, कार्बन डाइऑक्साइड, कार्बन डाइऑक्साइड के गुण, कार्बन डाइऑक्साइड प्राप्त करना
यह जीवन को बनाए रखने के योग्य नहीं है। हालाँकि, यह वही है जो पौधे "फ़ीड" करते हैं, इसे कार्बनिक पदार्थों में बदल देते हैं। इसके अलावा, यह पृथ्वी का एक प्रकार का "कंबल" है। यदि यह गैस अचानक से वायुमंडल से गायब हो जाती है, तो पृथ्वी अधिक ठंडी हो जाएगी, और बारिश व्यावहारिक रूप से गायब हो जाएगी।
"पृथ्वी का कम्बल"
(कार्बन डाइऑक्साइड, कार्बन डाइऑक्साइड, सीओ 2) तब बनता है जब दो तत्व मिलते हैं: कार्बन और ऑक्सीजन। यह कोयले या हाइड्रोकार्बन यौगिकों के दहन के दौरान, तरल पदार्थों के किण्वन के दौरान, और मनुष्यों और जानवरों की सांस के उत्पाद के रूप में भी बनता है। यह वातावरण में भी कम मात्रा में पाया जाता है, जहां से इसे पौधों द्वारा आत्मसात किया जाता है, जो बदले में ऑक्सीजन का उत्पादन करते हैं।
कार्बन डाइऑक्साइड रंगहीन और हवा से भारी होती है। कार्बन डाइऑक्साइड से युक्त बर्फ के निर्माण के साथ -78.5 ° C पर जम जाता है। जलीय घोल के रूप में, यह कार्बोनिक एसिड बनाता है, लेकिन यह इतना स्थिर नहीं है कि आसानी से अलग हो जाए।
कार्बन डाइऑक्साइड पृथ्वी का "कंबल" है। यह आसानी से पराबैंगनी किरणों को प्रसारित करता है, जो हमारे ग्रह को गर्म करती है, और इसकी सतह से उत्सर्जित अवरक्त को बाहरी अंतरिक्ष में दर्शाती है। और अगर अचानक वातावरण से कार्बन डाइऑक्साइड गायब हो जाता है, तो यह मुख्य रूप से जलवायु को प्रभावित करेगा। यह पृथ्वी पर अधिक ठंडा हो जाएगा, बहुत कम बारिश होगी। यह अंतत: कहां ले जाएगा, इसका अनुमान लगाना कठिन नहीं है।
सच है, इस तरह की तबाही से हमें अभी कोई खतरा नहीं है। बल्कि इसके विपरीत सच है। कार्बनिक पदार्थों का दहन: तेल, कोयला, प्राकृतिक गैस, लकड़ी - धीरे-धीरे वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा को बढ़ाता है। इसका मतलब यह है कि समय के साथ पृथ्वी की जलवायु के एक महत्वपूर्ण वार्मिंग और आर्द्रीकरण की प्रतीक्षा करना आवश्यक है। वैसे, पुराने समय के लोगों का मानना है कि यह उनकी युवावस्था की तुलना में पहले से ही काफी गर्म है ...
कार्बन डाइऑक्साइड निकलती है तरल कम तापमान, उच्च दबाव तरलतथा गैसीय... यह अमोनिया और अल्कोहल उत्पादन से अपशिष्ट गैसों के साथ-साथ विशेष ईंधन दहन और अन्य उद्योगों के आधार पर प्राप्त किया जाता है। गैसीय कार्बन डाइऑक्साइड 20 डिग्री सेल्सियस के तापमान और 101.3 केपीए (760 मिमी एचजी), घनत्व - 1.839 किग्रा / मी 3 के दबाव पर एक रंगहीन और गंधहीन गैस है। तरल कार्बन डाइऑक्साइड बस एक रंगहीन, गंधहीन तरल है।
गैर विषैले और गैर विस्फोटक। 5% (92 ग्राम / मी 3) से अधिक की सांद्रता में, कार्बन डाइऑक्साइड का मानव स्वास्थ्य पर हानिकारक प्रभाव पड़ता है - यह हवा से भारी होता है और फर्श के पास खराब हवादार कमरों में जमा हो सकता है। उसी समय, हवा में ऑक्सीजन का आयतन अंश कम हो जाता है, जिससे ऑक्सीजन की कमी और घुटन की घटना हो सकती है।
कार्बन डाइऑक्साइड प्राप्त करना
उद्योग में कार्बन डाइऑक्साइड प्राप्त किया जाता है फर्नेस गैसें, से प्राकृतिक कार्बोनेट के अपघटन उत्पाद(चूना पत्थर, डोलोमाइट)। गैस मिश्रण को पोटेशियम कार्बोनेट के घोल से धोया जाता है, जो बाइकार्बोनेट में गुजरते हुए कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करता है। गर्म करने पर बाइकार्बोनेट का विलयन विघटित होकर कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ता है। औद्योगिक उत्पादन में, गैस को सिलेंडर में पंप किया जाता है।
प्रयोगशाला स्थितियों में, छोटी मात्रा प्राप्त की जाती है एसिड के साथ कार्बोनेट और बाइकार्बोनेट की बातचीत, उदाहरण के लिए हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ संगमरमर।
"सूखी बर्फ" और कार्बन डाइऑक्साइड के अन्य लाभकारी गुण
रोजमर्रा के अभ्यास में, कार्बन डाइऑक्साइड का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, सोडासुगंधित सुगंध के साथ - एक अद्भुत ताज़ा पेय। वी खाद्य उद्योगकार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग परिरक्षक के रूप में भी किया जाता है - यह कोड के तहत पैकेजिंग पर इंगित किया गया है E290और बेकिंग पाउडर के रूप में भी।
कार्बन डाइऑक्साइड अग्निशामकआग में प्रयोग किया जाता है। जैव रसायनविदों ने पाया है कि निषेचन ... कार्बन डाइऑक्साइड के साथ हवा काविभिन्न फसलों की उत्पादकता बढ़ाने के लिए एक बहुत ही प्रभावी उपकरण। शायद इस उर्वरक में एक एकल, लेकिन महत्वपूर्ण खामी है: इसका उपयोग केवल ग्रीनहाउस में किया जा सकता है। कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन करने वाले कारखानों में, तरलीकृत गैस को स्टील के सिलेंडरों में भरकर उपभोक्ताओं को भेजा जाता है। यदि आप वाल्व खोलते हैं, तो ... छेद से बर्फ फुफकार के साथ निकल जाती है। क्या चमत्कार है?
सब कुछ सरलता से समझाया गया है। गैस को संपीड़ित करने पर खर्च किया गया कार्य इसके विस्तार के लिए आवश्यक से बहुत कम निकलता है। और किसी तरह उत्पन्न घाटे की भरपाई करने के लिए, कार्बन डाइऑक्साइड तेजी से ठंडा हो जाता है "सूखी बर्फ"... यह व्यापक रूप से भोजन को संरक्षित करने के लिए उपयोग किया जाता है और साधारण बर्फ पर इसके महत्वपूर्ण फायदे हैं: पहला, इसकी "ठंडा करने की क्षमता" प्रति यूनिट वजन से दोगुनी है; दूसरे, यह अवशेषों के बिना वाष्पित हो जाता है।
कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग सक्रिय माध्यम के रूप में किया जाता है तार वेल्डिंग, चूंकि चाप के तापमान पर, कार्बन डाइऑक्साइड कार्बन मोनोऑक्साइड सीओ और ऑक्सीजन में विघटित हो जाता है, जो बदले में, तरल धातु के साथ बातचीत करता है, इसे ऑक्सीकरण करता है।
डिब्बे में कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग किया जाता है वायवीय हथियारऔर के रूप में मोटर्स के लिए ऊर्जा स्रोतएरोमॉडलिंग में।
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कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) दहन का समर्थन नहीं करता है। इसमें केवल कुछ सक्रिय धातुएँ ही जलती हैं:
2 एम जी + सी ओ 2 → 2 एम जी ओ + सी (\ डिस्प्लेस्टाइल (\ मैथ्सफ (2एमजी + सीओ_ (2) \ राइटएरो 2एमजीओ + सी)))सक्रिय धातु ऑक्साइड के साथ सहभागिता:
सी ए ओ + सी ओ 2 → सी ए सी ओ 3 (\ डिस्प्लेस्टाइल (\ mathsf (CaO + CO_ (2) \ राइटएरो CaCO_ (3))))पानी में घुलने पर कार्बोनिक एसिड बनाता है:
सी ओ 2 + एच 2 ओ ⇄ एच 2 सी ओ 3 (\ डिस्प्लेस्टाइल (\ मैथ्सफ (सीओ_ (2) + एच_ (2) ओ \ दाएं बाएं तीर एच_ (2) सीओ_ (3))))क्षार के साथ क्रिया करके कार्बोनेट और हाइड्रोकार्बन बनाते हैं:
सी ए (ओएच) 2 + सीओ 2 → सी ए सीओ 3 ↓ + एच 2 ओ (\ डिस्प्लेस्टाइल (\ मैथ्सफ (सीए (ओएच) _ (2) + सीओ_ (2) \ राइटएरो सीएसीओ_ (3) \ डाउनएरो + एच_ ( 2) ओ)))(कार्बन डाइऑक्साइड के लिए गुणात्मक प्रतिक्रिया) K O H + C O 2 → K H C O 3 (\ डिस्प्लेस्टाइल (\ mathsf (KOH + CO_ (2) \ राइटएरो KHCO_ (3))))जैविक
मानव शरीर प्रतिदिन लगभग 1 किलो कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ता है।
यह कार्बन डाइऑक्साइड ऊतकों से ले जाया जाता है, जहां यह शिरापरक तंत्र के माध्यम से चयापचय के अंतिम उत्पादों में से एक के रूप में बनता है और फिर फेफड़ों के माध्यम से निकाली गई हवा के साथ उत्सर्जित होता है। इस प्रकार, रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा शिरापरक प्रणाली में अधिक होती है, और फेफड़ों के केशिका नेटवर्क में घट जाती है, और धमनी रक्त में कम होती है। रक्त के नमूने की कार्बन डाइऑक्साइड सामग्री को अक्सर आंशिक दबाव के संदर्भ में व्यक्त किया जाता है, अर्थात, रक्त के नमूने में निहित कार्बन डाइऑक्साइड का दबाव केवल रक्त के नमूने की पूरी मात्रा पर कब्जा कर लेता है।
कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ 2) रक्त में तीन अलग-अलग तरीकों से पहुंचाया जाता है (परिवहन के इन तीन तरीकों में से प्रत्येक का सटीक अनुपात इस बात पर निर्भर करता है कि रक्त धमनी या शिरापरक है)।
