1. Đá khô là gì?

Đá khô hay đá khói, băng khô, băng khói, là một dạng carbon dioxide (CO2) rắn. Đây là một hợp chất hóa học.

Không giống như các loại đá thông thường mà chúng ta uống hay dùng mà được làm từ nước (H2O) dạng rắn, do bị đóng băng, để lạnh. Những viên đá khô này được tạo ra bằng cách nén khí CO2 từ thể khí thành thể lỏng. Trong quá trình nén và trao đổi nhiệt, CO2 lỏng nở ra nhanh chóng và dưới áp suất cao (khoảng 60 tấn) nó nhanh chóng đóng lại và trông giống như tuyết. Phần tuyết bị nén lại và tạo thành những khối đá như những tảng băng.

Đá khô có nhiệt độ rất thấp, rất lạnh (xấp xỉ -78,9°C hay -109,3°F), do vậy nó có tác dụng làm lạnh, giữ lạnh. Nếu như nước đá bình thường sẽ bị chảy và chuyển thành dạng lỏng ở nhiệt độ thượng thì đá khô không nóng chảy qua dạng lỏng mà chuyển trực tiếp từ thể rắn sang thể khí, người ta gọi là hiện tượng thăng hoa thành khí, tạo ra lớp sương mù dày đặc.

2. Cách tạo ra đá khô trong sản xuất công nghiệp

Đá khô được sản xuất từ carbon dioxide - sản phẩm phụ của khí thoát ra trong quá trình sản xuất hoặc tinh chế các sản phẩm khác. Ở các nước phát triển do hạn chế về phát thải CO2, người ta tận dụng CO2 thải ra từ một số ngành sản xuất khí NH3 hoặc lọc dầu. Loại bỏ hơi nước, tạp chất để tạo ra CO2 tinh khiết là nguyên liệu sản xuất đá khô.

Quy trình sản xuất đá khô

Toàn bộ quá trình sản xuất được thực hiện theo các bước như sau:

Bước 1: Nén , hóa lỏng CO2

Nén và làm lạnh để hóa lỏng CO2 ở áp suất 870 lb/2 (395 kg/cm 2) tại nhiệt độ phòng.
CO2 lỏng được được bơm qua đường ống, dẫn vào các bồn chứa lớn để loại bỏ tạp chất.
Các chất lỏng này sẽ được giữ lạnh ở nhiệt độ thấp nhằm duy trì trạng thái lỏng trong các thùng lớn và nối trực tiếp với nơi sản xuất bằng ống áp suất để sử dụng khi cần thiết.

Bước 2: Đúc đá khô

CO2 lỏng được vận chuyển qua đường ống từ bể đến nơi chứa khuôn sản xuất đá khô.
Khi vận chuyển chất lỏng từ môi trường cao áp đến môi trường có áp suất khí quyển, CO2 sẽ bay hơi tốc độ cao. Khi nhiệt độ là -109 ° F (-78,3 ° C), carbon dioxide chuyển sang thể rắn.
Một vòi phun đưa chất lỏng vào khuôn đứng cao khoảng 4,9 mét với đầu vào chịu được áp lực lớn từ nhiên liệu.
Sau khi đi vào khuôn, ở nhiệt độ phòng, nó sẽ đông lại ngay tức khắc và nhìn giống như tuyết.

Bước 3: Nén sản phẩm thu được sau công đoạn trên.

Dưới áp lực khoảng 600 N (60 tấn), tuyết sẽ được nén lại thành đá khô.
Tổng thời gian cho quá trình này diễn ra khoảng 5 phút.
Khối đá khô thu được rộng khoảng 61 cm, cao 25 cm và có trọng lượng khoảng 100 kg.

