệ thống PLC và giám sát từ xa để vận hành an toàn và nhất quán.
Tự động hóa đặc biệt có giá trị đối với hoạt động sản xuất công nghiệp 24/7.
Số dư chi phí và bảo trì
Mặc dù các mô hình nâng cao có thể có chi phí trả trước cao hơn nhưng độ bền, khả năng tự động hóa và hiệu suất CO₂ của chúng thường dẫn đến ROI dài hạn-tốt hơn.
Đối với các phòng thí nghiệm hoặc cơ sở nhỏ, một thiết bị bán tự động{0}}nhỏ gọn có thể là đủ.
Mẹo an toàn và bảo trì
Vận hành máy tạo viên đá khô một cách an toàn đòi hỏi phải chú ý đến cả việc xử lý CO₂ và bảo trì cơ học.
Thông gió
Luôn đảm bảo luồng không khí thích hợp trong khu vực sản xuất. Khí CO₂ có thể thay thế oxy và gây nguy cơ ngạt thở trong không gian hạn chế.
Bảo vệ lạnh
Người vận hành phải đeo găng tay cách nhiệt và bảo vệ mắt khi xử lý đá khô để tránh bị tê cóng.
Kiểm tra thiết bị
Thường xuyên kiểm tra ống thủy lực, vòng đệm và phụ kiện xem có bị rò rỉ hoặc mòn không. Bảo trì phòng ngừa tránh thời gian ngừng hoạt động tốn kém.
An toàn điện
Đảm bảo tất cả các thiết bị được nối đất đúng cách. Sự ngưng tụ có thể hình thành trên bề mặt lạnh, vì vậy các bộ phận điện phải được bảo vệ.
Hệ thống giảm áp
Máy tạo viên phải luôn bao gồm các van giảm áp-đã được chứng nhận để tránh quá-áp suất và đảm bảo vận hành an toàn.
Việc vệ sinh thường xuyên khuôn ép đùn và hệ thống thủy lực cũng giúp duy trì hiệu suất và chất lượng viên tối ưu.
Phần kết luận
Nói một cách đơn giản, nguyên lý hoạt động của máy tạo viên đá khô là chuyển CO₂ lỏng thành dạng viên rắn thông qua quá trình giảm áp, nén và ép đùn nhanh. Kích cỡ viên khác nhau sau đó được sản xuất bằng cách sử dụng các khuôn ép đùn khác nhau.
Khi các ngành công nghiệp tiếp tục tìm kiếm các phương pháp làm sạch và làm mát-thân thiện với môi trường,{1}}không ẩm và-hiệu quả về mặt chi phí, thì công nghệ đá khô sẽ vẫn dẫn đầu. Nếu doanh nghiệp của bạn dựa vào đá khô để làm sạch, làm mát hoặc bảo quản, hãy cân nhắc khám phá các hệ thống tạo hạt tiên tiến được thiết kế cho quy mô sản xuất của bạn.
Về tác giả
cácYJCO2thương hiệu này tích hợp các nguồn lực chuỗi ngành công nghiệp làm sạch bằng đá khô hoàn chỉnh nhất ở Trung Quốc, cung cấp một-dịch vụ mua sắm trọn gói-trọn gói từ nguyên liệu thô đến thiết bị. Ngay cả khi khách hàng không thể tiếp cận đá khô hoặc máy nén khí tại địa phương, YJCO₂ vẫn có thể cung cấp giải pháp hoàn chỉnh về "đá khô + thiết bị + hệ thống hỗ trợ", loại bỏ mọi lo ngại về vận hành.
Với mức độ tự động hóa cao, tùy chọn viên nhiều{0}kích thước và công suất sản xuất cao, máy tạo viên đá khô YJ.GB500P của chúng tôi được nhiều người dùng ưa chuộng và liên tục cung cấp đá khô mật độ cao,-đáng tin cậy cho nhu cầu công nghiệp hiện đại.
Hãy liên hệ ngay với chúng tôi để nhận được báo giá miễn phí về máy tạo viên đá khô của chúng tôi.
