BR112021011497A2 - Métodos e composições para distribuição de dióxido de carbono - Google Patents

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Josh BROWN
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Abstract

métodos e composições para distribuição de dióxido de carbono. são fornecidos, neste documento, métodos, aparelhos e sistemas para distribuição de dióxido de carbono como uma mistura de dióxido de carbono sólido e gasoso a um destino.

Description

“MÉTODOS E COMPOSIÇÕES PARA DISTRIBUIÇÃO DE DIÓXIDO DE CARBONO” REFERÊNCIA CRUZADA
[0001] Este pedido reivindica prioridade ao Pedido de Patente Provisório US Nº 62/779.020, depositado em 13 de dezembro de 2018, que é incorporado por referência neste documento em sua totalidade. Este pedido está relacionado ao Pedido de Patente USº 15/650.524, depositado em 14 de julho de 2017, e ao Pedido de Patente US Nº 15/659.334, depositado em 25 de julho de 2017, ambos os quais são incorporados neste documento por referência.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
[0002] O uso de jateadores de neve carbônica para produzir uma mistura de dióxido de carbono gasoso e sólido a partir de dióxido de carbono líquido é bem conhecido. Um difusor de neve carbônica é normalmente usado para fornecer uma dose relativamente grande de dióxido de carbono como dióxido de carbono sólido, e geralmente não é necessário ou possível atingir uma dose precisa ou reproduzível com o difusor de neve carbônica em uma razão desejada entre dióxido de carbono sólido e gasoso, especialmente em doses baixas e/ou em condições intermitentes.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[0003] Em um aspecto, são fornecidos métodos neste documento.
[0004] Em certas modalidades, é fornecido neste documento um método para distribuir intermitentemente uma dose de dióxido de carbono nas formas sólida e gasosa para um local de destino, tal método compreendendo (i) transportar dióxido de carbono líquido de uma fonte de dióxido de carbono líquido para um orifício através de um primeiro cano, em que (a) o primeiro cano compreende material que pode suportar a temperatura e pressão do dióxido de carbono líquido, e (b) a queda de pressão através do orifício e a configuração do orifício são tais que dióxido de carbono sólido e gasoso são produzidos como o dióxido de carbono sai do orifício; (ii) transportar o dióxido de carbono sólido e gasoso através de um segundo cano, em que a razão entre o comprimento do segundo cano e o comprimento do primeiro cano é de pelo menos 1:1; e (iii) direcionar o dióxido de carbono que sai do segundo cano para um local de destino.
Em certas modalidades, o comprimento, diâmetro e material do primeiro cano são tais que, após um período de transição, o dióxido de carbono líquido que entra no primeiro cano chega ao orifício como pelo menos 90% de dióxido de carbono líquido quando a temperatura ambiente é menor do que 30 °c.
Em certas modalidades, o segundo cano possui um orifício liso.
Em certas modalidades, o primeiro cano não é isolado.
Em certas modalidades, o método compreende ainda direcionar o dióxido de carbono sólido e gasoso da extremidade do segundo cano para um terceiro cano, em que o terceiro cano compreende uma porção configurada para retardar o fluxo do dióxido de carbono através da porção do terceiro cano suficientemente para fazer com que o dióxido de carbono sólido se acumule antes de sair do terceiro cano através de uma abertura.
Em certas modalidades, a porção do terceiro cano configurada para desacelerar o fluxo de dióxido de carbono é uma porção expandida em comparação com o segundo cano.
Em certas modalidades, a razão entre o comprimento do terceiro cano e o comprimento do segundo cano é menor que 0, 1:1. Em certas modalidades, o terceiro cano possui um comprimento de 1 a 10 pés.
Em certa modalidade, o terceiro cano possui um diâmetro interno de 1 polegada a 3 polegadas.
Em certas modalidades, a razão entre o comprimento do segundo cano e o do primeiro cano é de pelo menos 2:1. Em certas modalidades, o primeiro cano possui um comprimento inferior a 15 pés.
Em certas modalidades, o primeiro cano possui um diâmetro interno de 0,25 a 0,75 polegadas.
Em certas modalidades, o primeiro cano compreende material interno de aço inoxidável trançado.
Em certas modalidades, o segundo cano possui um comprimento de pelo menos 30 pés.
Em certas modalidades, o segundo cano possui um diâmetro interno entre 0,5 a 0,75 polegada.