हीमोग्लोबिन, लाल रक्त कोशिकाओं का मुख्य ऑक्सीजन-परिवहन प्रोटीन, ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड दोनों के परिवहन में सक्षम है। हालांकि, कार्बन डाइऑक्साइड हीमोग्लोबिन को ऑक्सीजन से अलग जगह पर बांधता है। यह ग्लोबिन श्रृंखलाओं के एन-टर्मिनल सिरों से बंधता है न कि हीम से। हालांकि, एलोस्टेरिक प्रभावों के कारण, जो बाध्यकारी होने पर हीमोग्लोबिन अणु के विन्यास में परिवर्तन की ओर ले जाते हैं, कार्बन डाइऑक्साइड का बंधन ऑक्सीजन की क्षमता को इसके साथ बांधने की क्षमता को कम कर देता है, एक दिए गए ऑक्सीजन आंशिक दबाव पर, और इसके विपरीत - का बंधन हीमोग्लोबिन के लिए ऑक्सीजन कार्बन डाइऑक्साइड के दिए गए आंशिक दबाव पर कार्बन डाइऑक्साइड को इसके साथ बांधने की क्षमता को कम कर देता है। इसके अलावा, हीमोग्लोबिन की ऑक्सीजन या कार्बन डाइऑक्साइड को तरजीह देने की क्षमता भी माध्यम के पीएच पर निर्भर करती है। फेफड़ों से ऊतकों तक ऑक्सीजन के सफल कब्जा और परिवहन और ऊतकों में इसकी सफल रिहाई के साथ-साथ ऊतकों से फेफड़ों तक कार्बन डाइऑक्साइड के सफल कब्जा और परिवहन और वहां इसे छोड़ने के लिए ये विशेषताएं बहुत महत्वपूर्ण हैं।
कार्बन डाइऑक्साइड रक्त प्रवाह ऑटोरेग्यूलेशन के सबसे महत्वपूर्ण मध्यस्थों में से एक है। यह एक शक्तिशाली वासोडिलेटर है। तदनुसार, यदि ऊतक या रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड का स्तर बढ़ता है (उदाहरण के लिए, तीव्र चयापचय के कारण - शारीरिक गतिविधि, सूजन, ऊतक क्षति, या रक्त प्रवाह में बाधा के कारण, ऊतक इस्किमिया के कारण) तब केशिकाओं का विस्तार होता है, जिससे रक्त प्रवाह में वृद्धि होती है और तदनुसार, ऊतकों को ऑक्सीजन की डिलीवरी में वृद्धि होती है और ऊतकों से संचित कार्बन डाइऑक्साइड का परिवहन होता है। इसके अलावा, कुछ सांद्रता में कार्बन डाइऑक्साइड (बढ़ी हुई है, लेकिन अभी तक विषाक्त मूल्यों तक नहीं पहुंच रही है) का मायोकार्डियम पर सकारात्मक इनोट्रोपिक और क्रोनोट्रोपिक प्रभाव पड़ता है और एड्रेनालाईन के प्रति इसकी संवेदनशीलता बढ़ जाती है, जिससे हृदय संकुचन की शक्ति और आवृत्ति में वृद्धि होती है। कार्डियक आउटपुट का मूल्य और, परिणामस्वरूप, स्ट्रोक और मिनट रक्त की मात्रा। यह ऊतक हाइपोक्सिया और हाइपरकेनिया (कार्बन डाइऑक्साइड के बढ़े हुए स्तर) के सुधार में भी योगदान देता है।
रक्त पीएच को विनियमित करने और सामान्य एसिड-बेस बैलेंस बनाए रखने के लिए बाइकार्बोनेट आयन बहुत महत्वपूर्ण हैं। श्वसन दर रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड सामग्री को प्रभावित करती है। खराब या धीमी सांस लेने से श्वसन एसिडोसिस होता है, जबकि तेज और अत्यधिक गहरी सांस लेने से हाइपरवेंटिलेशन होता है और श्वसन क्षारीयता का विकास होता है।
इसके अलावा, कार्बन डाइऑक्साइड सांस लेने के नियमन में भी महत्वपूर्ण है। यद्यपि हमारे शरीर को चयापचय सुनिश्चित करने के लिए ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है, रक्त या ऊतकों में कम ऑक्सीजन का स्तर आमतौर पर श्वसन को उत्तेजित नहीं करता है (या बल्कि, श्वसन पर ऑक्सीजन की कमी का उत्तेजक प्रभाव बहुत कमजोर होता है और बहुत कम ऑक्सीजन के स्तर के साथ देर से "चालू" होता है। रक्त में, जिस पर एक व्यक्ति अक्सर पहले से ही होश खो रहा होता है)। रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड के स्तर में वृद्धि से सामान्य रूप से श्वास को प्रेरित किया जाता है। श्वसन केंद्र ऑक्सीजन की कमी की तुलना में कार्बन डाइऑक्साइड के स्तर में वृद्धि के प्रति अधिक संवेदनशील है। एक परिणाम के रूप में, अत्यधिक दुर्लभ हवा में सांस लेना (ऑक्सीजन के कम आंशिक दबाव के साथ) या बिल्कुल भी ऑक्सीजन युक्त गैस मिश्रण (उदाहरण के लिए, 100% नाइट्रोजन या 100% नाइट्रस ऑक्साइड) सांस की कमी महसूस किए बिना जल्दी से बेहोशी का कारण बन सकता है (चूंकि रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड का स्तर नहीं बढ़ता है, क्योंकि कुछ भी इसे छोड़ने से नहीं रोकता है)। यह उच्च ऊंचाई पर उड़ान भरने वाले सैन्य विमानों के पायलटों के लिए विशेष रूप से खतरनाक है (कॉकपिट के आपातकालीन अवसादन की स्थिति में, पायलट जल्दी से चेतना खो सकते हैं)। श्वसन विनियमन प्रणाली की यह विशेषता भी कारण है कि विमान में उड़ान परिचारक विमान के केबिन के अवसादन की स्थिति में यात्रियों को निर्देश देते हैं, सबसे पहले, किसी और की मदद करने की कोशिश करने से पहले, खुद ऑक्सीजन मास्क लगाएं - ऐसा करने से, व्यक्ति को जल्दी से होश खोने में मदद करना, और यहां तक कि आखिरी क्षण तक किसी भी असुविधा और ऑक्सीजन की आवश्यकता महसूस किए बिना।
किसी व्यक्ति का श्वसन केंद्र धमनी रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड का आंशिक दबाव 40 मिमी एचजी से अधिक नहीं बनाए रखने की कोशिश करता है। सचेत हाइपरवेंटिलेशन के साथ, धमनी रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड सामग्री 10-20 मिमी एचजी तक घट सकती है, जबकि रक्त में ऑक्सीजन की मात्रा शायद ही बदलेगी या थोड़ी बढ़ जाएगी, और कमी के परिणामस्वरूप एक और सांस लेने की आवश्यकता कम हो जाएगी। श्वसन केंद्र की गतिविधि पर कार्बन डाइऑक्साइड के उत्तेजक प्रभाव में। यही कारण है कि, सचेत हाइपरवेंटिलेशन की अवधि के बाद, बिना पूर्व हाइपरवेंटिलेशन के लंबे समय तक सांस को रोकना आसान होता है। सांस को रोककर रखने के बाद यह जानबूझकर किया गया हाइपरवेंटिलेशन व्यक्ति को सांस लेने की आवश्यकता महसूस होने से पहले चेतना का नुकसान हो सकता है। एक सुरक्षित वातावरण में, चेतना के इस तरह के नुकसान से किसी विशेष चीज का खतरा नहीं होता है (होश खो जाने पर, एक व्यक्ति भी खुद पर नियंत्रण खो देगा, अपनी सांस रोककर सांस लेना बंद कर देगा, और इसके साथ, ऑक्सीजन की आपूर्ति करेगा। मस्तिष्क बहाल हो जाएगा, और फिर चेतना भी बहाल हो जाएगी)। हालांकि, अन्य स्थितियों में, उदाहरण के लिए, डाइविंग से पहले, यह खतरनाक हो सकता है (चेतना की हानि और सांस लेने की आवश्यकता गहराई पर होगी, और सचेत नियंत्रण के अभाव में, पानी श्वसन पथ में प्रवेश करेगा, जिससे डूबने का कारण बन सकता है) ) यही कारण है कि डाइविंग से पहले हाइपरवेंटीलेटिंग खतरनाक है और अनुशंसित नहीं है।
प्राप्त
औद्योगिक मात्रा में, कार्बन डाइऑक्साइड को ग्रिप गैसों से, या रासायनिक प्रक्रियाओं के उप-उत्पाद के रूप में छोड़ा जाता है, उदाहरण के लिए, प्राकृतिक कार्बोनेट्स (चूना पत्थर, डोलोमाइट) के अपघटन के दौरान या अल्कोहल (अल्कोहल किण्वन) के उत्पादन में। प्राप्त गैसों के मिश्रण को पोटेशियम कार्बोनेट के घोल से धोया जाता है, जो बाइकार्बोनेट में गुजरते हुए कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करता है। बाइकार्बोनेट का घोल गर्म होने पर या कम दबाव में कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ते हुए विघटित हो जाता है। कार्बन डाइऑक्साइड के उत्पादन के लिए आधुनिक प्रतिष्ठानों में, बाइकार्बोनेट के बजाय, मोनोएथेनॉलमाइन का एक जलीय घोल अक्सर उपयोग किया जाता है, जो कुछ शर्तों के तहत, ग्रिप गैस में निहित CO₂ को अवशोषित करने और गर्म होने पर इसे दूर करने में सक्षम होता है; इस प्रकार तैयार उत्पाद अन्य पदार्थों से अलग हो जाता है।
इसके अलावा, शुद्ध ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और आर्गन प्राप्त करने के उप-उत्पाद के रूप में वायु पृथक्करण संयंत्रों में कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन होता है।
प्रयोगशाला स्थितियों में, एसिड के साथ कार्बोनेट और हाइड्रोकार्बोनेट की बातचीत से थोड़ी मात्रा प्राप्त होती है, जैसे कि हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ संगमरमर, चाक या सोडा, उदाहरण के लिए, किप तंत्र का उपयोग करके। चाक या संगमरमर के साथ सल्फ्यूरिक एसिड की प्रतिक्रिया का उपयोग खराब घुलनशील कैल्शियम सल्फेट के निर्माण में होता है, जो प्रतिक्रिया में हस्तक्षेप करता है, और जिसे एसिड की एक महत्वपूर्ण अतिरिक्तता से हटा दिया जाता है।
पेय तैयार करने के लिए, साइट्रिक एसिड या खट्टे नींबू के रस के साथ बेकिंग सोडा की प्रतिक्रिया का उपयोग किया जा सकता है। यह इस रूप में था कि पहला कार्बोनेटेड पेय दिखाई दिया। फार्मासिस्ट उनके निर्माण और बिक्री में लगे हुए थे।
आवेदन
खाद्य उद्योग में, कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग परिरक्षक और बेकिंग पाउडर के रूप में किया जाता है, जो कोड द्वारा पैकेजिंग पर इंगित किया जाता है E290.
