Comment se forme la neige carbonique ?

Malgré le fait qu’elle n’était au départ qu’un simple sous-produit du traitement de l’ammoniac, la glace carbonique a une myriade d’utilisations, notamment dans les domaines de la production alimentaire, de la médecine, de l’industrie et des transports. Dans ce guide, nous allons détailler la fabrication de la glace carbonique, les différentes formes sous lesquelles elle est disponible et ses applications industrielles. Toutefois, nous allons d’abord vous donner un bref aperçu de ce qu’est la glace carbonique. 

Qu’est-ce que la glace carbonique ?

La glace carbonique est un autre nom pour le dioxyde de carbone congelé. Ce matériau, qui gèle autour de -42 degrés C, est populaire parce que sa forme solide se sublime directement en gaz sous la pression atmosphérique normale, ne laissant derrière elle aucune humidité. Comme la glace carbonique est simplement du dioxyde de carbone, elle est également non toxique et, lorsqu’elle est nettoyée, sans danger pour les aliments. Cependant, en raison de sa basse température, elle peut provoquer des brûlures lorsqu’elle touche la peau nue, et elle doit être manipulée dans des zones bien ventilées pour éviter tout risque de suffocation.

Comment fabrique-t-on la glace carbonique ?

La glace carbonique commence sa vie comme un sous-produit ; elle est récoltée lors du raffinage de l’ammoniac, du pétrole ou d’autres produits chimiques. Ce gaz provient souvent du processus de production de l’ammoniac, car c’est le moyen le plus efficace de produire du dioxyde de carbone, mais il provient aussi en grande partie du processus de production de l’éthanol. Le gaz naturel est brûlé pour séparer les atomes de carbone et d’hydrogène, et l’hydrogène est ensuite combiné à l’azote pour produire de l’ammoniac. Le carbone restant peut alors être mélangé à l’oxygène pour produire du dioxyde de carbone.

Une fois récolté, le dioxyde de carbone destiné à entrer en contact avec les aliments est épuré pour le rendre de qualité alimentaire. Pour ce faire, on le fait passer dans une chambre contenant un adsorbant de CO2. Au fur et à mesure que le dioxyde de carbone est adsorbé, les gaz restants sont évacués pour être éliminés par un oxydateur thermique ou une torche. Une fois que la chambre est vide de tout sauf de l’adsorbant rempli de dioxyde de carbone, l’adsorbant est chauffé pour libérer le gaz nettoyé avec un souffle de CO2 propre. Le dioxyde de carbone supplémentaire peut alors être retiré et envoyé à l’étape suivante, où il sera liquéfié. Pour ce faire, le CO2 est comprimé et refroidi à une pression d’environ 870 lb/in2. Après avoir été liquéfié, il peut être envoyé dans une usine pour être transformé en sa forme solide finale.

Le dioxyde de carbone liquide est transformé en solide par dépressurisation. Le CO2 entre dans un réservoir à pression atmosphérique normale par le biais d’une soupape d’expansion, qui supprime la pression du liquide pour lui permettre de se gazéifier à nouveau. En se dilatant, le gaz fait baisser la température à l’intérieur du réservoir, transformant un peu moins de la moitié du dioxyde de carbone en solide avant qu’il ne puisse devenir un gaz. Ces 46 % de dioxyde de carbone se transforment en neige, se condensant sur la plaque supérieure d’une presse, qui la comprime ensuite pendant environ cinq minutes sous 60 tonnes de force pour créer un bloc. Pour les pellets de glace carbonique, la neige est extrudée à travers des filières dans un pelletiseur.

Si la neige est comprimée sous forme de bloc, un bloc de 60 cm de large sort alors de la chambre sur un tapis roulant. Des scies pneumatiques le coupent à la taille requise à partir de là. Une fois les granulés ou les blocs fabriqués, ils doivent être emballés hermétiquement dans des emballages isolés pour éviter qu’ils ne se subliment en gaz. Parfois, les blocs sont également enveloppés dans du papier ou d’autres matériaux pour une protection supplémentaire.

Formes de glace carbonique

La glace carbonique est vendue sous plusieurs types de formes en fonction de l’application :

• La glace carbonique de haute densité dure plus longtemps et est plus facile à manipuler. C’est le meilleur type pour le nettoyage par soufflage car elle est plus dure que la glace sèche ordinaire et elle gèle la surface qu’elle éjecte pour la rendre plus fragile.
• Pellets, qui fondent le plus rapidement grâce à leur surface élevée, sont utilisés pour les aliments congelés, le traitement de la viande, les expériences de laboratoire et le transport d’échantillons de laboratoire et de plasma sanguin. Elles sont également utilisées par les consommateurs et les compagnies théâtrales pour créer des effets de brouillard. Les granulés existent en différentes tailles. Les boulettes de riz, qui sont la plus petite taille, sont utilisées pour le dynamitage.
• Les tranches ou les dalles sont également utilisées pour le stockage et le transport frigorifiques des aliments et des fournitures médicales, ainsi que dans les avions pour la conservation des aliments. 
• Les blocs pèsent généralement environ 60 livres et viennent dans des tailles de 25x25x30 cm. Ce sont ceux qui fondent le plus lentement car ils ont le moins de surface et le plus de volume. Ils sont souvent utilisés pour les machines de sablage à jet froid qui sont adaptées aux blocs complets.