Hur tillverkas torris?

Guider

Trots att det till en början bara var en biprodukt från ammoniakförädling har torris en mängd olika användningsområden, särskilt inom livsmedelsproduktion, medicin, industri och transport. I den här guiden kommer vi att fördjupa oss i detaljer om hur torris tillverkas, de olika former den finns i och dess industriella tillämpningar. Först ska vi dock ge en kort sammanfattning av vad torris är. Om du är mer intresserad av vem som kan leverera torris till dig kan du också läsa vår guide om de bästa leverantörerna av torris, eller så kan du läsa mer om sprängning med torris i vår guide om ämnet.

En överblick:

1. Vad är torris?
2. Hur tillverkas torris?
3. Former av torris
4. Torrisproduktionsmaskiner
5. Torristillämpningar
6. Torristillämpningar

Vad är torris?

Torris är ett annat namn för frusen koldioxid. Detta material, som fryser runt -109 grader F, är populärt eftersom dess fasta form sublimerar direkt till gas under normalt atmosfärstryck och inte lämnar någon fukt efter sig. Eftersom torris helt enkelt är koldioxid är den också giftfri och, när den skrubbas, säker i närheten av livsmedel. På grund av sin låga temperatur kan den dock orsaka brännskador när den kommer i kontakt med bar hud, och den bör hanteras i välventilerade utrymmen för att undvika risk för kvävning.

Hur tillverkas torris?

Torris börjar sitt liv som en biprodukt; den skördas vid raffinering av ammoniak, petroleum eller andra kemikalier. Gasen tas ofta från ammoniakproduktionsprocessen, eftersom det är det mest effektiva sättet att producera koldioxid, men i USA kommer den också till stor del från etanolproduktionsprocessen. Naturgasen förbränns för att separera kol- och väteatomer, och vätet kombineras sedan med kväve för att skapa ammoniak. Det överblivna kolet kan sedan blandas med syre för att producera koldioxid.

När den väl har skördats tvättas koldioxid som är avsedd att komma i kontakt med livsmedel för att göra den livsmedelsgodkänd. Detta görs genom att köra den genom en kammare med ett koldioxidadsorbent. När koldioxiden adsorberas leds återstående gaser ut för att bortskaffas med hjälp av en termisk oxidator eller en fackla. När kammaren är tom på allt utom den koldioxidfyllda adsorbenten värms adsorbenten upp för att släppa ut den renade gasen med en svepning av ren koldioxid. Den extra koldioxiden kan sedan avlägsnas och skickas vidare till nästa steg, där den blir flytande. Detta sker genom att CO2 komprimeras och kyls ned vid ett tryck på cirka 870 lbs/in2. När den har blivit flytande kan den skickas iväg till en fabrik för att bearbetas till sin slutliga fasta form.

Den flytande koldioxiden förvandlas till en fast substans genom tryckavlastning. CO2 kommer in i en tank med normalt atmosfäriskt tryck genom en expansionsventil, som tar bort vätskans tryck så att den kan förgasas igen. När gasen expanderar sjunker temperaturen i tanken, vilket gör att lite mindre än hälften av koldioxiden fryser till ett fast ämne innan den kan bli gas. Dessa 46 % av koldioxiden blir till snö och kondenserar på den övre plattan i en press, som sedan komprimerar den i cirka fem minuter under 60 tons kraft för att skapa ett block. För torrispellets extruderas snön genom matriser i en pelleteringsmaskin.

Om snön komprimeras till blockform rullar ett två fot brett block ut ur kammaren på ett transportband. Pneumatiska sågar skär det till önskad storlek därifrån. När pellets eller block har tillverkats måste de packas tätt i isolerade förpackningar för att undvika att de sublimeras till gas. Ibland lindas blocken också in i papper eller andra material för extra skydd.

