Karbondioksit yeryüzünde yaşayan canlılar için vazgeçilmez bir döngü içerisindedir. Solunumdaki yeri açısından hayati önem arz eder. Oksijen akciğerlere üst hava yollarını geçerek gelir ve alveol ve hemoglobin ile taşınarak alveole getirilmiş olan karbondioksit ile yer değiştirir. Daha sonra karbondioksit oksijenin takip ettiği yolla dışarıya verilir. Bitkiler gündüz karbondioksit alır, oksijen verirler. Gece ise oksijen alır, karbondioksit verirler.

Karbondioksit; renksiz, kokusuz, zehirsiz ve havanın yaklaşık 1.5 katı ağırlığında bir gazdır. Fazlası havanın oksijenini azaltarak boğucu etki yapabilir.

Karbondioksit doğal kaynaklardan (Volkanik kaynaklar. Jeotermal Kaynaklar, vs) ve baca gazlarından elde edilmektedir. Yer altı kaynağından elde edilen karbondioksit kalitesi diğer üretim yöntemleriyle üretilen gazlardan daha yüksektir.

Karbondioksit, normal şartlar altında renksiz, kokusuz ve düşük konsantrasyonlarda tatsız bir gazdır. CO2 sembolü ile gösterilir. Bir Karbon , iki Oksijen atomunun bir araya gelmesinden oluşur: O=C=O

Karbonik Asit

Su ile birleşmesinden zayıf bir asit olan, karbonik asit (H2CO3) oluşur.

Karbonik Asit-Karbondioksit

Genellikle karbonik asitten bahsedildiğinde, bu terim doğru olmasa da, bu hafif asitten ziyade CO2’nin kendisi kastedilir.

CO2 + H2O --->H2CO3

CO2'in Faz Durumu CO2, mevcut basınç ve sıcaklığa bağlı olarak

• KATI
• SIVI ve
• GAZ

halinde bulunur.

SIVI HALİ

Uygun BASINÇ ve SICAKLIK sağlandığında karbondioksit sıvı fazda bulunur. Ancak CO2 atmosferik basınçta SIVI halde bulunamaz.

Kritik Nokta

CO2, kritik nokta sıcaklığının altında (31°C) ve Üçlü noktanın üstünde (-56,6°C ve 5,18 bar (a) basınç) sıvı halde bulunur.

Kritik Nokta Özellikleri:

Kritik Sıcaklık: 31°C

Kritik Basınç: 73,825 bar

Kritik Yoğunluk: 464 kg/m3

Kritik sıcaklık ve basıncın üzerinde, gaz halinden sıvı haline dönüştürmek imkansız hale gelir.

Sıvı hal CO2’nin depolanmasında ve taşınmasında, ayrıca soğutma ve dondurma işlemlerinde önem taşır.

Sıvı haldeyken basınç serbest bırakılırsa, GAZ ve KATI Karbondioksit oluşur ve -79°C sıcaklığa erişir.

Bu durum sıvı CO2’nin basıncının ortadan kaldırılması sonucu çevreden soğurduğu buharlaşma ısısı ile bağlantılıdır.

KATI HALİ

Sıvı haldeyken atmosferik basınca püskürtüldüğünde, CO2 sıvı fazdan gaz fazına atlamak için gerekli enerjiyi kendinden alır ve kendini dondurarak kuru buzu oluşturur. Bu sırada oluşan Katı Karbondioksit; ticari adi olan KURUBUZ olarak da bilinir.

Üçlü Noktanın altında ( 5.18 bar ve –56.6 C) CO2 yalnız katı ve gaz halinde bulunur. Kar halindeki CO2 ya blok ya da granül seklinde preslenir. İzolasyonlu kaplarda depolanır ve taşınır.

Süblimlesme:

Katı CO2 faz atlayarak doğrudan doğruya gaz haline dönüşür ve böylece buharlaşmanın ardından hiç bir tortu bırakmaz.

Bu katı fazdan gaz faza geçerken soğuttuğu ürünü nemlendirmemesi anlamına gelir.

Karbondioksitin süblimleşme sıcaklığı: 0,981 barda (atmosfer basıncında) -78,9 °C (yaklaşık –79 °C) dır.

Buharlaşma sırasında 1,013 bar ve kaynama noktasında ortaya çıkan gizli ısı: 571,08 kJ/kg dır.

