התהליך מתבצע כך: פתיתי הקרח באים במגע עם המשטח המנוקה ובכך נטענים בכמות אנרגיה עצומה, וכך הפתיתים מומרים לגז אשר הנפח שלו גדול פי 800 ויותר מנפח הקרח שהותז. המעבר ממצב של קרח יבש למצב של גז 2CO מתרחש באלפיות שנייה וגורם לפיצוץ בנקודת המגע. הגז חודר למרחב שבין חלקיקי הלכלוך ויוצר "טריז גז" המפריד את חלקיקי לכלוך מהמשטח. הטמפרטורה של פתיתי הקרח היבש נמוכה באופן משמעותי מזו של המשטח המנוקה, והירידה הפתאומית בטמפרטורה יוצרת אפקט של "הלם תרמי": חלקיקי הלכלוך מתפרקים בקלות מהמשטח. בזכות התאדות ה-CO2 בתהליך הניקוי -פתיתי הקרח היבש אינם יוצרים פסולת משנית נוספת. לניקוי מוחלט של המשטח יש צורך בהפעלה מכנית מתמדת על פני המשטח.
יתרונות השיטה:
• התהליך של ניקוי בקרח יבש הוא תהליך יבש לחלוטין
• הפחתת זמן השבתת המכונות עקב ביצוע הניקוי במקום.
• ניקוי יסודי ומהיר יותר
• מניעת נזק לציוד
• צמצום השימוש בממיסים או הימנעות מהם
• צמצום כמויות הפסולת
• עלייה ברמת הבטיחות
השוואה בין הניקוי בקרח יבש לשיטות אחרות:
הטבלה שלמטה מציגה השוואה מפורטת בין הניקוי בקרח יבש לשיטות ניקוי מסורתיות:
999999999
שיטת ניקוי
|
פסולת משנית
|
שחיקה
|
רעילות
|
מוליכות חשמלית
|
השוואת יעילות
|
| קרח יבש |
אין |
אין |
אין |
אין |
מעולה |
| חול |
קיימת |
קיימת |
אין* |
אין |
טובה |
| חרוזי זכוכית |
קיימת |
קיימת |
אין* |
אין |
טובה |
| קליפת אגוז |
קיימת |
קיימת |
אין* |
אין |
מוגבלת |
| אדים |
אין |
אין |
אין |
קיימת |
נמוכה |
| חומרים ממיסים |
קיימת |
אין |
קיימת |
קיימת |
מוגבלת |
*בעקבות המגע עם המשטח המזוהם ברעלנים ,כל אחד מהחומרים הופך בעצמו לפסולת רעילה.
לניקוי בקרח יבש כמה יתרונות חשובים לעומת שיטות ניקוי אחרות.
קרח יבש הוא מצ
ב צבירה מוצק של פחמן דו-חמצני (CO2), חומר לא רעיל,לא דליק, נטול צבע, טעם וריח ולא מוליך חשמל. לקרח יבש טמפרטורה נמוכה (79ºC-) והוא הופך ממוצק לגז תוך דילוג על מצב צבירה נוזלי (תהליך המכונה המראה, או, בלועזית, סובלימציה).
טכנולוגיית ניקוי בהתזת קרח יבש דומה לשיטת הניקוי המוכרת של התזת חול, שהיא הפעלה מכנית של חומר מוצק בתוך זרם אוויר דחוס במהירות גבוהה על גבי המשטח המנוקה. ההבדל הוא בכך שפתיתי קרח יבש אינם שורטים ולכן, אינם פוגעים במשטח עצמו, ואינם משאירים פסולת משנית. הם מכילים אנרגיה קינטית ואנרגיה תרמית סמויה המיעלת את תהליך הניקוי.
היתרונות של הניקוי באמצעות התזת קרח יבש
יתרון מס` 1: הפחתת זמן השבתת המכונות עקב ביצוע הניקוי במקום.
