يُعرف ثاني أكسيد الكربون في الحالة الصلبة بالثلج الجاف أو "الثلج المكربن". في حين أنه قد يبدو مثل الجليد العادي، فإن الاختلاف الرئيسي يكمن في درجة حرارته. يرغب الكثير من الناس في تعلم كيفية صنع الثلج الجاف في المنزل.
في هذه المقالة سوف نخبرك كيفية صنع الثلج الجاف في المنزل وما هي الجوانب التي يجب أن تأخذها بعين الاعتبار.
ما هو الثلج الجاف
وحتى في درجات الحرارة المنخفضة للغاية، تظل هذه المادة في حالة غازية. بفضول، عندما تنخفض درجة الحرارة إلى -78,5 درجة مئوية، فإنها تخضع للتسامي، وتتحول مباشرة من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية دون ترك آثار للرطوبة. وذلك لأن تركيبته لا تعتمد على الماء وحالته الطبيعية غازية.
من الضروري أن نأخذ في الاعتبار جانبًا حيويًا للثلج الجاف: درجة حرارتها منخفضة جدًا -78,5 درجة مئوية. وبالتالي، فمن الضروري، وربما حتى الإلزامي، استخدام القفازات الواقية والعازلة المناسبة عند التعامل معها. قد يؤدي عدم القيام بذلك إلى حروق شديدة وأضرار جسدية كبيرة للجلد. بالإضافة إلى ذلك، يعد استخدام الملقط ونظارات الأمان أمرًا ضروريًا لتجنب أي شكل من أشكال الاتصال المباشر بالجسم.
استخدامات الثلج الجاف
للثلج الجاف، المعروف أيضًا باسم ثاني أكسيد الكربون الصلب، العديد من التطبيقات. وتمتد استخداماته إلى مختلف الصناعات، وخاصة في قطاع الأغذية وتذوق الطعام. أحد استخداماته الرئيسية هو الحفاظ على الأطعمة القابلة للتلف عن طريق التجميد العميق السريع. بجانب، يتم استخدامه لتبريد الماشية ويلعب دورًا مهمًا في إنتاج النبيذ. في عالم الطهي، يُستخدم الثلج الجاف لتبريد العجين أثناء عمليات تقطيع اللحوم وخلطها وعجنها.
لضمان الحفاظ الصحيح على المواد الغذائية أثناء النقل على نطاق واسع، من الضروري الحفاظ على درجة حرارة يمكن التحكم فيها وبدون بقايا. يعد استخدام الثلج الجاف فعالًا جدًا في هذا الصدد، حيث يتمتع بقدرة تبريد ملحوظة تبلغ 152 كيلو كالوري/كجم.. هذه الجودة معترف بها حتى من قبل صانعي الآيس كريم، الذين يعتمدون عليها للحفاظ على منتجاتهم باردة بشكل استثنائي.
أدى الطلب على الأطباق الجذابة بصريًا في الكوكتيلات الحديثة ومأكولات الذواقة إلى ازدهار العروض التقديمية المبتكرة التي تستخدم الرذاذ العطري والحقن الباردة والقوام والتناقضات في إبداعات الطهي المختلفة. ويمتد هذا الاتجاه إلى الكوكتيلات المميزة، حيث يتم تحقيق تأثيرات دخان مذهلة باستخدام الثلج الجاف غير السام. بالإضافة إلى ذلك، الثلج الجاف مفيد في العديد من القطاعات الأخرى.
ويستخدم في بعض البلدان لمكافحة الآفات مثل القوارض والشامات وبعض الحشرات، وخاصة في الزراعة. تفجير الثلج الجاف، تطبيق آخر، تتضمن استخدام جزيئات ثاني أكسيد الكربون عالية الضغط لتنظيف الأسطح التي لا يمكن تعريضها للماء، مثل التركيبات الكهربائية. في القطاع الصناعي، يساعد الثلج الجاف في تجميع الأجزاء وضبطها عن طريق الانكماش البارد، وكذلك في الطحن المبرد وإزالة حواف المواد البلاستيكية والمطاطية المقولبة. تستخدم طفايات الحريق أيضًا الثلج الجاف. بالإضافة إلى ذلك، تستفيد صناعة البناء والتشييد من قدرات التجميد السريع للثلج الجاف، والذي يمكن استخدامه لإنشاء سدادات ثلج قبل أعمال الصيانة، أو تأمين المعادن أو إزالة بلاط الأرضيات.