Kuru buz, zehirli etkisi olmayan, yanmayan, inert, tat ve koku içermeyen, bakteriyolojik açıdan statik bir maddedir.

Preslenmiş durumda yoğunluğu yaklaşık 1500 kg/m3 tür.

Kuru buz bir çok kullanım alanı için uygun bir soğutucudur.

Yüksek soğutma kapasitesine sahiptir.

Doğrudan doğruya temasta ısı geçişi çok yüksektir.

Üçlü Nokta (Triple Point):

Ortam şartları bu noktaya yaklaştıkça buharlaşmanın gizli ısısı gittikçe azalır ve sonunda tamamen yok olur, gaz ve sıvı halinin yoğunluğu eşitlenir.

Karbondioksit, -56,6°C’ de ve 5,18 bar (a) basınçta aynı anda katı, sıvı ve gaz halinde bulunur.

GAZ HALİ

CO2 kritik noktanın üstünde gaz halinde bulunur. CO2 gazı, dengeli bir moleküler yapıya sahiptir ve reaksiyona zor girer. Ancak yaklaşık 1700 °C den sonra %2 oranında:

CO2 ---->CO+1/2 O2

şeklinde ayrışır ve Dissosiasyon başlar.

Bu nedenle inert gaz olarak birçok endüstride kullanım olanağı bulur. CO2 gazının önde gelen özelliklerinden biri, yoğunluğunun normal şartlarda (1013 mbar,0°C) 2 kg/m3 olmasıdır. Ayrıca daha evvel moleküler ağırlığının 44 olduğundan da bahsetmiştik. Bu durumda CO2 havadan 1,5 kat daha ağırdır. Gaz hali renksizdir ve görünmez. Düşük konsantrasyonlarda kokusuz bir gazdır. Daha yüksek konsantrasyonlarda ise keskin, asidik bir kokuya sahiptir. Bu sebeple yüksek konsantrasyonlarda boğucu ve irite edici etkiye sahiptir. Nemli havada çözündüğünde gözleri tahriş edebilir. Kimyasal madde yönetmeliğindeki düzenlemeye göre 3 kategoriden (çok zehirli, zehirli ve az zehirli) hiçbirine girmez. Zehirli olmayan gazlar sınıfına girmekle beraber, %1 konsantrasyona ulaşmasıyla beraber ciddi etkilere sahip olmaya başlar.

Zehirli karbonmonoksit (CO) ile karbondioksitin birbirinden ayırt edilmesi gerekir. Atmosferde yaklaşık % 0,035 (350 ppm) oranında CO2 bulunmaktadır, bu oran solunumu düzenli tutar. Bu sebeple solunum cihazlarında % 3 ila 5 arasında CO2 kullanılır. Fakat solunumda CO2 oranının artışı soluk alıp, verme sayısını arttırır. Verilen nefeste ise %4 oranında CO2 bulunur. Solunum hızı, normal seviyenin %50 üzerine çıkıp, CO2 konsantrasyonu 20,000 Vpm olana kadar solunum hızındaki değişiklikler fark edilemez. Birkaç saat bu seviyede CO2 ye maruz kalınca baş ağrısı, mide bulantısı ve halsizlik hissi ortaya çıkabilir. Bu etkiler tersine çevrilebilir.

Daha yüksek konsantrasyonlarda ise CO2 zehirli ve oldukça zararlı bir etkiye sahiptir. Örneğin %10 veya daha fazla orandaki ortamlarda solunum birkaç dakika içinde ani şuur kayıplarına, boğulmaya ve solunum merkezini felç ederek ölümlere yol açabilir. Bu sebeple CO2 nin yüksek konsantrasyonlarda kullanıldığı silo, kuyu, pişirme odaları ve benzeri mekanlarda dikkatli olmak gerekir. Türkiye’de çalışma ortamında izin verilen CO2 miktarı (mesleki maruz kalma sınırı) 5000 Vpm dir. Bu oran 8 saatlik bir vardiya için hesaplanmıştır. CO2 alev almaz ve yanmayı desteklemez. %10 veya daha fazla oranda CO2 ihtiva eden hava açık alevi söndürecektir.

Havaya göre yoğunluğunun daha yüksek olması CO2 yi yangına ve patlamaya karşı koruyucu inert (havayı uzaklaştıran) ve yangın söndürücü gaz olarak kullanılmasını sağlar,çünkü yanma için gerekli olan oksijeni uzaklaştırır.