נוהלי הניקוי הרגילים דורשים לפרק את הציוד ולהעבירו למקום אחר לניקוי. לא כן בשיטת הניקוי באמרצעות קרח יבש. בטכנולוגיה זו ניתן כמעט תמיד ניתן לנקות את הציוד במקום השימוש ובעודו חם. מסיבה זו ניתן לוותר על שלבים הדורשים זמן רב ועבודה מאומצת המקובלים בשיטות אחרות וביניהם:
• קירור
• פירוק
• העברת הציוד למקום המיועד לניקוי ובחזרה
• הרכבה מחדש
• חימום
התזת קרח יבש מקצרת את משך השבתת המכונות בעת ניקוי ממספר ימים לשעות ספורות.
כמו כן, חלה ירידה בהוצאות תחזוקת ציוד בשיעור 70-80%.
חומר הניקוי מתכלה מעצמו ואין צורך לפנותו.
בעצם, ניקוי הציוד בעודו חם בתוך פס הייצור אפילו איכותי יותר בזכות צמצום היצמדות הלכלוך למשטח והגברת השפעתו של ההלם התרמי. אין צורך להקציב לניקוי ימים מיוחדים, אלא ניתן לבצעו כחלק ממחזור הייצור. לסיכום, ההספק והתפוקה עולה, זמן הטיפול והוצאות על חומרים - יורדים.
יתרון מס` 2: ניקוי יסודי ומהיר יותר.
בהשוואה לשפשוף בחומר ממרט או במברשות תיל, התזת קרח יבש מאפשרת להשיג ניקיון איכותי ביותר תוך צמצום שעות העבודה. התוצאה – חסכון עצום בעבודה. בנוסף, בהתזת קרח יבש ניתן להגיע לתוך סדקים וחריצים שלא מתנקים באופן ידני בשיטות קודמות. עקב כך הציוד פועל ביעילות רבה יותר. דליפות פוטנציאליות מתגלות בזמן, מה שעשוי למנוע נפילת מערכות.
יתרון מס` 3: מניעת נזק לציוד.
התזת קרח יבש מונעת במקרים רבים גרימת נזק לציוד. שיטות ניקוי אחרות כמו התזת חול הנן אגרסיביות ופוגעות במשטח. הן עלולות אף להסיר שיכבה ממנו ובכך לשנות את מבנהו באופן ניכר. לעומתן, התזת קרח יבש אינה ממרטת משטחים ואינה משנה את מבניהם. היא מנתקת ומסלקת את הליכלוך. בנוסף, היא מאפשרת לנקות את הציוד במקום ומונעת את הסיכון בגרימת נזק לציוד בעת העברתו למקום המיועד לניקוי ובחזרה.
יש לציין גם שהציוד מאריך חיים, כיוון שקרח יבש הוא חומר בעל מוצקות נמוכה, אינו ממרט אפילו חומרים רכים והם יכולים לשרת יותר זמן. ניקוי בקרח יבש אינו גורם לשחיקת חלקים וציפויים רכים.
יתרון מס` 4: צמצום השימוש בממיסים או הימנעות מהם.
בהתזת קרח יבש לא נעשה שימוש בחומרים ממיסים, אלא בפתיתים 2CO שאינם מזיקים. עבור חברות מסוימות אי-שימוש בממיסים עשוי להוות צורך חיוני בניסיונן לעמוד בתקנות השמירה על איכות הסביבה או בכללי הבטיחות וגהות בעבודה משום שלא מתעוררות בעיות הקשורות לרעילות.
יתרון מס` 5: צמצום כמויות הפסולת.
בשיטות ניקוי אחרות, בין אם מדובר בממיסים, התזת חול או אמצעים אחרים, חומר הניקוי הופך למזהם משנה שיש לפנותו כפסולת רעילה יחד עם המזהם הראשוני. לעומת זאת, בהתזת קרח יבש, גרגרי 2CO מתאדים מיד לאחר מגעם עם המשטח, והפסולת היחידה שנשארת היא הלכלוך עצמו. עובדה זו בפני עצמה גורמת לצמצום משמעותי בכמות הפסולת.