Bước 4: Cắt đá khô thành các phần nhỏ hơn

Khối đá khô sau khi đẩy khỏi khuôn sẽ trượt trên một con lăn và được cắt thành 2 phần bằng nhau nhờ một lưỡi cưa bằng khí nén rồi đưa tiếp vào một hệ thống cưa khác để cắt.
Kết quả là khối đá khô ban đầu sẽ được chia thành 4 phần bằng nhau, nặng khoảng 25 kg.

Bước 5: Bảo quản

Bảo quản các khối đá khô này trong container và giữ lạnh để hạn chế tối đa mức độ thăng hoa.

3. Ứng dụng của Đá khô trong cuộc sống

3.1. Đá khô dùng để làm lạnh, bảo quản thực phẩm

Đá khô rất lạnh, có thể dùng để làm lạnh và bảo quản thực phẩm, đặc biệt là rau củ và hải sản. Bản thân đá khô sẽ mất nhiều thời gian hơn để tan chảy đồng thời ít tan chảy ở môi trường bên ngoài. Nó có thể giữ lạnh thực phẩm lâu hơn nước đá thông thường.

Ngoài ra, đá khô trở thành CO2 khi thăng hoa. Điều này tránh được hiện tượng chảy nước khi bảo quản bằng nước đá thông thường, đồng thời ngăn việc vi khuẩn, nấm mốc xâm nhập khi có môi trường ẩm ướt và làm hỏng thực phẩm.

Đá khô còn được sử dụng để kéo dài tuổi thọ của nước đá thông thường nhờ tạo ra môi trường lạnh lâu hơn.

3.2. Ứng trong trong y học

Tại các cơ sở y tế, bệnh viện, đá khói được dùng để bảo quản vacxin, máu, mẫu sinh học, lưu trữ mô, nội tạng, bộ phận cơ thể, bảo vệ thi hài… Ngoài ra, một lượng lớn đá khô cũng được áp dụng vào việc ướp xác.

3.3. Đá khô được sử dụng trong công nghiệp

Tỏng công nghiệp cơ khí, đá khô được ứng dụng để phục hồi những vết lõm nhẹ do va chạm trên xe ô tô, hay làm sạch các vết bụi bẩn, dầu mỡ, vết sơn trên bề mặt máy móc. Việc sử dụng đá khô vừa nhanh chóng tiện lợi lại thân thiện với môi trường.

Trong công nghiệp sản xuất, đá khô hay được ứng dụng vào các ngành sản xuất cao su, ngành công nghiệp nhiệt lạnh bảo quản do tác dụng giúp quá trình đóng băng nhanh hơn.

Trong công nghiệp chế tạo, đá khô được dùng để co tới kích thước khớp với lỗ trục bằng đồng thau hoặc kim loại. Chúng nở ra và vừa khít với lỗ trục khi những ống lót này nhiệt độ tăng trở lại.

3.4. Đá khô được sử dụng để tạo hiệu ứng trong các nơi giải trí tiệc tùng

Hiện tượng tỏa sương khói ở các màn diễn ảo thuật, trên những chiếc ly trong tiệc cưới, nhà hàng chính là do sử dụng đá khô để tạo hiệu ứng. Khi những viên đá khô được đặt ở điều kiện nhiệt độ thường sẽ thăng hoa chậm thành các dạng khí. Chúng tỏa ra thành những lớp sương mù dày đặc làm hiệu ứng cho các bữa tiệc tùng, giải trí trở nên hấp dẫn và sinh động hơn.