ÖZET

Moleküler ağırlığı: Mco2 = 44,01 g/mol

Moleküler hacim: Vmn = 22,263 m3/kmol

Spesifik Gaz Konstantı Rco2= 0,1889 kJ/(kg.K)

Spesifik Isı (25°C,1 atm) 850 J/kg

Yoğunluğu (sıvı,-56,6°C) 1,1778 kg/dm3

Yoğunluğu (gaz,0°C,1 atm) 2 kg/m3

Özgül Ağırlığı (hava:1) 1,528, (0°C,1 atm)

Kritik Sıcaklık (1 atm) 31,1°C

Kritik Basınç 73,825 bar

Kritik Yoğunluk 464 kg/m3

Kaynama Noktası -78,50°C

(Süblimleşme) Süblimleşme sırasında

Ortaya çıkan gizli ısı 571,08 kJ/kg

Üçlü Nokta (Triple Point) -56,6 °C, 5,18 bar (a)

CO2 KULLANIM ALANLARI

• Meşrubat ve sodalarda
• Gıdaların dondurulmasında
• Seralarda karbondioksit gübrelemesinde
• Diğer tarım alanlarında
• Yangın söndürme tüplerinde
• Zararlılar ile mücadelede
• Atık su arıtmada
• Gaz altı kaynağında
• Inertleşme ve patlamaya karşı korumada
• Kuru buz yapımında
• Teknik soğutmada
• Endüstrinin birçok alanında

CO2 ÜRETİM ŞEKİLLERİ

CO2;

• Baca gazından,
• Kimyasal reaksiyon sonucu,
• Fermantasyon (mayalanma sonucu) ve
• Doğal kaynaklardan elde edilmektedir.

DİĞER CO2 HİZMETLERİMİZ

• CO2 ( Karbondioksit ) ile Soğutma

Küçük kapasitelerde batch olarak ürünlerin dondurulmasında veya soğutulmasında kullanılır.

Arabalara yüklenen tavalar içinde bulunan ürünler kabine yüklendikten sonra sıvı CO2 sirkülasyonu fanlar vasıtasıyla sağlanır. Üründen ısı alan gazlaşan katı ve ısınan gaz CO2 kabin üstünden atmosfere atılır. Kabin içindeki sıcaklık termostat ve zaman ayarlayıcıların kumanda ettiği otomatik vanalarla kontrol edilir. Fanların devirleri ürün cinsine göre ayarlanabilir. Kapılar rezistanslıdır. Kabinlerin yüzeyleri paslanmaz çelik olan poliüretan panellerden imal edilmiş tek odalı olduğu gibi iki odalı da olabilir.

• Gıdaların Dondurulmasında / Tüneller ve Kabinler

Paslanmaz çelikten mamul bir bant üzerinde hareket eden ürünlerin üzerine sıvı CO2 püskürtülerek onların sürekli dondurulduğu veya soğutulduğu kontini çalışan bir ekipmandır. Ürünlerin yüklendiği kısım atmosfere açıktır. Soğutma/dondurmanın yapıldığı bölüm ise kapalı olup giriş ve çıkışta banda ve ürün hareketine mani olmayan perdeler vardır. Tüm konstrüksiyon paslanmaz çelik olup, ısı yalıtımı yine paslanmaz yüzeyli panellerden yapılmıştır. Tünellerin her iki tarafında yukarı doğru açılan kapılar vasıtası ile her türlü temizlik ve bakımlar rahatlıkla yapılabilir. Tünel içindeki sıcaklık dijital termostatlar vasıtası ile kumanda edilen otomatik vanalar ile yapılır. Yine homojen sıcaklık için Tünel tavanındaki fanlardan yararlanılır. Tünellerimizde kullandığımız özel nozullar vasıtası ile ortam soğutulmaz doğrudan ürün soğutulur/dondurulur. Bu özelliğimizden dolayı tünellerimizde daha az CO2 ve daha az elektrik tüketimi vardır. Tünellerimiz modüler olup; modül ilavesi ile kapasitesi arttırılabilir. Montaj ve demontaj çok kolaydır. Bant hızı ürüne göre ayarlanabilir.

Ürün cinsine göre bantlar düz veya kademeli olur. Hamburger köftesi gibi et ürünlerinde düz bant, IQF dondurulacak ürünlerde ise kademeli bant kullanılır.

• Atık Suların PH Kontrolünde

Mineral Asit yerine CO2 kullanımı