Alles über Trockeneis

Trockeneis ist CO₂ in festem Aggregatzustand mit einer Temperatur von -78 °C (-109 °F). Bei atmosphärischem Druck sublimiert CO₂ in den gasförmigen Zustand, ohne zuvor den flüssigen Aggregatzustand anzunehmen. Diese einzigartige Eigenschaft führt dazu, dass Trockeneis bei Erwärmung quasi „verschwindet“: es bleiben weder Reststoffe noch Abfälle übrig. Das zur Herstellung von Trockeneis verwendete CO₂ ist natürliches Nebenprodukt verschiedener industrieller Produktionsprozesse wie der Fermentierung und der petrochemischen Raffination. Das im Produktionsprozess entstehende CO₂ wird verlustfrei aufgefangen und gelagert, bis es benötigt wird. Bei der Verwendung von Trockeneis wird also kein neues CO₂ erzeugt. Es wird nur das ursprünglich als Nebenprodukt entstandene CO₂ freigesetzt. Deshalb ist die Nutzung von Trockeneis kohlenstoffneutral und umweltbewusst.

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CO₂-Eigenschaften

Kohlendioxid mit dem chemischen Zeichen CO₂ ist natürliches Nebenprodukt von Prozessen wie der Atmung sowie der Fermentierung und anderer industrieller Prozesse. Es handelt sich um ein farb- und geruchsloses, nicht entflammbares Gas. Seine Dichte beträgt bei 25 °C 1,98 kg/m³ (0,123 lbs/ft³ bei 32 °F). Dies ist etwa der 1,65-fache Wert der Luft. CO₂ verdrängt also den Sauerstoff in der Umgebung, weil das CO₂ unter den Sauerstoff sinkt.

Trockeneis ist die weitgehend lichtundurchlässige feste Form von CO₂. CO₂ ist in fester und gasförmiger Form in gut belüfteten Bereichen aufzubewahren und zu handhaben, um eine Erstickungsgefahr auszuschließen.

Die Tabelle unten beschreibt die chemischen und physikalischen Eigenschaften von CO₂.

Trockeneis sublimiert, geht also direkt aus dem festen in den gasförmigen Zustand über, ohne zuvor den flüssigen Aggregatzustand anzunehmen. Die Sublimationsrate ist beim Befüllen von Behältersystemen zu berücksichtigen, da das Volumen des Trockeneises kontinuierlich abnimmt. Trockeneis sublimiert mit einer Geschwindigkeit von 3% bis 8% pro Tag. Der exakte Wert ist von den thermischen Merkmalen des Behälters und vom Umgebungstemperaturprofil abhängig. Ein Kilogramm Trockeneis sublimiert zu etwa 0,5 Kubikmeter Kohlendioxidgas.

Trockeneisscheiben halten länger als Trockeneis-Pellets, Pellets sublimieren schneller.

* Die Skalierung in der folgenden Abbildung dient nur der Illustration

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Trockeneisarten

	Schnee	Pellet	Nugget	Scheibe	Block
Beschreibung	Trockeneisschnee sieht wie aus Wasser gebildeter Schnee aus und hat eine im Vergleich zu Pellets, Nuggets, Scheiben und Blöcken sehr hohe Sublimationsrate. Trockeneisschnee lässt sich mit einfacheren Geräten herstellen, kann aber nur kurz gelagert werden.	Trockeneis-Pellets ähneln Reis (3 mm oder 1/8 Zoll) und werden in erster Linie für das Trockeneisstrahlen verwendet. Aufgrund der im Vergleich zum Trockeneisschnee niedrigeren Sublimationsrate sowie des geringeren Volumens werden Pellets mehr und mehr zum Einfrieren von Lebensmitteln in der Lebensmittelverarbeitung eingesetzt.	Mit Durchmessern zwischen 6 mm (1⁄4 Zoll) und 19 mm (3⁄4 Zoll) werden Trockeneis-Nuggets typischerweise für Verpackung und Transport von Lebensmitteln und anderen Produkten eingesetzt.	Trockeneisscheiben kommen in erster Linie bei Cateringbetrieben in der Luftfahrt zum Einsatz, weil die übliche Größe der Scheiben von 19 mm (3/4 Zoll) sehr gut für die Flugzeugtrolleys geeignet ist. Einige Unternehmen nutzen die Scheiben auch zu Transportzwecken.	Trockeneisblöcke wurden ursprünglich hergestellt, um Gegenstände in Verpackungen oder beim Transport über längere Zeiträume zu kühlen. Heute können Trockeneisblöcke auch zum Trockeneisstrahlen verwendet werden (patentierte Cold Jet-Schabeeistechnologie). Die Standardgröße der Blöcke variiert von Kontinent zu Kontinent.
Größe	n. z.	1–3 mm	6–19 mm	Standardgröße = 210 x 125 x 18 mm	Standardgröße = 250 x 250 x 125 mm
Sublimationsrate	Höchste Sublimationsrate Schnelle Kühlung Kürzeste Lagerungsdauer	Hohe Sublimationsrate Schnelle Kühlung Kurze Lagerungsdauer	Mittlere Sublimationsrate Mittlere Lagerungsdauer	Niedrige Sublimationsrate Lange Lagerungsdauer	Niedrigste Sublimationsrate Längste Lagerungsdauer
Einsatzbereich	Schockgefrieren	Trockeneisstrahlen Kurzstreckentransport kleiner Packungen	Lebensmittelverarbeitung Langstreckentransport großer Packungen	Luftfahrtcatering Transport Leichenkühlung	Trockeneisstrahlen (Schabeeis) Transport Leichenkühlung
Primäre Anwender	Fleischverarbeitende Betriebe	Trockeneisstrahl-Unternehmen Lebensmittelverarbeiter	Fleischverarbeitende Betriebe Biologische Dienstleistungen (Labors) Großbäckereien	Luftfahrtcaterer Großhändler	Lebensmittellager Speiseeisgroßhändler

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Deposition, Sublimation und Kühlrate

Trockeneis erreicht den Depositions- bzw. Sublimationspunkt bei einer Temperatur von -78 °C (-109,3 °F). Wenn CO₂ unter -78 °C abgekühlt wird, geht es direkt aus dem gasförmigen in den festen Aggregatzustand über, wird also in einem als Deposition bezeichneten Vorgang zum Trockeneis. Wird CO₂ dagegen über -78 °C erwärmt, geht es in der sogenannten Sublimation direkt aus dem festen in den gasförmigen Aggregatzustand über, aus dem Trockeneis wird also CO₂-Gas. Bei Deposition und Sublimation nimmt das Trockeneis nie einen flüssigen Zustand an, es fallen also weder Reststoffe noch wässrige Abfälle an.

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Hinweis zu Pellets mit hoher Dichte