एक्वैरियम में कार्बन डाइऑक्साइड की आपूर्ति के लिए उपकरण में एक गैस जलाशय शामिल हो सकता है। कार्बन डाइऑक्साइड के उत्पादन का सबसे सरल और सबसे सामान्य तरीका अल्कोहल पेय मैश बनाने के लिए डिज़ाइन पर आधारित है। किण्वन के दौरान, जारी कार्बन डाइऑक्साइड एक्वैरियम पौधों को अच्छी तरह से खिला सकता है।
कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग नींबू पानी और सोडा वाटर को कार्बोनेट करने के लिए किया जाता है। कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग तार वेल्डिंग में एक सुरक्षात्मक माध्यम के रूप में भी किया जाता है, लेकिन उच्च तापमान पर यह ऑक्सीजन की रिहाई के साथ विघटित हो जाता है। मुक्त ऑक्सीजन धातु का ऑक्सीकरण करती है। इस संबंध में, वेल्डिंग तार में मैंगनीज और सिलिकॉन जैसे डीऑक्सीडाइज़र पेश करना आवश्यक है। ऑक्सीजन के प्रभाव का एक और परिणाम, ऑक्सीकरण से भी जुड़ा हुआ है, सतह के तनाव में तेज कमी है, जो अन्य बातों के अलावा, एक निष्क्रिय वातावरण में वेल्डिंग की तुलना में अधिक तीव्र धातु स्पैटर की ओर जाता है।
स्टील सिलेंडर में कार्बन डाइऑक्साइड को तरलीकृत अवस्था में रखना गैस के रूप में रखने की तुलना में अधिक लाभदायक होता है। कार्बन डाइऑक्साइड का अपेक्षाकृत कम महत्वपूर्ण तापमान + 31 ° C होता है। एक मानक 40-लीटर सिलेंडर में लगभग 30 किलो तरलीकृत कार्बन डाइऑक्साइड डाला जाता है, और कमरे के तापमान पर सिलेंडर में एक तरल चरण होगा, और दबाव लगभग 6 एमपीए (60 किग्रा / सेमी²) होगा। यदि तापमान +31 डिग्री सेल्सियस से ऊपर है, तो कार्बन डाइऑक्साइड 7.36 एमपीए से ऊपर के दबाव के साथ एक सुपरक्रिटिकल अवस्था में चली जाएगी। एक साधारण 40-लीटर सिलेंडर के लिए मानक कार्य दबाव 15 MPa (150 kgf / cm²) है, लेकिन इसे सुरक्षित रूप से 1.5 गुना अधिक दबाव का सामना करना पड़ता है, अर्थात 22.5 MPa - इस प्रकार, ऐसे सिलेंडरों के साथ काम करना काफी सुरक्षित माना जा सकता है।
ठोस कार्बन डाइऑक्साइड - "सूखी बर्फ" - का उपयोग प्रयोगशाला अनुसंधान में, खुदरा व्यापार में, उपकरण की मरम्मत करते समय किया जाता है (उदाहरण के लिए: तनाव में उतरने पर संभोग भागों में से एक को ठंडा करना), आदि। कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग कार्बन को द्रवीभूत करने के लिए किया जाता है। डाइऑक्साइड और सूखी बर्फ प्राप्त करें। स्थापना।
पंजीकरण के तरीके
तकनीकी प्रक्रियाओं में कार्बन डाइऑक्साइड के आंशिक दबाव का मापन आवश्यक है, चिकित्सा अनुप्रयोगों में - फेफड़ों के कृत्रिम वेंटिलेशन के दौरान और बंद जीवन समर्थन प्रणालियों में श्वास मिश्रण का विश्लेषण। वातावरण में CO2 की सांद्रता का विश्लेषण पर्यावरण और वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए, ग्रीनहाउस प्रभाव का अध्ययन करने के लिए किया जाता है। इंफ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी और अन्य गैस मापन प्रणालियों के सिद्धांत पर आधारित गैस एनालाइजर का उपयोग करके कार्बन डाइऑक्साइड को रिकॉर्ड किया जाता है। साँस छोड़ने वाली हवा में कार्बन डाइऑक्साइड सामग्री को रिकॉर्ड करने के लिए एक चिकित्सा गैस विश्लेषक को कैपनोग्राफ कहा जाता है। प्रक्रिया गैसों या वायुमंडलीय हवा में सीओ 2 (और भी) की कम सांद्रता को मापने के लिए, आप मेथेनेटर के साथ गैस क्रोमैटोग्राफी विधि का उपयोग कर सकते हैं और ज्वाला आयनीकरण डिटेक्टर पर पंजीकरण कर सकते हैं।
प्रकृति में कार्बन डाइऑक्साइड
ग्रह पर वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता में वार्षिक उतार-चढ़ाव मुख्य रूप से उत्तरी गोलार्ध के मध्य (40-70 °) अक्षांशों की वनस्पति द्वारा निर्धारित किया जाता है।
बड़ी मात्रा में कार्बन डाइऑक्साइड समुद्र में घुल जाती है।
कार्बन डाइऑक्साइड सौर मंडल के कुछ ग्रहों के वायुमंडल का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बनाती है: शुक्र, मंगल।
विषाक्तता
कार्बन डाइऑक्साइड गैर-विषाक्त है, लेकिन हवा में सांस लेने वाले जीवों पर इसकी बढ़ी हुई सांद्रता के प्रभाव के कारण, इसे श्वासावरोधक के रूप में वर्गीकृत किया गया है। (अंग्रेज़ी)रूसी... घर के अंदर 2-4% तक एकाग्रता में मामूली वृद्धि से लोगों में उनींदापन और कमजोरी का विकास होता है। खतरनाक सांद्रता को लगभग 7-10% का स्तर माना जाता है, जिस पर घुटन विकसित होती है, जो सिरदर्द, चक्कर आना, सुनने की दुर्बलता और चेतना की हानि (ऊंचाई की बीमारी के समान लक्षण) में प्रकट होती है, एकाग्रता के आधार पर, कई की अवधि में एक घंटे तक मिनट। जब गैस की उच्च सांद्रता वाली हवा अंदर ली जाती है, तो दम घुटने से मृत्यु बहुत जल्दी होती है।
हालांकि, वास्तव में, 5-7% सीओ 2 की एकाग्रता भी घातक नहीं है, यहां तक \u200b\u200bकि 0.1% (मेगासिटी की हवा में कार्बन डाइऑक्साइड की ऐसी सामग्री देखी जाती है) की एकाग्रता पर भी लोग कमजोर और नींद महसूस करने लगते हैं। इससे पता चलता है कि उच्च ऑक्सीजन स्तरों पर भी, उच्च सीओ 2 सांद्रता का भलाई पर गहरा प्रभाव पड़ता है।
इस गैस की बढ़ी हुई सांद्रता के साथ हवा में सांस लेने से दीर्घकालिक स्वास्थ्य समस्याएं नहीं होती हैं, और पीड़ित को गैस-प्रदूषित वातावरण से निकालने के बाद, स्वास्थ्य की पूर्ण वसूली जल्दी होती है।
उद्योग में, कार्बन डाइऑक्साइड सीओ 2 के उत्पादन के लिए मुख्य तरीके मीथेन सीएच 4 को हाइड्रोजन एच 2 में परिवर्तित करने की प्रतिक्रिया के उप-उत्पाद के रूप में इसका उत्पादन है, हाइड्रोकार्बन के दहन (ऑक्सीकरण) की प्रतिक्रियाएं, चूना पत्थर सीएसीओ 3 के अपघटन की प्रतिक्रिया में चूना CaO और पानी H20।
सीओ 2 सीएच 4 और अन्य हाइड्रोकार्बन के हाइड्रोजन एच 2 के भाप सुधार के उपोत्पाद के रूप में
उद्योग को मुख्य रूप से अमोनिया NH3 (हैबर प्रक्रिया, हाइड्रोजन और नाइट्रोजन की उत्प्रेरक प्रतिक्रिया) के उत्पादन में उपयोग के लिए हाइड्रोजन H2 की आवश्यकता होती है; खनिज उर्वरकों और नाइट्रिक एसिड के उत्पादन के लिए अमोनिया की आवश्यकता होती है। हाइड्रोजन का उत्पादन विभिन्न तरीकों से किया जा सकता है, जिसमें पानी का इलेक्ट्रोलिसिस भी शामिल है, जिसे पारिस्थितिकीविदों द्वारा पसंद किया जाता है - हालाँकि, दुर्भाग्य से, इस समय हाइड्रोजन उत्पादन के सभी तरीके, हाइड्रोकार्बन के सुधार को छोड़कर, बड़े पैमाने पर आर्थिक रूप से अनुचित हैं- बड़े पैमाने पर उत्पादन - जब तक कि "मुफ्त" बिजली की अधिकता न हो। इसलिए, हाइड्रोजन उत्पादन की मुख्य विधि, जिसकी प्रक्रिया में कार्बन डाइऑक्साइड भी निकलता है, मीथेन का भाप सुधार है: लगभग 700 ... 1100 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर और 3 ... 25 बार का दबाव, एक उत्प्रेरक की उपस्थिति में, जल वाष्प H2O, मीथेन CH4 के साथ संश्लेषण गैस की रिहाई के साथ प्रतिक्रिया करता है (प्रक्रिया एंडोथर्मिक है, अर्थात यह गर्मी के अवशोषण के साथ जाती है):
CH4 + H2O (+ ताप) → CO + 3H2इसी तरह, प्रोपेन को भाप सुधार के अधीन किया जा सकता है:
3H8 + 3H2O (+ ताप) → 2CO + 7H2और इथेनॉल (एथिल अल्कोहल):
C2H5OH + H2O (+ ताप) → 2CO + 4H2यहां तक कि गैसोलीन को भाप में भी सुधारा जा सकता है। गैसोलीन में 100 से अधिक विभिन्न रासायनिक यौगिक होते हैं, नीचे आइसोक्टेन और टोल्यूनि के भाप सुधार की प्रतिक्रियाएं हैं:
C8H18 + 8H2O (+ ताप) → 8CO + 17H2
C7H8 + 7H2O (+ ताप) → 7CO + 11H2तो, एक या दूसरे हाइड्रोकार्बन ईंधन के भाप सुधार की प्रक्रिया में, हाइड्रोजन और कार्बन मोनोऑक्साइड सीओ (कार्बन मोनोऑक्साइड) प्राप्त किए गए थे। हाइड्रोजन उत्पादन प्रक्रिया के अगले चरण में, एक उत्प्रेरक की उपस्थिति में कार्बन मोनोऑक्साइड ऑक्सीजन परमाणु ओ को पानी से गैस में ले जाने की प्रतिक्रिया से गुजरता है = सीओ को सीओ 2 में ऑक्सीकरण किया जाता है, और हाइड्रोजन एच 2 मुक्त रूप में जारी होता है। प्रतिक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक है, यह लगभग 40.4 kJ / mol गर्मी छोड़ती है:
सीओ + एच 2 ओ → सीओ 2 + एच 2 (+ गर्मी)औद्योगिक वातावरण में, हाइड्रोकार्बन के भाप सुधार से जारी कार्बन डाइऑक्साइड CO2 को अलग करना और एकत्र करना आसान है। हालांकि, इस मामले में CO2 एक अवांछनीय उप-उत्पाद है, वातावरण में एक सरल मुक्त रिलीज, हालांकि यह अब CO2 से छुटकारा पाने का प्रचलित तरीका है, पर्यावरणीय दृष्टिकोण से अवांछनीय है, और कुछ उद्यम अधिक "उन्नत" अभ्यास करते हैं "तरीके, जैसे, उदाहरण के लिए, तेल क्षेत्रों में इंजेक्शन CO2 में गिरावट के साथ डेबिट या इसे समुद्र में पंप करना।
हाइड्रोकार्बन ईंधन के पूर्ण दहन के साथ CO2 उत्पादन