Former av torris

Torris säljs i flera olika typer av former beroende på användningsområde:

• Torris med hög densitet håller längre och är lättare att hantera. Det är den bästa typen för blästring eftersom den är hårdare än vanlig torris och fryser ytan som den pelleterar för att göra den sprödare.
• Pellets, som smälter snabbast tack vare sin stora yta, används för frysta livsmedel, köttbearbetning, laboratorieexperiment och transport av laboratorieprover och blodplasma. De används också av konsumenter och teaterföretag för att skapa dimmaffekter. Pellets finns i olika storlekar. Rispellets, som är den minsta storleken, används för sprängning.
• Skivor eller plattor används också för kylförvaring och transport av livsmedel och medicinska förnödenheter, samt i flygplan för livsmedelskonservering. De är ofta 10x10x2 tum, men de kan också komma i anpassade storlekar.
• Block väger vanligtvis cirka 60 pund och kommer i storlekar på 10x10x12 tum. Dessa smälter långsammast eftersom de har minst yta och mest volym. De används ofta för maskiner för kallstrålning som är utrustade för hela block.

Maskiner för produktion av torris

Torrismaskiner finns i flera olika typer, men i grund och botten fungerar de enligt samma grundprincip som beskrevs ovan – nämligen att introducera en fasförändring i koldioxid genom att ta den flytande formen och föra den genom en expansionsventil och på så sätt låta den expandera under atmosfärstryck, omvandlas till gas och skapa torris snö (frusen koldioxid). Förångningsvärmen från fasförändringen får temperaturen att sjunka och gör det möjligt att skapa torra issnön. Den överflödiga koldioxidgasen återvinns antingen för senare användning (i större, mer sofistikerade produktionsutrustningar) eller ventileras ut i atmosfären (i mindre enheter med enklare konstruktioner och lägre produktionskapacitet).

En typ av produktionsmaskin för torris är en så kallad pelletizer, som, som namnet antyder, producerar torrispellets. Pelletizers finns i olika storlekar baserat på deras produktionskapacitet som vanligtvis mäts i enheter av kg/timme eller lbs/timme. Produktionskapaciteten kan också innehålla en specifikation för koldioxidens inloppstryck i tryckenheter som bar eller psi. Ju större produktionskapacitet, desto större blir maskinens fotavtryck och desto mer CO2-vätska kommer att förbrukas vid produktionen av torris. Valet av modell för användning beror i huvudsak på produktionskapaciteten och den önskade stilen av torris, som beror på den avsedda tillämpningen.

Driftsprincipen för dessa maskiner är ganska okomplicerad. Flytande koldioxid sprutas in i en torrispress i pelleteringsmaskinerna där den snabbt expanderar och avdunstar till en gas som kyls ner till sin fryspunkt på -109oF (-78,3oC). När torris snö har bildats används en hydraulisk kolv för att komprimera torris och tvinga den genom en extruderplatta eller en pelletform. Plattor finns tillgängliga med olika dimensioner av formöppningar som gör det möjligt att bilda olika pelletsstorlekar, t.ex. 1/8″, ¼”, 3/8″, 5/8″ eller ¾”. Mindre pellets kan användas för sprängning och större pellets för kylning. Pelletsen sprutas vanligtvis ut i isolerade behållare som kan användas för lagring/transport av torris. Vissa modeller av maskiner för produktion av torris har flera extruderplattor som kan bytas ut automatiskt vid behov, medan andra kräver manuellt byte. Specialiserade reformermaskiner kan ta torrispellets och producera täta torrisblock genom att komprimera pelletsen mot ett formhål. Det finns också blockpressmaskiner som direkt producerar torris i blockform från den flytande CO2-tillförseln. Blocken skärs ofta till specifika storlekar och säljs till kunderna utifrån deras särskilda specifikationer.

Många maskiner för produktion av torris är konstruerade för att arbeta med flytande koldioxid som lagras i tankar och levereras i trycksatta tankar med lastbil eller järnvägsvagn. I andra fall var produktionsanläggningar för torris belägna i nära anslutning till petroleum- eller ammoniakraffinaderier där koldioxidgasen produceras som en biprodukt vid etanol- eller ammoniakproduktion. Denna närhet minimerar kostnaderna och de avstånd från vilka en tillgång till koldioxidgas lätt kan erhållas. I dessa fall kan en rörledning dras direkt från raffinaderierna till anläggningen för produktion av torris. Vissa modeller av torrismaskiner är konstruerade med dubbel parallell redundans, vilket gör att driften kan fortsätta på ena sidan av maskinen medan den andra servas.

