TROCKENEISSTRAHLEN
Herstellungsprozess von Trockeneis
In der Praxis wird Trockeneis hergestellt, indem verflüssigtes CO2 aus einem geeigneten Tank von einem Druck von ca. 17 bar auf Atmosphärendruck expandiert wird. In die Form oder Vorkammer wird verflüssigtes CO2 eingespritzt.
Der so erzeugte Trockeneisschnee wird anschließend mit einer Trockeneispresse hydraulisch zu Trockeneis in Form von Pellets oder Blöcken unterschiedlicher Größe gepresst.
Trockeneis ist festes Kohlendioxid (CO2), das unter normalen Bedingungen bei temperature verdampftüber -78,48 °C, was bedeutet, dass es ohne vorheriges Schmelzen direkt in den gasförmigen Zustand übergeht.
Trockeneis ist ein weißer, geruchloser, eisartiger Feststoff, der verdunstet bei atmosphärischem Druck. Beim Verdampfen vergrößert sich sein Volumen bis auf das 760-fache.
Bei Bedarf können die bei der Trockeneisproduktion entstehenden CO2-Abgase durch die CO2-Rückgewinnungsanlage wieder verflüssigt und der Produktion wieder zugeführt werden.
Funktionsprinzip
THERMISCHE WIRKUNG
Selektive Hypothermie
Trockeneispellets werden durch Trockeneisstrahlsysteme von White Lion auf etwa 1000 km/h (ungefähre Schallgeschwindigkeit) beschleunigt und Druckluft werden die Pellets gespritzt direkt auf dem zu reinigenden Werkstück. Die folgenden grundlegenden physikalischen Faktoren
sind weitgehend verantwortlich zur Wirkungsweise dieser Methode.
Trockeneispellets, die auf eine Komponente treffen, zu einer plötzlichen punktuellen Unterkühlung der Beschichtung führen, entfernt oder kontaminiert werden.
Aufgrund der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Fremdschicht und des Werkstücks entstehen thermische Spannungen zwischen diesen beiden Schichten. Diese verursachen die entscheidenden Mikrorisse in der Schmutzschicht.
Verschmutzungen werden spröde und platzen förmlich auf.
Je höher die Differenz der Ausdehnungskoeffizienten, je höher die Entfernungsrate und damit die Gesamtwirtschaftlichkeit der Trockeneisreinigung.
Phaseneffekt
Verwandlung – Sublimation
Die hohe kinetische Energie von Trockeneispellets bewirkt nicht nur deren Verformung und Zerkleinerung beim Aufprall auf das Werkstück, aber auch Mikrorisse in der Schmutzschicht. Kleine Partikel des Trockeneises dringen tief in diese Risse ein und lösen dadurch die zu entfernende Schmutzschicht auf.
Kinetischer Effekt:
Beschichtungsstrahlen / Kontamination
Trockeneispartikel, die in die zerbrechlichen Drüsen eingedrungen sind, sublimieren nun plötzlich (Umwandlung von fest zu gasförmig). Durch die Volumenzunahme beim Sublimieren um das 700- bis 1000-fache wird die Schicht, zu entfernen, komplett getrennt vom Werkstück.
Das Trockeneis-Strahlmittel ist nun gasförmig.
Ergebnis: Gereinigte, unbeschädigte Oberfläche
Im Gegensatz zu herkömmlichen Strahltechniken ist das Trockeneisstrahlen ein nicht abrasiver Prozess. Dadurch entsteht kein Abrieb am Werkstück. Die Oberfläche sieht aus wie neu.
Vorteile einer Trockeneisstrahlanlage
Bei einem Trockeneisstrahlgerät werden Trockeneispellets mit Luftdruck auf die zu reinigende Oberfläche geschossen und so hartnäckige Verschmutzungen ohne den Einsatz von Schleifmitteln entfernt. Das Arbeiten mit mineralisch-organischen Strahlmitteln wie Sand, Soda, granulierten Walnussschalen oder Glasperlen ist für harte Fälle immer noch weit verbreitet. Allerdings haben diese Vorgehensweisen zwei unangenehme Nebenwirkungen: Zum einen kann das gereinigte Material durch das abrasive Strahlmittel bis zur völligen Zerstörung angegriffen werden. Zweitens wird das Strahlmittel nicht nur in den zu reinigenden Bereich geblasen, sondern überall. Bestenfalls fällt es zu Boden, wo es aufgefegt und entsorgt werden kann.
Viel wahrscheinlicher ist aber, dass es sich in allen Ecken festsetzt, von wo es durch langwieriges Putzen entfernt werden muss. Die Hochdruckwasserreinigung hat dieses Problem nicht, jedoch ist die Wirksamkeit eines scharfen Wasserstrahls begrenzt und eine hohe Durchfeuchtung während des Reinigungsvorgangs ist für viele Anwendungen ein Ausschlusskriterium.
Beim Arbeiten mit Trockeneisstrahlen hingegen entsteht kein Strahlmittel oder Wasser als Abfall. Mit einem Trockeneisstrahlsystem gebrannte Pellets verdampfen rückstandsfrei. Nach der Behandlung mit einem Trockeneisstrahlgerät bleibt nur loser Schmutz zurück.