जब मीथेन, प्रोपेन, गैसोलीन, केरोसिन, डीजल ईंधन आदि जैसे हाइड्रोकार्बन जलाए जाते हैं, यानी पर्याप्त मात्रा में ऑक्सीजन, कार्बन डाइऑक्साइड और आमतौर पर पानी के साथ ऑक्सीकृत हो जाते हैं, तो पानी बनता है। उदाहरण के लिए, CH4 मीथेन दहन की प्रतिक्रिया इस तरह दिखती है:
सीएच 4 + 2 ओ 2 → सीओ 2 + 2 एच 2 ओआंशिक ईंधन ऑक्सीकरण द्वारा H2 उत्पादन के उप-उत्पाद के रूप में CO2
दुनिया में औद्योगिक रूप से उत्पादित हाइड्रोजन का लगभग 95% हाइड्रोकार्बन ईंधन के भाप सुधार की उपरोक्त वर्णित विधि द्वारा उत्पादित किया जाता है, मुख्य रूप से प्राकृतिक गैस में निहित मीथेन सीएच 4। भाप सुधार के अलावा, आंशिक ऑक्सीकरण की विधि द्वारा हाइड्रोजन को हाइड्रोकार्बन ईंधन से काफी उच्च दक्षता के साथ प्राप्त किया जा सकता है, जब मीथेन और अन्य हाइड्रोकार्बन ईंधन के पूर्ण दहन के लिए अपर्याप्त मात्रा में ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं (याद रखें कि पूर्ण की प्रक्रिया में ईंधन के दहन, संक्षेप में ऊपर वर्णित, कार्बन डाइऑक्साइड प्राप्त होता है CO2 गैस और पानी H20)। ऑक्सीजन की स्टोइकोमेट्रिक मात्रा से कम आपूर्ति करते समय, प्रतिक्रिया उत्पाद मुख्य रूप से हाइड्रोजन एच 2 और कार्बन मोनोऑक्साइड, या कार्बन मोनोऑक्साइड सीओ होते हैं; कार्बन डाइऑक्साइड CO2 और कुछ अन्य पदार्थ कम मात्रा में उत्पन्न होते हैं। चूंकि आमतौर पर, व्यवहार में, यह प्रक्रिया शुद्ध ऑक्सीजन के साथ नहीं, बल्कि हवा के साथ, इनलेट और प्रक्रिया के आउटलेट पर नाइट्रोजन होती है, जो प्रतिक्रिया में भाग नहीं लेती है।
आंशिक ऑक्सीकरण एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है, अर्थात अभिक्रिया के परिणामस्वरूप ऊष्मा उत्पन्न होती है। आंशिक ऑक्सीकरण आमतौर पर भाप सुधार की तुलना में बहुत तेज होता है और इसके लिए रिएक्टर की एक छोटी मात्रा की आवश्यकता होती है। जैसा कि नीचे की प्रतिक्रियाओं में देखा जा सकता है, प्रारंभिक आंशिक ऑक्सीकरण भाप सुधार प्रक्रिया द्वारा उत्पादित की तुलना में ईंधन की प्रति यूनिट कम हाइड्रोजन पैदा करता है।
मीथेन CH4 की आंशिक ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया:
सीएच 4 + ½ ओ 2 → सीओ + एच 2 (+ गर्मी)प्रोपेन C3H8:
सी 3 एच 8 + 1½O 2 → 3CO + 4H 2 (+ गर्मी)एथिल अल्कोहल C2H5OH:
सी 2 एच 5 ओएच + ½ ओ 2 → 2CO + 3H 2 (+ गर्मी)गैसोलीन में मौजूद सौ से अधिक रासायनिक यौगिकों में से आइसोक्टेन और टोल्यूनि के उदाहरण से गैसोलीन का आंशिक ऑक्सीकरण:
सी 8 एच 18 + 4ओ 2 → 8सीओ + 9एच 2 (+ गर्मी)
सी 7 एच 18 + 3½ ओ 2 → 7CO + 4H 2 (+ गर्मी)सीओ को कार्बन डाइऑक्साइड में परिवर्तित करने और अतिरिक्त हाइड्रोजन प्राप्त करने के लिए, ऑक्सीजन शिफ्ट पानी → भाप सुधार प्रक्रिया के विवरण में पहले से ही वर्णित गैस प्रतिक्रिया का उपयोग किया जाता है:
सीओ + एच 2 ओ → सीओ 2 + एच 2 (+ थोड़ी गर्मी)चीनी किण्वन से CO2
खमीर आटा से मादक पेय और बेकरी उत्पादों के उत्पादन में, एथिल अल्कोहल C2H5OH और कार्बन डाइऑक्साइड CO2 के निर्माण के साथ शर्करा - ग्लूकोज, फ्रुक्टोज, सुक्रोज, आदि के किण्वन की प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, ग्लूकोज C6H12O6 की किण्वन प्रतिक्रिया इस प्रकार है:
सी 6 एच 12 ओ 6 → 2सी 2 एच 5 ओएच + 2सीओ 2और फ्रुक्टोज C12H22O11 का किण्वन - इस तरह दिखता है:
सी 12 एच 22 ओ 11 + एच 2 ओ → 4सी 2 एच 5 ओएच + 4सीओ 2विटमैन द्वारा निर्मित CO2 उत्पादन उपकरण
मादक पेय पदार्थों के उत्पादन में, परिणामी अल्कोहल एक वांछनीय और यहां तक कि, किण्वन प्रतिक्रिया का एक आवश्यक उत्पाद कह सकता है। कार्बन डाइऑक्साइड को कभी वायुमंडल में छोड़ा जाता है और कभी-कभी इसे कार्बोनेट करने के लिए पेय में छोड़ दिया जाता है। ब्रेड बेकिंग में, विपरीत सच है: बुलबुले बनाने के लिए CO2 की आवश्यकता होती है, जिससे आटा ऊपर उठता है, और बेकिंग के दौरान एथिल अल्कोहल लगभग पूरी तरह से वाष्पित हो जाता है।
कई उद्यमों, विशेष रूप से डिस्टिलरीज, जिनके लिए CO 2 एक पूरी तरह से अनावश्यक उप-उत्पाद है, ने अपना संग्रह और बिक्री स्थापित की है। किण्वन टैंकों से गैस को अल्कोहल ट्रैप के माध्यम से कार्बन डाइऑक्साइड संयंत्र में पहुंचाया जाता है, जहां CO2 को शुद्ध, तरलीकृत और बोतलबंद किया जाता है। दरअसल, कई क्षेत्रों में डिस्टिलरी कार्बन डाइऑक्साइड के मुख्य आपूर्तिकर्ता हैं - और उनमें से कई के लिए, कार्बन डाइऑक्साइड की बिक्री किसी भी तरह से आय का अंतिम स्रोत नहीं है।
ब्रुअरीज और डिस्टिलरीज (हूपमैन / जीईए ब्रेवरी, विटमैन, आदि) में शुद्ध कार्बन डाइऑक्साइड की रिहाई के लिए उपकरणों के उत्पादन की एक पूरी शाखा है, साथ ही साथ हाइड्रोकार्बन ईंधन से इसका प्रत्यक्ष उत्पादन भी है। एयर प्रोडक्ट्स और एयर लिक्विड जैसे गैस आपूर्तिकर्ता भी सीओ 2 की रिहाई और उसके बाद के शुद्धिकरण, द्रवीकरण और सिलेंडर में भरने के लिए स्टेशन स्थापित करते हैं।
CaCO3 . से क्विकलाइम CaO के उत्पादन में CO2
व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले CaO क्विकलाइम की उत्पादन प्रक्रिया में प्रतिक्रिया के उप-उत्पाद के रूप में कार्बन डाइऑक्साइड भी होता है। चूना पत्थर CaCO3 की अपघटन प्रतिक्रिया एंडोथर्मिक है, इसके लिए लगभग + 850 ° C तापमान की आवश्यकता होती है और यह इस तरह दिखता है:
CaCO3 → CaO + CO2यदि चूना पत्थर (या अन्य धातु कार्बोनेट) एक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो कार्बन डाइऑक्साइड H2CO3 प्रतिक्रिया उत्पादों में से एक के रूप में जारी किया जाता है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोक्लोरिक एसिड एचसीएल चूना पत्थर (कैल्शियम कार्बोनेट) CaCO3 के साथ निम्नानुसार प्रतिक्रिया करता है:
2HCl + CaCO 3 → CaCl 2 + H 2 CO 3कार्बोनिक एसिड बहुत अस्थिर है और वायुमंडलीय परिस्थितियों में तेजी से CO2 और पानी H2O में विघटित हो जाता है।
कार्बन डाइऑक्साइड (कार्बन डाइऑक्साइड) का अनुप्रयोग
वर्तमान में, इसके सभी राज्यों में कार्बन डाइऑक्साइड का व्यापक रूप से उद्योग की सभी शाखाओं और कृषि-औद्योगिक परिसर में उपयोग किया जाता है।
गैसीय अवस्था में (कार्बन डाइऑक्साइड)
खाद्य उद्योग में
1. एक अक्रिय बैक्टीरियोस्टेटिक और फंगीस्टेटिक वातावरण बनाने के लिए (20% से अधिक एकाग्रता पर):
· पौधे और पशु उत्पादों का प्रसंस्करण करते समय;
· खाद्य और चिकित्सा उत्पादों को पैक करते समय उनके शेल्फ जीवन को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाने के लिए;
· प्रणोदक गैस के रूप में बीयर, वाइन और जूस डालते समय।
2. शीतल पेय और खनिज पानी (संतृप्ति) के उत्पादन में।
3. शैंपेन और स्पार्कलिंग वाइन (कार्बोनेशन) के निर्माण और उत्पादन में।
4. गर्म दुकानों के कर्मियों के लिए और गर्मियों में साइफन और सैचुरेटर्स द्वारा कार्बोनेटेड पानी और पेय तैयार करना।
5. बोतलबंद गैस की बिक्री के लिए और बीयर और क्वास, कार्बोनेटेड पानी और पेय में मैनुअल व्यापार के लिए वेंडिंग मशीनों में उपयोग करें।
6. कार्बोनेटेड दूध पेय और कार्बोनेटेड फल और बेरी जूस ("स्पार्कलिंग उत्पाद") के निर्माण में।
7. चीनी के उत्पादन में (शौच - संतृप्ति)।
8. CO2 के साथ संतृप्त करके और उच्च दबाव में भंडारण करके ताजा निचोड़ा हुआ उत्पाद की गंध और स्वाद को संरक्षित करते हुए फलों और सब्जियों के रस के दीर्घकालिक संरक्षण के लिए।
9. वाइन और जूस (डिटार्टिशन) से टार्टरिक एसिड के लवण के अवक्षेपण और हटाने की प्रक्रिया को तेज करना।
10. निस्यंदन विधि से पीने का पानी पीने के लिए। कैल्शियम और मैग्नीशियम आयनों के साथ नमक रहित पेयजल की संतृप्ति के लिए।कृषि उत्पादों के उत्पादन, भंडारण और प्रसंस्करण में
11. नियंत्रित वातावरण (2-5 गुना) में खाद्य उत्पादों, सब्जियों और फलों के शेल्फ जीवन को बढ़ाने के लिए।
12. कटे हुए फूलों का 20 या अधिक दिनों तक कार्बन डाइऑक्साइड के वातावरण में भंडारण करना।
13. अनाज, पास्ता, अनाज, सूखे मेवे और अन्य खाद्य उत्पादों का कार्बन डाइऑक्साइड के वातावरण में भंडारण, ताकि उन्हें कीड़ों और कृन्तकों द्वारा नुकसान से बचाया जा सके।
14. भंडारण से पहले फलों और जामुनों के प्रसंस्करण के लिए, जो कवक और जीवाणु सड़ांध के विकास को रोकता है।
15. उच्च दबाव में कटी हुई या पूरी सब्जियों को संतृप्त करने के लिए, जो स्वाद ("स्पार्कलिंग खाद्य पदार्थ") को बढ़ाता है और उनके शेल्फ जीवन में सुधार करता है।
16. ग्रीनहाउस में पौधों की वृद्धि और उत्पादकता में सुधार करने के लिए।