När tillgången till en källa för koldioxidgas inte är otillgänglig, ger högre avancerade system för storskalig produktion av torris ytterligare möjligheter till torrisproduktionsmaskinerna, vilket gör det möjligt för dem att bli mer självförsörjande och effektiva i sin produktionsverksamhet. Detta inkluderar tillägg av CO2-generatorer som gör det möjligt för anläggningen att producera koldioxidgas från direkt förbränning av fossila bränslen som diesel, fotogen eller naturgas.

Torkistillämpningar

CO2:s förmåga att avdunsta utan att lämna pölar gör det till ett populärt kylverktyg inom flera branscher. Torris används också för snabbfrysning vid gummi- och livsmedelstillverkning, sanering av läckor i ammoniakkylanordningar, sprängning, som gör det möjligt för användaren att spränga försiktigare än sand eller andra medier utan att behöva städa lika mycket.

• Transport. Detta material kan användas för små förpackningar eller transportbehållare för allt som behöver hållas kallt, inklusive levande växter, mat, kemikalier och medicinska förnödenheter. Det används även för att hålla asfalt vid en konstant temperatur mellan anläggningen och arbetsplatsen.
• Mat och dryck. Torris används för att konservera en rad olika livsmedel, från frukt och grönsaker till spannmål, kött och fisk samt glass. Den är betydligt efterfrågad av dryckestillverkare för produktion av kolsyrade drycker som läsk. Torris används också för att döda bakterier och mögel i storkök.
• Medicin. Mellan dess temperatur och dess oförmåga att lämna fukt efter sig vid normalt tryck avskräcker torris bakterier och mögeltillväxt. Därför används den förutom för livsmedel även för förvaring av vacciner, medicinska prover, organtransplantationer och medicinska förnödenheter. Den används också ofta för att avlägsna hudfel som vårtor eller i kylmössor för kemoterapipatienter för att bromsa deras håravfall.
• Tillverkning. Torris används inom plast- och gummitillverkning för att avlägsna formgjutna delar, eftersom den gör flaskan spröd och krymper delen. Dess förmåga att krympa material leder också till att den används för att passa in gummi- och metallbeslag inuti lager och hylsor. Kemikalietillverkare använder också detta material för att bromsa eller stoppa kemiska reaktioner i salter, dioxan, bensylalkohol och aceton samt för att neutralisera alkaliska ämnen.
• Andra industriella användningsområden. Fryst koldioxid används som rengöringsmedel inom oljeindustrin samt livsmedelsindustrin; arbetare kombinerar den med andra ingredienser för att separera paraffin och olja från resten av avlagringarna i tankar så att de kan bearbetas. Den används också för att trycka ut syret inuti brandfarliga innertankar när de behöver repareras, eller för att hålla syret borta från brandfarliga kemikalier när de används.

Slutsats

Genom separering, frysning och komprimering kan frusen koldioxid formas till de nödvändiga formerna för så varierande tillämpningar som livsmedelskonservering, hudbehandling och plasttillverkning. Efter denna utforskning av hur torris produceras och används hoppas vi att du kommer att använda denna kunskap för att mer effektivt hitta vad ditt företag behöver. Om du är redo att börja leta efter maskiner eller leverantörer för torris, uppmanar vi dig att kolla in vår sida Leverantörsupptäckt, som innehåller information om över 500 000 utrustnings- och materialleverantörer i USA och Kanada.

Källor:

1. https://www.swtc.edu/Ag_Power/air_conditioning/lecture/expansion_valve.htm
2. https://www.cryonomic.com/en/dry-ice-process
3. https://dryiceinfo.com/mfn.htm
4. https://www.continentalcarbonic.com/how-is-dry-ice-made.html
5. http://www.madehow.com/Volume-7/Dry-Ice.html
6. https://www.verdict.co.uk/how-is-co2-produced-commercially-shortage/
7. https://sulfatrap.com/applications/carbon-dioxide-purification/food-grade-carbon-dioxide/
8. https://www.pacificdryice.com/the-different-forms-of-dry-ice-and-their-common-uses/
9. https://crystalicela.com/4-common-commercial-and-industrial-uses-for-dry-ice/
10. https://emergencyice.com/alternative-uses-for-ice/
11. https://www.wbur.org/commonhealth/2020/09/04/covid-vaccine-dry-ice-shortage
12. https://www.ascoco2.com/us/dry-ice-production/dry-ice-production

• Toppleverantörer av torris
• Allt om torrisstrålning