Em certas modalidades, o segundo cano compreende material interno de PTFE.
Em certas modalidades, o terceiro cano compreende um material rígido e está operacionalmente conectado a um quarto cano que compreende um material flexível.
Em certas modalidades, o comprimento combinado do terceiro e quarto canos é de 2 a 10 pés.
Em certas modalidades, o primeiro cano compreende uma válvula para regular o fluxo de dióxido de carbono, em que o método compreende ainda determinar uma pressão e uma temperatura entre a válvula e o orifício e determinar uma taxa de fluxo para o dióxido de carbono com base na temperatura e na pressão.
Em certas modalidades, a taxa de fluxo é determinada comparando a pressão e a temperatura com um conjunto de curvas de calibração para taxas de fluxo em uma pluralidade de temperaturas e pressões.
Em certas modalidades, o local de destino para o qual o dióxido de carbono é direcionado é dentro de um misturador.
Em certas modalidades, o misturador é um misturador de concreto.
Em certas modalidades o dióxido de carbono é direcionado para um local no misturador no qual, quando o misturador estiver misturando uma mistura de concreto, uma onda de concreto se dobrará sobre o concreto misturado.
Em certas modalidades, o misturador de concreto é um misturador estacionário.
Em certas modalidades, o misturador é um misturador transportável.
Em certas modalidades, o misturador é um tambor de um caminhão de mistura pronta (caminhão betoneira). Em certas modalidades, a capacidade de calor total do primeiro e/ou segundo cano não superior àquela que resfriaria até a temperatura ambiente em menos de 30 segundos quando dióxido de carbono líquido fluir através do cano.
Em certas modalidades, o orifício e são tais que o dióxido de carbono sólido e gasoso sai do orifício em uma mistura que compreende pelo menos 40% de dióxido de carbono sólido.
Em certas modalidades, os canos são direcionados para adicionar dióxido de carbono a um misturador de concreto, e em que o cimento é adicionado ao misturador através de um cano de cimento que compreende uma primeira porção compreendendo uma calha rígida conectada a uma segunda porção compreendendo uma capa protetora flexível configurada para permitir que um caminhão de mistura pronta mova um funil na mistura pronta para a capa protetora de modo que a capa protetora se mova para o funil,
permitindo que o cimento e outros ingredientes sejam depositados em um tambor do caminhão de mistura pronta através da capa protetora, em que o terceiro cano está posicionado ao lado da primeira porção do cano de cimento e o quarto cano está posicionado para se mover e se direcionar com a segunda porção do cano de cimento. Em certas modalidades, o agregado é adicionado ao misturador através de uma calha de transporte de agregado adjacente à calha de transporte de cimento, onde a primeira porção do terceiro cano é posicionada para reduzir o contato com o agregado conforme o mesmo sai da calha de transporte de agregado. Em certas modalidades, a primeira porção do terceiro cano se estende até o fundo da primeira porção da calha de transporte de cimento, e o quarto cano é fixado à extremidade do terceiro cano e se estende da extremidade do terceiro cano até o fundo da capa protetora de borracha ou próximo ao fundo da capa protetora de borracha quando a capa protetora de borracha estiver posicionada dentro do funil do caminhão de mistura pronta. Em certas modalidades, o quarto cano é posicionado dentro de x cm do centro da capa protetora de borracha, em média, onde x = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80 ou 90 cm quando a capa protetora de borracha estiver posicionada para carregar materiais de concreto no tambor do caminhão de mistura pronta.
[0005] Em outro aspecto, são fornecidos aparelhos neste documento.
[0006] Em certas modalidades, é fornecido neste documento um aparelho para distribuição de dióxido de carbono sólido e gasoso que compreende (i) uma fonte de dióxido de carbono líquido; (ii) um primeiro cano, em que o primeiro cano compreende uma extremidade proximal operacionalmente conectada à fonte de dióxido de carbono líquido e uma extremidade distal operacionalmente conectada a um orifício, em que o primeiro cano é configurado para transportar dióxido de carbono líquido sob pressão para o orifício, e em que o orifício está aberto à pressão atmosférica ou próximo à pressão atmosférica e é configurado para converter o dióxido de carbono líquido em uma mistura de dióxido de carbono sólido e gasoso conforme passa pelo orifício; (iii) um segundo cano operacionalmente conectado ao orifício para direcionar a mistura de dióxido de carbono gasoso e sólido para um local de destino desejado, em que o segundo cano possui um orifício liso e em que a razão entre o comprimento do primeiro cano e o comprimento do segundo cano é menor que 1:1. Em certas modalidades, a razão entre o comprimento do primeiro cano e o comprimento do segundo cano é menor que 1:2. Em certas modalidades, a razão entre o comprimento do primeiro cano e o comprimento do segundo cano é menor que 1:5. Em certas modalidades, o primeiro cano tem menos de 20 pés de comprimento.