आज, रूस में सब्जी और फूलों की खेती के खेतों में, ग्रीनहाउस में पौधों के कार्बन डाइऑक्साइड निषेचन का एक गंभीर मुद्दा है। खनिज पोषक तत्वों की कमी की तुलना में CO2 की कमी अधिक गंभीर समस्या है। औसतन, एक पौधा पानी और कार्बन डाइऑक्साइड से शुष्क पदार्थ द्रव्यमान का 94% संश्लेषित करता है, शेष 6% खनिज उर्वरकों से प्राप्त होता है! कम कार्बन डाइऑक्साइड सामग्री अब उपज को सीमित करने वाला एक कारक है (मुख्य रूप से कम मात्रा वाली फसलों में)। 1 हेक्टेयर के ग्रीनहाउस की हवा में लगभग 20 किलोग्राम CO2 होती है। वसंत और गर्मियों के महीनों में अधिकतम प्रकाश स्तर पर, प्रकाश संश्लेषण के दौरान खीरे के पौधों द्वारा CO2 की खपत 50 किग्रा · घंटा / हेक्टेयर (यानी, प्रति दिन के उजाले में 700 किग्रा / हेक्टेयर CO2 तक) तक पहुंच सकती है। परिणामी घाटा केवल आंशिक रूप से वायुमंडलीय हवा के प्रवाह द्वारा ट्रांसॉम के माध्यम से और संलग्न संरचनाओं में लीक के साथ-साथ पौधों की रात की श्वसन द्वारा कवर किया जाता है। ग्राउंड ग्रीनहाउस में, कार्बन डाइऑक्साइड का एक अतिरिक्त स्रोत खाद, पीट, पुआल या चूरा से भरी मिट्टी है। ग्रीनहाउस हवा को कार्बन डाइऑक्साइड से समृद्ध करने का प्रभाव इन कार्बनिक पदार्थों की मात्रा और प्रकार पर निर्भर करता है जो सूक्ष्मजीवविज्ञानी अपघटन से गुजरते हैं। उदाहरण के लिए, जब खनिज उर्वरकों के साथ सिक्त चूरा लगाया जाता है, तो पहले कार्बन डाइऑक्साइड का स्तर रात में उच्च मूल्यों तक पहुंच सकता है, और दिन के दौरान बंद ट्रांसॉम के साथ। हालांकि, सामान्य तौर पर, यह प्रभाव काफी बड़ा नहीं होता है और पौधों की जरूरतों का केवल एक हिस्सा ही संतुष्ट करता है। जैविक स्रोतों का मुख्य नुकसान कार्बन डाइऑक्साइड की एकाग्रता में वांछित स्तर तक वृद्धि की छोटी अवधि है, साथ ही साथ खिला प्रक्रिया को विनियमित करने की असंभवता है। अक्सर धूप के दिनों में मिट्टी के ग्रीनहाउस में, अपर्याप्त वायु विनिमय के साथ, पौधों द्वारा तीव्र अवशोषण के परिणामस्वरूप CO2 की सामग्री 0.01% से नीचे गिर सकती है और प्रकाश संश्लेषण व्यावहारिक रूप से बंद हो जाता है! CO2 की कमी कार्बोहाइड्रेट के आत्मसात को सीमित करने वाला मुख्य कारक बन जाती है और तदनुसार, पौधों की वृद्धि और विकास। कार्बन डाइऑक्साइड के तकनीकी स्रोतों के उपयोग के माध्यम से ही घाटे को पूरी तरह से कवर किया जा सकता है।
17. पशुओं के लिए सूक्ष्म शैवाल का उत्पादन। जब स्वायत्त शैवाल की खेती के प्रतिष्ठानों में पानी कार्बन डाइऑक्साइड से संतृप्त होता है, तो शैवाल की दर काफी बढ़ जाती है (4-6 गुना)।
18. साइलेज की गुणवत्ता में सुधार करना। रसदार चारा बनाते समय, पौधे के द्रव्यमान में CO2 का कृत्रिम परिचय हवा से ऑक्सीजन के प्रवेश को रोकता है, जो कार्बनिक अम्लों के अनुकूल अनुपात, कैरोटीन और सुपाच्य प्रोटीन की बढ़ी हुई सामग्री के साथ उच्च गुणवत्ता वाले उत्पाद के निर्माण में योगदान देता है।
19. खाद्य और गैर-खाद्य उत्पादों के सुरक्षित कीटाणुरहित करने के लिए। 1-10 दिनों के भीतर (तापमान के आधार पर) 60% से अधिक कार्बन डाइऑक्साइड युक्त वातावरण न केवल वयस्क कीड़े, बल्कि उनके लार्वा और अंडे को नष्ट कर देता है। यह तकनीक अनाज, चावल, मशरूम, सूखे मेवे, नट और कोकोआ, मिश्रित फ़ीड और बहुत कुछ जैसे 20% तक की बाध्य जल सामग्री वाले उत्पादों पर लागू होती है।
20. गैस के छेद, भंडारण, कक्षों (30% कार्बन डाइऑक्साइड की पर्याप्त एकाग्रता) के साथ अल्पकालिक भरने से murine कृन्तकों के कुल विनाश के लिए।
21. पशु चारा के अवायवीय पाश्चराइजेशन के लिए, 83 डिग्री सेल्सियस से अधिक नहीं के तापमान पर जल वाष्प के साथ मिलाया जाता है - दानेदार बनाने और बाहर निकालने के विकल्प के रूप में, जिसमें उच्च ऊर्जा लागत की आवश्यकता नहीं होती है।
22. वध से पहले मुर्गी और छोटे जानवरों (सूअर, बछड़े, भेड़) की इच्छामृत्यु के लिए। परिवहन के दौरान मछली के संज्ञाहरण के लिए।
23. अंडे देने की शुरुआत में तेजी लाने के लिए मधुमक्खी और भौंरा रानियों के संज्ञाहरण के लिए।
24. मुर्गियों के लिए पीने के पानी को संतृप्त करने के लिए, जो पोल्ट्री पर उच्च गर्मी के तापमान के नकारात्मक प्रभाव को काफी कम करता है, अंडे के खोल को मोटा करने और कंकाल को मजबूत करने में मदद करता है।
25. दवाओं की बेहतर क्रिया के लिए कवकनाशी और शाकनाशी के कार्यशील समाधानों की संतृप्ति के लिए। यह विधि आपको समाधान की खपत को 20-30% तक कम करने की अनुमति देती है।चिकित्सा में
26. ए) श्वसन उत्तेजक के रूप में ऑक्सीजन के साथ मिश्रित (5% की एकाग्रता पर);
बी) रक्तचाप को कम करने और रक्त प्रवाह में सुधार करने के लिए सूखे कार्बोनेटेड स्नान (15-30% की एकाग्रता पर) के लिए।
27. त्वचाविज्ञान में क्रायोथेरेपी, बालनोथेरेपी में शुष्क और पानी कार्बन डाइऑक्साइड स्नान, सर्जरी में श्वास मिश्रण।रसायन और कागज उद्योग में
28. सोडा के उत्पादन के लिए, अमोनियम लवण (फसल उत्पादन में उर्वरक के रूप में उपयोग किया जाता है, बेकरी और आटा कन्फेक्शनरी में खमीर के बजाय जुगाली करने वालों को खिलाने के लिए एडिटिव्स), सीसा सफेद, यूरिया, हाइड्रोक्सीकार्बोक्सिलिक एसिड। मेथनॉल और फॉर्मलाडेहाइड के उत्प्रेरक संश्लेषण के लिए।
29. क्षारीय अपशिष्ट जल को निष्क्रिय करने के लिए। समाधान के स्व-बफरिंग प्रभाव के लिए धन्यवाद, सटीक पीएच नियंत्रण उपकरण और सीवेज पाइप के क्षरण से बचा जाता है, और विषाक्त उप-उत्पादों का कोई गठन नहीं होता है।
30. क्षारीय विरंजन के बाद लुगदी प्रसंस्करण के लिए कागज के उत्पादन में (प्रक्रिया की दक्षता में 15% की वृद्धि)।
31. लकड़ी की ऑक्सीजन-सोडा पकाने के दौरान उपज बढ़ाने और भौतिक और यांत्रिक गुणों और सेलूलोज़ की ब्लीचबिलिटी में सुधार करने के लिए।
32. पैमाने से हीट एक्सचेंजर्स की सफाई और इसके गठन को रोकने के लिए (हाइड्रोडायनामिक और रासायनिक विधियों का एक संयोजन)।निर्माण और अन्य उद्योगों में
33. स्टील और लोहे की ढलाई के लिए सांचों के तेजी से रासायनिक इलाज के लिए। कास्टिंग मोल्ड्स को कार्बन डाइऑक्साइड की आपूर्ति गर्मी सुखाने की तुलना में उनके सख्त होने को 20-25 गुना तेज कर देती है।
34. झरझरा प्लास्टिक के उत्पादन में एक उड़ने वाली गैस के रूप में।
35. आग रोक ईंटों को मजबूत करने के लिए।
36. यात्री और हल्के वाहनों के शरीर की मरम्मत करते समय, ट्रकों और ट्रैक्टरों के केबिनों की मरम्मत करते समय और पतली शीट स्टील से उत्पादों की वेल्डिंग करते समय अर्ध स्वचालित उपकरणों की वेल्डिंग के लिए।
37. एक परिरक्षण गैस के रूप में कार्बन डाइऑक्साइड के वातावरण में स्वचालित और अर्ध-स्वचालित इलेक्ट्रिक वेल्डिंग के साथ वेल्डेड संरचनाओं के निर्माण में। स्टिक इलेक्ट्रोड के साथ वेल्डिंग की तुलना में, काम की सुविधा बढ़ जाती है, उत्पादकता 2-4 गुना बढ़ जाती है, CO2 वातावरण में 1 किलो जमा धातु की लागत मैनुअल आर्क वेल्डिंग की तुलना में दो गुना कम होती है।
38. धातु की स्वचालित वेल्डिंग और कटिंग में अक्रिय और उत्कृष्ट गैसों के मिश्रण में एक सुरक्षात्मक माध्यम के रूप में, जिसके कारण बहुत उच्च गुणवत्ता वाले वेल्ड प्राप्त होते हैं।
39. अग्निशमन उपकरणों के लिए अग्निशामक यंत्रों को चार्ज करना और रिचार्ज करना। आग बुझाने की प्रणालियों में, अग्निशामकों को भरने के लिए।
40. गैस-सिलेंडर हथियारों और साइफन के लिए डिब्बे चार्ज करना।
41. एरोसोल के डिब्बे में स्प्रे गैस के रूप में।
42. खेल उपकरण (गेंद, गेंद, आदि) भरने के लिए।
43. चिकित्सा और औद्योगिक लेजर में एक सक्रिय माध्यम के रूप में।
44. सटीक साधन अंशांकन के लिए।खनन उद्योग में
45. रॉकबर्स्ट-खतरनाक सीम में कोयले की निकासी के दौरान कोयले के द्रव्यमान को नरम करने के लिए।
46. बिना ज्वाला बने ब्लास्टिंग ऑपरेशन के लिए।
47. तेल जलाशयों में कार्बन डाइऑक्साइड मिलाकर तेल उत्पादन की दक्षता बढ़ाना।एक तरल अवस्था में (कम तापमान कार्बन डाइऑक्साइड)
खाद्य उद्योग में
1. त्वरित ठंड के लिए, -18 डिग्री सेल्सियस और नीचे के तापमान के लिए, संपर्क फ्रीजर में खाद्य उत्पादों। तरल नाइट्रोजन के साथ, तरल कार्बन डाइऑक्साइड विभिन्न प्रकार के भोजन के सीधे संपर्क जमने के लिए सबसे उपयुक्त है। संपर्क सर्द के रूप में, यह कम लागत, रासायनिक निष्क्रियता और थर्मल स्थिरता के कारण आकर्षक है, धातु असेंबलियों को खराब नहीं करता है, ज्वलनशील नहीं है, और कर्मियों के लिए खतरनाक नहीं है। कुछ हिस्सों में नोजल से कन्वेयर बेल्ट पर चलने वाले उत्पाद को तरल कार्बन डाइऑक्साइड की आपूर्ति की जाती है, जो वायुमंडलीय दबाव पर तुरंत सूखी बर्फ और ठंडे कार्बन डाइऑक्साइड के मिश्रण में बदल जाती है, जबकि पंखे लगातार तंत्र के अंदर गैस मिश्रण को हिलाते हैं। , जो, सिद्धांत रूप में, उत्पाद को +20 डिग्री से ठंडा करने में सक्षम है। कुछ ही मिनटों में -78.5 डिग्री सेल्सियस तक। कॉन्टैक्ट फ़्रीज़र्स के उपयोग के पारंपरिक फ़्रीज़िंग तकनीक की तुलना में कई मूलभूत लाभ हैं:
· बर्फ़ीली समय 5-30 मिनट तक कम हो जाता है; उत्पाद में एंजाइमेटिक गतिविधि जल्दी बंद हो जाती है;