يجد الثلج المكربن أيضًا تطبيقًا في مجال الطب والبحث العلمي. وتشمل استخداماته الحفاظ على الأعضاء المعدة للزراعة والمنتجات البيولوجية، وصيانة المنتجات البحثية في درجات حرارة منخفضة، تبريد التفاعلات الطاردة للحرارة والتجميد الفائق السريع للخلايا والأنسجة والفيروسات والبكتيريا.
يعتبر الثلج الجاف مفيداً جداً في صناعة الكمبيوتر والإلكترونيات، حيث يستخدم لتبريد الأجهزة الإلكترونية (خاصة لرفع تردد التشغيل)، وبالتالي تحسين أدائها وتسريع نقل الإشارات الكهربائية.
أحد التطبيقات الشائعة للعلاج بالتبريد بالثلج الجاف هو علاج تجميد الثآليل الجلدية. من خلال هذه العملية، من الممكن القضاء تمامًا على الثآليل التي يسببها فيروس الورم الحليمي البشري وفي نفس الوقت منع الندبات أو العلامات المرئية على الجلد.
كيفية صنع الثلج الجاف في المنزل
تتم عملية الإنتاج الضخم داخل المصنع عن طريق تجميد غاز ثاني أكسيد الكربون. تتضمن الخطوة الأولية استخدام خزانات ضخمة تحتوي على ثاني أكسيد الكربون، والتي يتم الحفاظ عليها عند ضغوط عالية تبلغ 250 كيلو باسكال ودرجات حرارة منخفضة للغاية تصل إلى -79 درجة مئوية. يتم بعد ذلك إطلاق غاز ثاني أكسيد الكربون من هذه الخزانات إلى آلات متخصصة، حيث تنخفض درجة الحرارة بشكل أكبر إلى -2 درجة مئوية وينخفض الضغط بشكل كبير. ونتيجة لهذه التغيرات، يتشكل الجليد الجاف. على الرغم من أن هذه البلورات مؤهلة بالفعل لتكون ثلجًا جافًا، إلا أنها يجب أن تخضع للضغط قبل طرحها في السوق.
لإنشاء كتل صلبة من الثلج الكربوني، تبدأ العملية بصب الثلج في قوالب. وباستخدام المكبس، يتم ضغط الثلج الناعم إلى كتل أكبر وأكثر كثافة. يمكن أن يتراوح الضغط المطبق خلال هذه الخطوة من 8 إلى 50 ميجا باسكال ويستمر لمدة 5 ثوانٍ. بمجرد تشكيل الكتل، تصبح جاهزة للتعبئة بشكل فردي في البلاستيك. من المهم ملاحظة أن التعامل مع هذه الكتل بدون قفازات واقية مناسبة قد يكون خطيرًا.
إذا كنت تحتاج فقط إلى كمية صغيرة من الثلج الكربوني، مثل إضافة لمسة خاصة إلى كوكتيل أو إنشاء تأثير دخاني للاحتفال، فهناك طرق لصنعه في المنزل. الفكرة الأساسية هي نفسها، بدءًا من الأنابيب التي تحتوي على غاز ثاني أكسيد الكربون المعبأ في زجاجات. يمكن العثور على هذه الأنابيب وشرائها بسهولة، سواء في زجاجات أو أنابيب صغيرة. ومع ذلك، فمن الجدير بالذكر أن تكلفة هذه الأنابيب ليست اقتصادية.
لإطلاق غاز ثاني أكسيد الكربون من الأنابيب، ستحتاج إلى محول مماثل لتلك المستخدمة لنفخ إطارات الدراجات. يعمل هذا المحول كمفتاح لفتح أنابيب غاز ثاني أكسيد الكربون ويسمح بإطلاق الغاز بشكل متحكم فيه. لضمان سلامتك عند التعامل مع الثلج الجاف، من الضروري أن يكون لديك زوج موثوق من قفازات العمل العازلة. وذلك لأن الاتصال المباشر بالثلج الجاف يمكن أن يسبب حروقًا شديدة في الجلد. بالإضافة إلى ذلك، سوف تحتاج إلى قطعة قماش أو كيس من القماش لهذه العملية. فيما يلي دليل بسيط خطوة بخطوة: أولاً، ارتدي قفازاتك وأمسك بأحد أنابيب ثاني أكسيد الكربون. أدخل محول الدراجة في الأنبوب. ثم أمسك القماش بيدك الأخرى. أثناء إطلاق الغاز من الزجاجة، امسحها بقطعة قماش نظيفة. ستلاحظين التصاق بلورات الثلج الجاف بالقماش، مما يدل على أنها جاهزة للاستخدام.
آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد حول كيفية صنع الثلج الجاف في المنزل.