4. Những lưu ý khi sử dụng đá khô trong cuộc sống

Đá khô CO2 không gây độc hại đối với con người nhưng nêu không biết cách sử dụng đúng, người dùng cũng có thể hứng chịu những hậu quả nghiêm trọng. Dưới đây là một vài vấn đề từ đặc tính của đá khô chúng ta cần lưu ý:

- Khói đá khô (đá khô thăng hoa) gây ngạt thở

CO2 sinh ra từ quá trình thăng hoa đá khô rắn là chất khí không duy trì sự sống, làm giảm nồng độ O2 trong không khí, mặc dù không đọc hại. Chính vì thế sử dụng đá khô trong phòng kín, nơi kín với lượng lớn gây tình trạng nguy cơ thiếu oxy, làm ngạt thở. Ngoài ra, do có khối lượng riêng nặng hơn không khí nên khí carbon dioxide lạnh sẽ chìm xuống sàn của một căn phòng, nồng độ của nó tăng vọt trong không khí có nhiều khả năng gây ra các vấn đề sức khỏe cho vật nuôi và trẻ em hơn là người lớn, bởi trẻ em hoặc vật nuôi có sự chuyển hóa cao hơn và chúng ở gần với sàn nhà hơn, nơi có nồng độ carbon dioxide cao nhất. Nếu tình trạng kéo dài, trẻ em hoặc vật nuôi hít phải có nguy cơ tử vong.

Do vậy, khi sử dụng đá khô, đặc biệt là cho tiệc tùng, háy đảm bảo dùng chúng ở nơi thoáng đãng, thông gió tốt, tránh để những nơi kín.

- Bỏng lạnh do đá khô

Đá khô, cũng giống như nước đá, ở thể rắn có nhiệt độ rất thấp so với môi trường và cơ thể con người. Chạm vào đá khô khi không có đồ bảo hộ sẽ gây bỏng lạnh gây rát, vì chúng hủy diệt tế bào da của bạn chỉ trong vài giây, nhanh hơn nhiều so với nước đá. Khi cầm vào những viên đá này có thể khiến người cầm bị bỏng. Lâu hơn nữa, đá khô sẽ gây chết tế bào, hoại tử. Đá khô khi tiếp xúc với các đồ vật như nhựa mỏng trong thời gian dài có thể làm chúng nhão ra.

Không chỉ viên đá khô mà khí sinh ra từ hiện tượng đá khô cũng có nhiệt đồ rất thấp. Ở trong những nơi (như container chuyên chở thực phẩm) chứa đá khô quá lâu gây ra sẽ gây lạnh và tê cóng. Do vậy, cần hạn chế tiếp xúc với đá và khói đá khô trong thời gian dài. Cách tốt nhất để phòng hộ là mang đồ bảo hộ khi sử dụng và tiếp xúc với đá khô, đặc biệt là những người hoạt động trong các xưởng sản xuất, nhà phân phối đá khô.

Tuyệt đối không ăn đá khói, kể cả khi dùng đá khô bảo quản hay làm lạnh. Hãy kiểm tra có còn đá khô đọng trên đồ ăn không.

- Nguy cơ phát nổ

Tuy khí đá khô không bắt cháy nhưng cũng có thể gây ra nổ do áp suất của chúng tạo ra khi chuyển từ trạng thái rắn sang khí với lượng khí sinh ra với nồng độ cao. Nếu đá khô được đặt vào một thùng bịt kín thì sẽ có nguy cơ vỡ thùng hoặc bật tung nắp thùng khi bạn mở nó. “Quả bom đá khô” tạo ra tiếng động rất lớn, làm bắn ra các mảnh thùng và mảnh đá khô. Bạn có thể bị tổn hại thính giác hoặc bị tổn thương do thùng đựng đá khô. Các mảnh đá khô cũng có thể găm vào da.

Do vậy, hãy cẩn thận khi sử dụng vì khí chứa vào bình khí kín cũng có thể phát nổ gây tổn hại đến cơ thể, tốt nhất không nên chứa đá khô vào bình, thùng kín.

Mong rằng qua bài viết trên đay của Luật Minh Khuê về đá khô đã giúp bạn một phần nào đó hiểu về đá khô và những ứng dụng của chúng trong cuốc ống. Đồng thời cũng nhận biết được những nguy hiểm tiềm ẩn của đá khô từ tính chất vật lý hóa học của chúng để có thể tránh dẫn đến những nguy hại.