· उत्पाद के ऊतकों और कोशिकाओं की संरचना अच्छी तरह से संरक्षित है, क्योंकि बर्फ के क्रिस्टल बहुत छोटे आकार के होते हैं और लगभग एक साथ कोशिकाओं में और ऊतकों के अंतरकोशिकीय स्थान में होते हैं;
धीमी ठंड के साथ, उत्पाद में बैक्टीरिया की महत्वपूर्ण गतिविधि के निशान दिखाई देते हैं, जबकि शॉक फ्रीजिंग के साथ, उनके पास विकसित होने का समय नहीं होता है;
· संकोचन के परिणामस्वरूप उत्पाद का वजन घटाना केवल 0.3-1% (बनाम 3-6%) है;
· वाष्पशील मूल्यवान सुगंधित पदार्थ बहुत अधिक मात्रा में संरक्षित किए जाएंगे। तरल नाइट्रोजन के साथ जमने की तुलना में, कार्बन डाइऑक्साइड के साथ जमने पर:
जमे हुए उत्पाद की सतह और कोर के बीच बहुत बड़े तापमान अंतर के कारण उत्पाद की कोई दरार नहीं देखी जाती है
· जमने के दौरान, CO2 उत्पाद में प्रवेश कर जाता है और डीफ़्रॉस्टिंग के दौरान इसे ऑक्सीकरण और सूक्ष्मजीवों के विकास से बचाता है। फल और सब्जियां, जो तुरंत फ्रीजिंग और मौके पर पैकिंग के अधीन होती हैं, अपने स्वाद और पोषण मूल्य, सभी विटामिन और जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों को पूरी तरह से बरकरार रखती हैं, जिससे उन्हें बच्चे और आहार भोजन के उत्पादों के उत्पादन के लिए व्यापक रूप से उपयोग करना संभव हो जाता है। यह महत्वपूर्ण है कि गैर-मानक फल और सब्जी उत्पादों का उपयोग महंगे जमे हुए मिश्रण की तैयारी के लिए सफलतापूर्वक किया जा सकता है। तरल कार्बन डाइऑक्साइड पर फास्ट फ्रीजर कॉम्पैक्ट, डिजाइन में सरल और संचालित करने के लिए सस्ती हैं (यदि सस्ते तरल कार्बन डाइऑक्साइड का कोई स्रोत है)। उपकरण मोबाइल और स्थिर संस्करणों, सर्पिल, सुरंग और कैबिनेट प्रकारों में मौजूद हैं, जो कृषि उत्पादकों और उत्पादों के प्रोसेसर के लिए रुचि रखते हैं। वे विशेष रूप से सुविधाजनक होते हैं जब उत्पादन के लिए विभिन्न खाद्य उत्पादों और कच्चे माल को विभिन्न तापमान स्थितियों (-10 ... -70 डिग्री सेल्सियस) पर जमने की आवश्यकता होती है। त्वरित जमे हुए भोजन को उच्च वैक्यूम - फ्रीज सुखाने के तहत सुखाया जा सकता है। इस तरह से सुखाए गए उत्पाद उच्च गुणवत्ता के होते हैं: वे सभी पोषक तत्वों को बरकरार रखते हैं, पुनर्जनन क्षमता में वृद्धि करते हैं, थोड़ा संकोचन और झरझरा संरचना रखते हैं, और अपने प्राकृतिक रंग को बनाए रखते हैं। फ्रीज-सूखे उत्पाद मूल उत्पादों की तुलना में 10 गुना हल्के होते हैं, उनमें से पानी निकालने के कारण, वे बहुत लंबे समय तक सीलबंद बैग में रहते हैं (विशेषकर जब कार्बन डाइऑक्साइड के साथ बैग भरते हैं) और सबसे दूर तक सस्ते में पहुंचाए जा सकते हैं क्षेत्र।
2. ताजा खाद्य उत्पादों को पैक्ड और अनपैक्ड रूप में + 2 ... + 6 डिग्री सेल्सियस तक त्वरित रूप से ठंडा करने के लिए। प्रतिष्ठानों की मदद से, जिसका संचालन फ्रीजर के संचालन के समान होता है: जब तरल कार्बन डाइऑक्साइड इंजेक्ट किया जाता है, तो सबसे छोटी सूखी बर्फ बनती है, जिसके साथ उत्पाद को एक निश्चित समय के लिए संसाधित किया जाता है। सूखी बर्फ तापमान को तेजी से कम करने का एक प्रभावी साधन है, जो उत्पाद को हवा में ठंडा करने की तरह नहीं सुखाता है, और इसकी नमी की मात्रा को नहीं बढ़ाता है, जैसा कि पानी की बर्फ से ठंडा होने पर होता है। ड्राई स्नो कूलिंग कुछ ही मिनटों में आवश्यक तापमान में कमी प्रदान करता है, न कि पारंपरिक कूलिंग के साथ घंटों में। उत्पाद का प्राकृतिक रंग संरक्षित है और आंतरिक में CO2 के मामूली प्रसार के कारण इसमें सुधार भी हुआ है। इसी समय, उत्पादों का शेल्फ जीवन काफी बढ़ जाता है, क्योंकि CO2 एरोबिक और एनारोबिक बैक्टीरिया और मोल्ड दोनों के विकास को रोकता है। पोल्ट्री मांस (कट या शवों में), आंशिक मांस, सॉसेज और अर्ध-तैयार उत्पादों को ठंडा करना सुविधाजनक और लाभदायक है। पौधों का भी उपयोग किया जाता है जहां प्रौद्योगिकी को आकार देने, दबाने, बाहर निकालने, पीसने या काटने से पहले उत्पाद को तेजी से ठंडा करने की आवश्यकता होती है। इस प्रकार के उपकरण ताजे रखे चिकन अंडे से 42.7 डिग्री सेल्सियस से 4.4-7.2 डिग्री सेल्सियस तक इन-लाइन अल्ट्रा-फास्ट कूलिंग के पोल्ट्री फार्मों में उपयोग के लिए बहुत सुविधाजनक हैं।
3. जामुन को जमने से छीलने के लिए।
4. मवेशियों और सूअरों के वीर्य और भ्रूण के क्रायोप्रिजर्वेशन के लिए।प्रशीतन उद्योग में
5. रेफ्रिजरेशन संयंत्रों में वैकल्पिक रेफ्रिजरेंट के रूप में उपयोग के लिए। कार्बन डाइऑक्साइड एक प्रभावी रेफ्रिजरेंट के रूप में काम कर सकता है क्योंकि इसमें कम महत्वपूर्ण तापमान (31.1 डिग्री सेल्सियस), अपेक्षाकृत उच्च ट्रिपल पॉइंट तापमान (-56 डिग्री सेल्सियस), ट्रिपल पॉइंट पर उच्च दबाव (0.5 एमपीए) और उच्च महत्वपूर्ण दबाव ( 7.39) होता है। एमपीए)। रेफ्रिजरेंट के रूप में इसके निम्नलिखित फायदे हैं:
· अन्य रेफ्रिजरेंट की तुलना में बहुत कम कीमत;
· गैर-विषाक्त, गैर-ज्वलनशील और गैर-विस्फोटक;
· सभी विद्युत इन्सुलेट और निर्माण सामग्री के साथ संगत;
ओजोन परत को नष्ट नहीं करता है;
आधुनिक हैलोजेनेटेड रेफ्रिजरेंट की तुलना में ग्रीनहाउस प्रभाव को बढ़ाने में मध्यम योगदान देता है। एक उच्च महत्वपूर्ण दबाव में कम संपीड़न अनुपात से जुड़ा एक सकारात्मक पहलू होता है, जिसके परिणामस्वरूप कंप्रेसर की दक्षता महत्वपूर्ण हो जाती है, जो प्रशीतन इकाइयों के लिए कॉम्पैक्ट और कम लागत वाले डिजाइन समाधानों के उपयोग की अनुमति देता है। साथ ही, कंडेनसर इलेक्ट्रिक मोटर के अतिरिक्त कूलिंग की आवश्यकता होती है, पाइप और दीवारों की मोटाई में वृद्धि के कारण प्रशीतन संयंत्र की धातु की खपत बढ़ जाती है। औद्योगिक और अर्ध-औद्योगिक उपयोग के लिए और विशेष रूप से कारों और ट्रेनों के लिए एयर कंडीशनिंग सिस्टम में कम तापमान वाले दो-चरण प्रतिष्ठानों में CO2 का उपयोग आशाजनक है।
6. नरम, थर्मोप्लास्टिक और लोचदार उत्पादों और पदार्थों के उच्च प्रदर्शन जमे हुए पीसने के लिए। क्रायोजेनिक मिलों में, उत्पाद और पदार्थ जो अपने सामान्य रूप में जमीन पर नहीं हो सकते हैं, जैसे जिलेटिन, रबर और रबर, कोई भी पॉलिमर, टायर, जल्दी और कम ऊर्जा खपत के साथ जमे हुए हैं। सभी मसालों, कोको बीन्स और कॉफी बीन्स के लिए शुष्क, निष्क्रिय वातावरण में कोल्ड मिलिंग की आवश्यकता होती है।
7. कम तापमान पर तकनीकी प्रणालियों के परीक्षण के लिए।धातु विज्ञान में
8. खराद पर मशीनिंग करते समय मुश्किल-से-मशीन मिश्र धातुओं को ठंडा करने के लिए।
9. तांबा, निकल, जस्ता और सीसा के गलाने या छलकने से निकलने वाले धुएं को दबाने के लिए एक रोकथाम वातावरण बनाना।
10. केबल उत्पादों के लिए कठोर तांबे के तार की घोषणा करते समय।निष्कर्षण उद्योग में
11. कोयला खनन में कमजोर विस्फोटक के रूप में, जिससे विस्फोट के दौरान मीथेन और कोयले की धूल का प्रज्वलन नहीं होता है, और जहरीली गैसों का उत्पादन नहीं होता है।
12. विस्फोटक वाष्प और गैसों के साथ कंटेनरों और खानों से कार्बन डाइऑक्साइड के साथ हवा को विस्थापित करके आग और विस्फोट की रोकथाम।अत्यंत सूक्ष्म
निष्कर्षण प्रक्रियाओं में
1. फलों और बेरी के रस से सुगंधित पदार्थों को पकड़ना, तरल कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करके पौधों और औषधीय जड़ी बूटियों के अर्क प्राप्त करना। पौधों और जानवरों के कच्चे माल के निष्कर्षण के पारंपरिक तरीकों में, विभिन्न प्रकार के कार्बनिक सॉल्वैंट्स का उपयोग किया जाता है, जो संकीर्ण रूप से विशिष्ट होते हैं और शायद ही कभी कच्चे माल से जैविक रूप से सक्रिय यौगिकों के एक पूर्ण परिसर की निकासी सुनिश्चित करते हैं। इसके अलावा, इस मामले में, विलायक के अवशेषों को अर्क से अलग करने की समस्या हमेशा बनी रहती है, और इस प्रक्रिया के तकनीकी मापदंडों से अर्क के कुछ घटकों का आंशिक या पूर्ण विनाश हो सकता है, जो न केवल में परिवर्तन का कारण बनता है रचना, लेकिन पृथक अर्क के गुणों में। पारंपरिक तरीकों की तुलना में, सुपरक्रिटिकल कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करके निष्कर्षण प्रक्रियाओं (साथ ही अंशांकन और संसेचन) के कई फायदे हैं:
· प्रक्रिया की ऊर्जा-बचत प्रकृति;
· कम चिपचिपाहट और विलायक की उच्च मर्मज्ञ शक्ति के कारण प्रक्रिया की उच्च द्रव्यमान स्थानांतरण विशेषता;
· संबंधित घटकों के निष्कर्षण की उच्च डिग्री और परिणामी उत्पाद की उच्च गुणवत्ता;
· तैयार उत्पादों में 2 की व्यावहारिक अनुपस्थिति;
· एक अक्रिय घुलने वाले माध्यम का उपयोग तापमान शासन में किया जाता है जिससे सामग्री के थर्मल क्षरण का खतरा नहीं होता है;
· प्रक्रिया अपशिष्ट जल और अपशिष्ट सॉल्वैंट्स का उत्पादन नहीं करती है, डीकंप्रेसन के बाद, CO2 को एकत्र और पुन: उपयोग किया जा सकता है;
· प्राप्त उत्पादों की अद्वितीय सूक्ष्मजीवविज्ञानी शुद्धता सुनिश्चित की जाती है;