כמו כן, תהליכי איסוף ונטרול הליכלוך הופכים לקלים יותר.
יתרון מס` 6: עלייה ברמת הבטיחות.
פתיתי קרח יבש אינם רעילים ואינם מזיקים, ובכך תורמים לאיכות הסביבה, לבטיחות העובדים ולבריאותם ולרווחיות החברה:
• אין פסולת משנית
• שיטה בטיחותית לסביבה
• שיטה בטיחותית לעובדים
• שיטה בטיחותית עבור המוצר הסופי
• שיטה בטיחותית עבור הציוד
בטכנולוגיית התזת קרח יבש לא נעשה שימוש בממיסים כימיים, חומרי ניקוי סינטטיים או חומרים דליקים. במהלך העבודה לא נוצרים אדים מסוכנים או פסולת רעילה. חלקיקים מוצקים של הלכלוך שהוסר מפונים, ואילו CO2 מתאדה לאטמטוספרה.
הצעד הראשון ביצירת קרח יבש הוא דחיסת גז הפחמן הדו-חמצני עד להפיכתו לנוזל תוך כדי סילוק עודף החום. הגז CO2 יהפוך לנוזל בלחץ של כ-60.7 ק"ג על סמ"ר בטמפרטורת החדר. הצעד הבא הוא לצמצם את הלחץ המופעל על הפחמן הדו-חמצני ולהעבירו דרך שסתום הוויסות למכל ריק. הנוזל יתפרץ, כך שחלקו יהפוך לגז, מה שיגרום לשארית להתקרר. עם נפילת הטמפרטורה ל- 78.5ºC-, שבה CO2 קופא, חלק ממנו יקפא ויהפוך לשלג. השלג היבש נדחס באמצעות מכבש גדול כדי ליצור בלוקים של קרח או לתוך תבניות בצורות שונות. הקרח היבש שוקל בערך פי שניים מהקרח הרגיל.
הפחמן הדו-חמצני (CO2) נטול ריח, טעם וצבע, אינו רעיל או דליק ואינו מוליך חשמל. CO2 המרכיב כ-0.03% מהאטמוספרה של כדור הארץ, מהווה אחד הגזים החשובים ביותר. זהו המקור היחידי לפחמימות ממקור צמחי.
CO2 תורם לגדילת הצמחים ומשתתף באיזון הטבעי של חום כדור הארץ. הגז שבני האדם ובעלי החיים נושפים לתוך האטמוספרה נאמד ב-28 מיליון טונות CO2 ביום, ואילו מפעלי תעשייה פולטים 25,000 טונות CO2 ביום; 95% מכמות זו מקורם במוצרים נלווים (0.04% של שאר המקורות).
תכונות CO2.
משקל מולקולרי
|
44,01
|
צפיפות (במצב מוצק)
|
1561 ק"ג /מ"ר ב- ºC78.33-
|
צפיפות (במצב נוזלי)
|
1020.4 ק"ג /מ"ר ב- ºC17.78-
|
צפיפות (במצב גז)
|
1.97 ק"ג /מ"ר ב- ºC0 |
טמפרטורת המסה
|
ºC56.61- בלחץ 11.6 ק"ג /סמ"ר
|
| מקדם מעבר מנוזל לגז |
8.726 בחום ºC17.78-
|
מקדם מעבר מנוזל לשלג
|
0.46 בחוםºC17.78- |
|
|
0.57 בחוםºC48.33- |
ניתן לנצל את אנרגיית החום הטמונה בחומר לניקוי משטחים.
קרח יבש הוא חומר בטיחותי שאינו ממרק ואינו מוליך חשמל. הוא אינו משנה את מבנה החומר המעובד, אינו גורם לשחיקת פינות או לנזק כלשהו של המשטח.