Em certas modalidades, o primeiro cano tem menos de 15 pés de comprimento.
Em certas modalidades, o primeiro cano tem menos de 12 pés de comprimento.
Em certas modalidades, o primeiro cano tem menos de 5 pés de comprimento.
Em certas modalidades, o primeiro cano compreende uma válvula antes do orifício para regular o fluxo do dióxido de carbono líquido.
Em certas modalidades, o aparelho compreende ainda um primeiro sensor de pressão entre a válvula e o orifício.
Em certas modalidades, o aparelho compreende ainda um segundo sensor de pressão entre a fonte de dióxido de carbono líquido e a válvula.
Em certas modalidades, o aparelho compreende ainda um terceiro sensor de pressão após o orifício.
Em certas modalidades, o aparelho compreende ainda um sensor de temperatura entre a válvula e o orifício.
Em certas modalidades, o aparelho compreende ainda um sistema de controle operacionalmente conectado ao primeiro sensor de pressão e ao sensor de temperatura.
Em certas modalidades, o controlador recebe uma pressão do primeiro sensor de pressão e uma temperatura do sensor de temperatura e calcula uma taxa de fluxo de dióxido de carbono no sistema a partir da pressão e temperatura.
Em certas modalidades, o controlador calcula a taxa de fluxo com base em um conjunto de curvas de calibração para o aparelho.
Em certas modalidades, o conjunto de curvas de calibração é produzido com uma configuração de calibração que compreende uma fonte de dióxido de carbono líquido, um primeiro cano, um orifício, uma válvula no primeiro cano antes do orifício, um sensor de pressão entre a válvula e o orifício e um sensor de temperatura entre a válvula e o orifício, em que o material do primeiro cano, o comprimento e o diâmetro do primeiro cano e o material e a configuração do orifício são iguais ou semelhantes aos do aparelho. Em certas modalidades, o conjunto de curvas de calibração é produzido determinando o fluxo de dióxido de carbono em uma pluralidade de temperaturas medidas no sensor de temperatura e uma pluralidade de pressões medidas no sensor de pressão. Em certas modalidades, o aparelho compreende ainda um terceiro cano, operacionalmente fixado ao segundo cano, em que o terceiro cano tem um diâmetro interno maior do que o segundo cano e em que o diâmetro e o comprimento do terceiro cano são configurados para retardar o fluxo de dióxido de carbono sólido e gasoso e causar o acúmulo do dióxido de carbono sólido. Em certas modalidades, o primeiro cano não é isolado.
[0007] Em certas modalidades, é fornecido neste documento um aparelho para distribuir dióxido de carbono sólido e gasoso em doses baixas de uma maneira intermitente de doses repetidas de dióxido de carbono sólido e gasoso compreendendo (i) uma fonte de dióxido de carbono líquido; (ii) um primeiro cano, em que o primeiro cano compreende uma extremidade proximal operacionalmente conectada à fonte de dióxido de carbono líquido e uma extremidade distal operacionalmente conectada a um orifício, em que o primeiro cano é configurado para transportar dióxido de carbono líquido sob pressão para o orifício, e em que o orifício está aberto à pressão atmosférica e está configurado para converter o dióxido de carbono líquido em uma mistura de dióxido de carbono sólido e gasoso conforme passa através do orifício; (iii) uma válvula no cano entre a fonte de dióxido de carbono e o orifício para regular o fluxo de dióxido de carbono líquido; (iv) uma fonte de calor operável conectada à seção do cano entre a válvula e o orifício e ao orifício, em que a fonte de calor é configurada para aquecer o cano e o orifício entre as doses para converter dióxido de carbono líquido ou sólido em gás que é ventilado através do orifício. Em certas modalidades, o aparelho compreende ainda um dissipador de calor operacionalmente conectado à fonte de calor. Em certas modalidades, o aparelho compreende ainda (v) um segundo cano operacionalmente conectado ao orifício para direcionar a mistura de dióxido de carbono gasoso e sólido para um local de destino desejado. Em certas modalidades, o segundo cano possui um orifício liso. Em certas modalidades, a razão entre o comprimento do primeiro cano e o comprimento do segundo cano é menor que 1:1.