· जटिल उपकरण और बहुस्तरीय प्रक्रिया का अभाव;
· एक सस्ते, गैर विषैले और गैर ज्वलनशील विलायक का उपयोग किया जाता है। कार्बन डाइऑक्साइड के चयनात्मक और निष्कर्षण गुण तापमान और दबाव में परिवर्तन के साथ विस्तृत सीमाओं के भीतर भिन्न हो सकते हैं, जिससे कम तापमान पर पौधों की सामग्री से ज्ञात जैविक रूप से सक्रिय यौगिकों के अधिकांश स्पेक्ट्रम को निकालना संभव हो जाता है।
2. मूल्यवान प्राकृतिक उत्पाद प्राप्त करने के लिए - सुगंधित पदार्थों, आवश्यक तेलों और जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों के CO2-अर्क। अर्क व्यावहारिक रूप से मूल पौधों की सामग्री की नकल करता है, क्योंकि इसके घटक पदार्थों की एकाग्रता के लिए, हम कह सकते हैं कि शास्त्रीय अर्क के बीच कोई एनालॉग नहीं हैं। क्रोमैटोग्राफिक विश्लेषण डेटा से पता चलता है कि मूल्यवान पदार्थों की सामग्री शास्त्रीय अर्क से दस गुना अधिक है। हमने औद्योगिक पैमाने पर उत्पादन में महारत हासिल की है:
· मसालों और औषधीय जड़ी बूटियों के अर्क;
· फलों की सुगंध;
· हॉप्स से अर्क और एसिड;
एंटीऑक्सिडेंट, कैरोटीनॉयड और लाइकोपीन (टमाटर कच्चे माल सहित);
· प्राकृतिक रंग (लाल मिर्च और अन्य के फलों से);
ऊन लैनोलिन;
· प्राकृतिक पौधे के मोम;
· समुद्री हिरन का सींग का तेल।
3. अत्यधिक परिष्कृत आवश्यक तेलों के अलगाव के लिए, विशेष रूप से खट्टे फलों से। सुपरक्रिटिकल CO2 के साथ आवश्यक तेलों के निष्कर्षण के दौरान, अत्यधिक वाष्पशील अंश भी सफलतापूर्वक निकाले जाते हैं, जो इन तेलों को फिक्सिंग गुण प्रदान करते हैं, साथ ही एक पूर्ण सुगंध भी प्रदान करते हैं।
4. चाय और कॉफी से कैफीन, तंबाकू से निकोटिन को दूर करने के लिए।
5. भोजन (मांस, डेयरी उत्पाद और अंडे) से कोलेस्ट्रॉल को दूर करने के लिए।
6. वसा रहित आलू के चिप्स और सोया उत्पादों के निर्माण के लिए;
7. वांछित तकनीकी गुणों वाले उच्च गुणवत्ता वाले तंबाकू के उत्पादन के लिए।
8. कपड़ों की ड्राई क्लीनिंग के लिए।
9. रेडियोधर्मी दूषित मिट्टी और धातु निकायों की सतहों से यूरेनियम यौगिकों और ट्रांसयूरानिक तत्वों को हटाने के लिए। इसी समय, पानी की बर्बादी की मात्रा सैकड़ों गुना कम हो जाती है, और आक्रामक कार्बनिक सॉल्वैंट्स का उपयोग करने की कोई आवश्यकता नहीं होती है।
10. विषाक्त तरल अपशिष्ट के गठन के बिना, माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक के लिए मुद्रित सर्किट बोर्डों को नक़्क़ाशी के लिए पर्यावरण के अनुकूल तकनीक के लिए।विभाजन प्रक्रियाओं में
किसी द्रव पदार्थ का विलयन से अलग होना या द्रव पदार्थों के मिश्रण का अलग होना अंशीकरण कहलाता है। ये प्रक्रियाएं निरंतर हैं और इसलिए ठोस सब्सट्रेट से पदार्थों की रिहाई की तुलना में बहुत अधिक कुशल हैं।
11. तेल और वसा को परिष्कृत और गंधहीन करने के लिए। विपणन योग्य तेल प्राप्त करने के लिए, लेसितिण, बलगम, एसिड, विरंजन, गंधहरण और अन्य को हटाने जैसे उपायों की एक पूरी श्रृंखला को पूरा करना आवश्यक है। सुपरक्रिटिकल सीओ 2 के साथ निकालने पर, इन प्रक्रियाओं को एक तकनीकी चक्र के दौरान किया जाता है, और इस मामले में प्राप्त तेल की गुणवत्ता काफी बेहतर होती है, क्योंकि प्रक्रिया अपेक्षाकृत कम तापमान पर होती है।
12. पेय पदार्थों में अल्कोहल की मात्रा को कम करना। गैर-मादक पारंपरिक पेय (शराब, बीयर, साइडर) का निर्माण नैतिक, धार्मिक या आहार संबंधी कारणों से बढ़ती मांग में है। भले ही ये कम अल्कोहल वाले पेय अक्सर निम्न गुणवत्ता वाले होते हैं, बाजार बड़ा है और तेजी से बढ़ रहा है, इसलिए ऐसी तकनीक में सुधार करना एक बहुत ही आकर्षक मुद्दा है।
13. उच्च शुद्धता वाले ग्लिसरीन के ऊर्जा-बचत उत्पादन के लिए।
14. सोयाबीन तेल से लेसेटिन के ऊर्जा-बचत उत्पादन के लिए (लगभग 95% की फॉस्फेटिडिल कोलाइन सामग्री के साथ)।
15. हाइड्रोकार्बन प्रदूषकों से औद्योगिक अपशिष्ट जल के बहने वाले शुद्धिकरण के लिए।संसेचन प्रक्रियाओं में
संसेचन प्रक्रिया - नए पदार्थों की शुरूआत, संक्षेप में, निष्कर्षण प्रक्रिया का उल्टा है। आवश्यक पदार्थ सुपरक्रिटिकल CO2 में घुल जाता है, फिर घोल ठोस सब्सट्रेट में प्रवेश करता है, जब दबाव छोड़ा जाता है, तो कार्बन डाइऑक्साइड तुरंत वाष्पित हो जाता है, और पदार्थ सब्सट्रेट में रहता है।
16. फाइबर, कपड़े और कपड़ा सामान की रंगाई के लिए पर्यावरण के अनुकूल प्रौद्योगिकी के लिए। धुंधला हो जाना संसेचन का एक विशेष मामला है। रंजक आमतौर पर एक जहरीले कार्बनिक विलायक में घुल जाते हैं, इसलिए रंगे हुए पदार्थों को अच्छी तरह से धोया जाना चाहिए, जो या तो विलायक को वातावरण में वाष्पित कर देता है या अपशिष्ट जल में समाप्त हो जाता है। सुपरक्रिटिकल रंगाई के लिए, पानी और सॉल्वैंट्स का उपयोग नहीं किया जाता है, डाई को सुपरक्रिटिकल सीओ 2 में भंग कर दिया जाता है। यह विधि एक ही समय में विभिन्न प्रकार की सिंथेटिक सामग्री को रंगने का एक दिलचस्प अवसर प्रदान करती है, जैसे कि प्लास्टिक प्रोंग्स और फैब्रिक जिप लाइनिंग।
17. पर्यावरण के अनुकूल प्रौद्योगिकी के लिए, पेंट आवेदन। सूखी डाई सुपरक्रिटिकल CO2 की एक धारा में घुल जाती है और इसके साथ एक विशेष बंदूक की नोक से बाहर निकल जाती है। कार्बन डाइऑक्साइड तुरंत वाष्पित हो जाता है और पेंट सतह पर जम जाता है। कारों और बड़े वाहनों को पेंट करने के लिए यह तकनीक विशेष रूप से आशाजनक है।
18. दवाओं के साथ बहुलक संरचनाओं के समरूप संसेचन के लिए, जिससे शरीर में निरंतर और दीर्घकालिक दवा रिलीज सुनिश्चित होती है। यह तकनीक सुपरक्रिटिकल CO2 की कई पॉलिमर में आसानी से घुसने, उन्हें संतृप्त करने की क्षमता पर आधारित है, जिससे माइक्रोप्रोर्स खुलते और फूलते हैं।तकनीकी प्रक्रियाओं में
19. अनाज जैसे कच्चे माल के प्रसंस्करण में सुपरक्रिटिकल CO2 के साथ उच्च तापमान वाले जल वाष्प के प्रतिस्थापन, अनाज की तरह कच्चे माल के प्रसंस्करण में, अपेक्षाकृत कम तापमान का उपयोग करने की अनुमति देता है, डेयरी सामग्री और किसी भी गर्मी-संवेदनशील योजक को सूत्रीकरण में पेश करता है। सुपरक्रिटिकल फ्लुइड एक्सट्रूज़न एक अति-छिद्रपूर्ण आंतरिक संरचना और एक चिकनी, घनी सतह के साथ नए उत्पादों के निर्माण की अनुमति देता है।
20. पॉलिमर और वसा के पाउडर प्राप्त करने के लिए। कुछ पॉलिमर या वसा के साथ सुपरक्रिटिकल सीओ 2 के एक जेट को कम दबाव वाले कक्ष में अंतःक्षिप्त किया जाता है, जहां वे पूरी तरह से सजातीय बारीक बिखरे हुए पाउडर, बेहतरीन फाइबर या फिल्मों के रूप में "संघनित" होते हैं।
21. सुपरक्रिटिकल CO2 के जेट के साथ क्यूटिकल वैक्स की परत को हटाकर साग और फलों को सुखाने के लिए तैयार करना।रासायनिक प्रतिक्रियाओं को अंजाम देने की प्रक्रियाओं में
22. सुपरक्रिटिकल CO2 के अनुप्रयोग का एक आशाजनक क्षेत्र पोलीमराइजेशन और संश्लेषण की रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान एक निष्क्रिय माध्यम के रूप में इसका उपयोग है। सुपरक्रिटिकल वातावरण में, पारंपरिक रिएक्टरों में समान पदार्थों के संश्लेषण की तुलना में संश्लेषण एक हजार गुना तेजी से हो सकता है। उद्योग के लिए यह बहुत महत्वपूर्ण है कि प्रतिक्रिया दर का इतना महत्वपूर्ण त्वरण, इसकी कम चिपचिपाहट और उच्च प्रसार क्षमता वाले सुपरक्रिटिकल माध्यम में अभिकर्मकों की उच्च सांद्रता के कारण, अभिकर्मकों के संपर्क समय को तदनुसार कम करना संभव बनाता है। तकनीकी दृष्टि से, यह स्थिर बंद-लूप रिएक्टरों को फ्लो-थ्रू रिएक्टरों के साथ, मौलिक रूप से छोटे आकार के, सस्ते और सुरक्षित रिएक्टरों से बदलना संभव बनाता है।
थर्मल प्रक्रियाओं में
23. आधुनिक बिजली संयंत्रों के लिए काम कर रहे तरल पदार्थ के रूप में।
24. गर्म पानी की आपूर्ति प्रणालियों के लिए उच्च तापमान गर्मी उत्पन्न करने वाले गैस ताप पंपों के लिए एक कामकाजी माध्यम के रूप में।ठोस (सूखी बर्फ और बर्फ)
खाद्य उद्योग में
1. मांस और मछली के संपर्क में आने के लिए।
2. संपर्क के लिए जामुन की त्वरित ठंड (लाल और काले करंट, आंवले, रसभरी, चोकबेरी और अन्य)।
3. ड्राई आइस कूलिंग के साथ पावर ग्रिड से दूर स्थानों पर आइसक्रीम और शीतल पेय की बिक्री।
4. जमे हुए और ठंडे खाद्य उत्पादों के भंडारण, परिवहन और बिक्री के दौरान। खराब होने वाले उत्पादों के खरीदारों और विक्रेताओं के लिए ब्रिकेट और दानेदार सूखी बर्फ का उत्पादन विकसित हो रहा है। सूखी बर्फ परिवहन के लिए बहुत सुविधाजनक है और गर्म मौसम में मांस, मछली, आइसक्रीम बेचते समय - उत्पाद बहुत लंबे समय तक जमे रहते हैं। चूंकि सूखी बर्फ केवल वाष्पित होती है (उदात्त), कोई पिघला हुआ तरल नहीं होता है, और परिवहन कंटेनर हमेशा साफ रहते हैं। ऑटोरेफ्रिजरेटर को छोटे आकार के ड्राई-आइस कूलिंग सिस्टम से लैस किया जा सकता है, जो डिवाइस की अत्यधिक सादगी और संचालन में उच्च विश्वसनीयता की विशेषता है; इसकी लागत किसी भी क्लासिक रेफ्रिजरेशन यूनिट की लागत से कई गुना कम है। कम दूरी पर परिवहन करते समय यह शीतलन प्रणाली सबसे किफायती है।
5. उत्पादों को लोड करने से पहले प्री-कूलिंग कंटेनरों के लिए। ठंडी कार्बन डाइऑक्साइड में सूखी बर्फ को नष्ट करना किसी भी कंटेनर को पहले से ठंडा करने के सबसे प्रभावी तरीकों में से एक है।
6. एक स्वायत्त दो-चरण प्रशीतन प्रणाली (दानेदार सूखी बर्फ - फ्रीन) के साथ इज़ोटेर्मल कंटेनरों में प्राथमिक सर्द के रूप में हवाई परिवहन के लिए।सतहों की सफाई करते समय
8. गैस धारा में सूखी बर्फ के दानों का उपयोग करके उपचार संयंत्रों द्वारा संदूषण से भागों और विधानसभाओं, इंजनों की सफाई। परिचालन संदूषण से विधानसभाओं और भागों की सतहों की सफाई के लिए। हाल ही में, बारीक दानेदार सूखी बर्फ (विस्फोटक) के जेट के साथ सामग्री, सूखी और गीली सतहों की गैर-अपघर्षक एक्सप्रेस सफाई की बहुत मांग हुई है। इकाइयों को अलग किए बिना, आप सफलतापूर्वक कर सकते हैं:
· वेल्डिंग लाइनों की सफाई;
· पुराने पेंट को हटाना;
· कास्टिंग मोल्ड्स की सफाई;
· प्रिंटिंग मशीनों की इकाइयों की सफाई;
खाद्य उद्योग के लिए उपकरणों की सफाई;
· पॉलीयूरेथेन फोम उत्पादों के उत्पादन के लिए मोल्डों की सफाई।
· ऑटोमोबाइल टायर और अन्य रबर उत्पादों के उत्पादन के लिए मोल्ड की सफाई;
· पीईटी बोतलों के उत्पादन के लिए मोल्डों की सफाई सहित प्लास्टिक उत्पादों के उत्पादन के लिए मोल्डों की सफाई; जब सूखी बर्फ के छर्रे सतह से टकराते हैं, तो वे तुरंत वाष्पीकृत हो जाते हैं, जिससे एक सूक्ष्म विस्फोट होता है जो सतह से संदूषण को दूर करता है। पेंट जैसी भंगुर सामग्री को हटाते समय, प्रक्रिया कोटिंग और सब्सट्रेट के बीच एक दबाव तरंग बनाती है। यह लहर इतनी मजबूत होती है कि आवरण को अंदर से ऊपर उठाकर हटा देती है। तेल या गंदगी जैसी चिपचिपी या चिपचिपी सामग्री को हटाते समय, सफाई प्रक्रिया पानी के एक मजबूत जेट के साथ धोने के समान होती है।
7. रबर और प्लास्टिक के स्टैम्प्ड उत्पादों (टम्बलिंग) को हटाने के लिए।निर्माण कार्य के दौरान
9. कार्बन डाइऑक्साइड के समान आकार के बुलबुले के साथ झरझरा निर्माण सामग्री के निर्माण की प्रक्रिया में, समान रूप से सामग्री की मात्रा में वितरित किया जाता है।
10. निर्माण के दौरान मिट्टी जमने के लिए।
11. पानी की निकासी के बिना पाइपलाइनों पर मरम्मत कार्य की अवधि के लिए, पानी के साथ पाइप में बर्फ प्लग की स्थापना (सूखी बर्फ के साथ उन्हें बाहर फ्रीज करके)।
12. आर्टिसियन कुओं की सफाई के लिए।
13. गर्म मौसम में डामर फुटपाथ हटाते समय।अन्य उद्योगों में
14. प्रयोगशाला के काम के लिए उत्पादों की गुणवत्ता के परीक्षण के लिए कम तापमान को शून्य से 100 डिग्री (ईथर के साथ शुष्क बर्फ मिलाते समय) प्राप्त करना।
15. मैकेनिकल इंजीनियरिंग में भागों के ठंडे फिट के लिए।
16. मिश्र धातु और स्टेनलेस स्टील्स के प्लास्टिक ग्रेड के निर्माण में, एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं को annealed।
17. कैल्शियम कार्बाइड को कुचलने, पीसने और संरक्षित करते समय।
18. कृत्रिम वर्षा करना और अतिरिक्त वर्षा प्राप्त करना।
19. बादलों और कोहरे का कृत्रिम फैलाव, ओलों के खिलाफ लड़ाई।
20. प्रदर्शन और संगीत कार्यक्रमों के दौरान हानिरहित धुएं के निर्माण के लिए। सूखी बर्फ का उपयोग करते हुए कलाकारों के प्रदर्शन के दौरान मंच पर धुएं का प्रभाव प्राप्त करना।चिकित्सा में
21. कुछ त्वचा रोगों (क्रायोथेरेपी) के उपचार के लिए।
परिभाषा
कार्बन डाइआक्साइड(कार्बन डाइऑक्साइड, कार्बोनिक एनहाइड्राइड, कार्बन डाइऑक्साइड) - कार्बन मोनोऑक्साइड (IV)।
फॉर्मूला - सीओ 2। दाढ़ द्रव्यमान 44 ग्राम / मोल है।
कार्बन डाइऑक्साइड के रासायनिक गुण
कार्बन डाइऑक्साइड अम्लीय ऑक्साइड के वर्ग से संबंधित है, अर्थात। पानी के साथ बातचीत करते समय, यह कार्बोनिक एसिड नामक एक एसिड बनाता है। कार्बोनिक एसिड रासायनिक रूप से अस्थिर होता है और बनने के समय तुरंत अपने घटकों में विघटित हो जाता है, अर्थात। पानी के साथ कार्बन डाइऑक्साइड की बातचीत की प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती है:
सीओ 2 + एच 2 ओ ↔ सीओ 2 × एच 2 ओ (समाधान) ↔ एच 2 सीओ 3।
गर्म होने पर, कार्बन डाइऑक्साइड कार्बन मोनोऑक्साइड और ऑक्सीजन में विघटित हो जाती है:
2CO 2 = 2CO + O 2।
सभी अम्लीय ऑक्साइड के साथ, कार्बन डाइऑक्साइड को मूल ऑक्साइड (केवल सक्रिय धातुओं द्वारा गठित) और आधारों के साथ बातचीत प्रतिक्रियाओं की विशेषता है:
सीएओ + सीओ 2 = सीएसीओ 3;
अल 2 ओ 3 + 3सीओ 2 = अल 2 (सीओ 3) 3;
सीओ 2 + NaOH (पतला) = NaHCO 3;
सीओ 2 + 2नाओएच (सांद्र) = ना 2 सीओ 3 + एच 2 ओ।
कार्बन डाइऑक्साइड दहन का समर्थन नहीं करता है, केवल सक्रिय धातुएं इसमें जलती हैं:
सीओ 2 + 2एमजी = सी + 2एमजीओ (टी);
सीओ 2 + 2 सीए = सी + 2 सीएओ (टी)।
कार्बन डाइऑक्साइड सरल पदार्थों जैसे हाइड्रोजन और कार्बन के साथ प्रतिक्रिया करता है:
CO 2 + 4H 2 = CH 4 + 2H 2 O (t, kat = Cu 2 O);
सीओ 2 + सी = 2CO (टी)।
जब कार्बन डाइऑक्साइड सक्रिय धातु पेरोक्साइड के साथ परस्पर क्रिया करता है, तो कार्बोनेट बनते हैं और ऑक्सीजन निकलती है:
2CO 2 + 2Na 2 O 2 = 2Na 2 CO 3 + O 2।
कार्बन डाइऑक्साइड की गुणात्मक प्रतिक्रिया चूने के पानी (दूध) के साथ इसकी बातचीत की प्रतिक्रिया है, अर्थात। कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड के साथ, जिसमें एक सफेद अवक्षेप बनता है - कैल्शियम कार्बोनेट:
सीओ 2 + सीए (ओएच) 2 = सीएसीओ 3 ↓ + एच 2 ओ।
कार्बन डाइऑक्साइड के भौतिक गुण
कार्बन डाइऑक्साइड एक रंगहीन और गंधहीन गैसीय पदार्थ है। हवा से भारी। ऊष्मीय रूप से स्थिर। जब संपीड़ित और ठंडा किया जाता है, तो यह आसानी से एक तरल और ठोस अवस्था में चला जाता है। एकत्रीकरण की एक ठोस अवस्था में कार्बन डाइऑक्साइड को "शुष्क बर्फ" कहा जाता है और कमरे के तापमान पर आसानी से उदात्त हो जाता है। कार्बन डाइऑक्साइड पानी में खराब घुलनशील है, इसके साथ आंशिक रूप से प्रतिक्रिया करता है। घनत्व - 1.977 ग्राम / एल।
कार्बन डाइऑक्साइड प्राप्त करना और उसका उपयोग करना
कार्बन डाइऑक्साइड के उत्पादन के लिए औद्योगिक और प्रयोगशाला विधियां हैं। तो, उद्योग में यह चूना पत्थर (1), और प्रयोगशाला में - कार्बोनिक एसिड लवण (2) पर मजबूत एसिड की क्रिया द्वारा प्राप्त किया जाता है:
सीएसीओ 3 = सीएओ + सीओ 2 (टी) (1);
CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + CO 2 + H 2 O (2)।
कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग भोजन (कार्बोनेटिंग नींबू पानी), रासायनिक (सिंथेटिक फाइबर के उत्पादन में तापमान नियंत्रण), धातुकर्म (पर्यावरण संरक्षण, उदाहरण के लिए, ब्राउन गैस वर्षा) और अन्य उद्योगों में किया जाता है।
समस्या समाधान के उदाहरण
उदाहरण 1
व्यायाम जब 8% एसिड-अघुलनशील अशुद्धियों वाले 90 ग्राम कैल्शियम कार्बोनेट पर 200 ग्राम 10% नाइट्रिक एसिड घोल लगाया जाता है, तो कार्बन डाइऑक्साइड की कितनी मात्रा निकलती है? समाधान नाइट्रिक एसिड और कैल्शियम कार्बोनेट के दाढ़ द्रव्यमान, डी.आई. के रासायनिक तत्वों की तालिका का उपयोग करके गणना की जाती है। मेंडेलीव - क्रमशः 63 और 100 ग्राम / मोल। आइए हम नाइट्रिक एसिड में चूना पत्थर के विघटन के लिए समीकरण लिखें:
CaCO 3 + 2HNO 3 → Ca (NO 3) 2 + CO 2 + H 2 O।
(CaCO 3) cl = 100% - मिश्रण = 100% - 8% = 92% = 0.92.
फिर, शुद्ध कैल्शियम कार्बोनेट का द्रव्यमान:
मी (CaCO 3) cl = m चूना पत्थर × (CaCO 3) cl / 100%;
मी (CaCO 3) सीएल = 90 × 92/100% = 82.8 ग्राम।
कैल्शियम कार्बोनेट पदार्थ की मात्रा है:
n (CaCO 3) = m (CaCO 3) cl / M (CaCO 3);
n (CaCO 3) = 82.8/100 = 0.83 mol.
घोल में नाइट्रिक एसिड का द्रव्यमान बराबर होगा:
एम (एचएनओ 3) = एम (एचएनओ 3) समाधान × (एचएनओ 3) / 100%;
मी (HNO 3) = 200 × 10/100% = 20 ग्राम।
कैल्शियम नाइट्रिक एसिड पदार्थ की मात्रा के बराबर है:
n (HNO 3) = m (HNO 3) / M (HNO 3);
एन (एचएनओ 3) = 20/63 = 0.32 मोल।
प्रतिक्रिया में प्रवेश करने वाले पदार्थों की मात्रा की तुलना करते हुए, हम निर्धारित करते हैं कि नाइट्रिक एसिड कम आपूर्ति में है, इसलिए, हम नाइट्रिक एसिड के लिए और गणना करते हैं। प्रतिक्रिया समीकरण n (HNO 3) के अनुसार: n (CO 2) = 2: 1, इसलिए n (CO 2) = 1/2 × n (HNO 3) = 0.16 mol। तब कार्बन डाइऑक्साइड का आयतन बराबर होगा:
वी (सीओ 2) = एन (सीओ 2) × वी एम;
वी (सीओ 2) = 0.16 × 22.4 = 3.58 ग्राम।
उत्तर कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा 3.58 ग्राम है।