[0008] Em outro aspecto, são fornecidos sistemas neste documento.
[0009] Em certas modalidades, é fornecido neste documento um sistema para distribuição de dióxido de carbono sólido e gasoso de uma maneira intermitente em doses de dióxido de carbono de menos de 60 libras, com um tempo entre as doses de pelo menos 5 minutos, em que o sistema é configurado para distribuir doses repetidas com uma razão entre dióxido de carbono sólido e gasoso de, em média, pelo menos 1:1,5 em cada dose em menos do que 60 segundos por dose a uma temperatura ambiente de 35 °C ou menos. Em certas modalidades, o sistema é configurado para distribuir as doses repetidas de dióxido de carbono com um coeficiente de variação inferior a 10%. Em certas modalidades, o sistema é configurado para distribuir doses repetidas de dióxido de carbono com um coeficiente de variação inferior a 5%. Em certas modalidade, o sistema compreende uma fonte de dióxido de carbono líquido e um cano desde a fonte até um aparelho configurado para converter o dióxido de carbono líquido em dióxido de carbono sólido e gasoso, em que o cano não precisa ser isolado. Em certas modalidades, o cano não é isolado. Em certas modalidades, o sistema compreende ainda um segundo cano conectado ao aparelho para converter o dióxido de carbono líquido em dióxido de carbono sólido e gasoso, em que o segundo cano distribui o dióxido de carbono sólido e gasoso para um local desejado. Em certas modalidades, a razão entre os comprimentos do primeiro cano e do segundo cano é inferior a
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INCORPORAÇÃO POR REFERÊNCIA
[0010] Todas as publicações, patentes e pedidos de patente mencionados neste relatório descritivo são incorporados neste documento por referência na mesma medida como se cada publicação, patente ou pedido de patente individual fosse indicado especificamente e individualmente para ser incorporado por referência.
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
[0011] Os recursos novos da invenção são estabelecidos com particularidade nas reivindicações em anexo. Uma melhor compreensão das características e vantagens da presente invenção será obtida por referência à seguinte descrição detalhada que estabelece modalidades ilustrativas, nas quais os princípios da invenção são utilizados, e as figuras anexas das quais:
[0012] A FIGURA 1 mostra um conjunto de injeção direta de dióxido de carbono que não requer uma tubulação de gás para manter o conjunto ausente de gelo seco entre as execuções.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[0013] Os métodos e composições da presente invenção fornecem dosagem reproduzível de dióxido de carbono sólido e gasoso sob condições intermitentes e em doses baixas e tempos de distribuição curtos sem o uso de aparelhos e métodos que levam a uma perda significativa de dióxido de carbono no processo. Os métodos e aparelhos, conforme fornecidos neste documento, podem permitir uma dosagem muito precisa, por exemplo, dosagem com um coeficiente de variação (CV) ao longo de doses repetidas de menos de 10%, menos de 8%, menos de 6%, menos de 5%, menos de 4%, menos de 3%, menos de 2% ou menos de 1%; por exemplo, ao dosar lotes repetidos de menos do que, por exemplo, 200, 150, 100, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20 ou 10 libras de dióxido de carbono por lote, onde o dióxido de carbono é distribuído como um líquido em um primeiro cano do sistema e sai através de um orifício para um segundo cano do sistema, onde flui como uma mistura de dióxido de carbono sólido e gasoso para um local de destino. Em particular, os métodos e composições da invenção são úteis quando as doses de dióxido de carbono são baixas e os tempos de injeção são curtos, mas é desejado que seja distribuída uma mistura de dióxido de carbono sólido e gasoso com uma alta razão sólido/gás, mesmo se houver uma pausa significativa entre as execuções e mesmo em temperaturas ambiente relativamente altas. Por exemplo, os métodos e composições da invenção podem ser usados para distribuir uma dose de dióxido de carbono de pelo menos 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100 ou 120 libras e/ou não mais que 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100 ou 120, como 5-120 libras, ou 5-90 libras, ou 5-60 libras, ou 5-40 libras, ou 10-120 libras, ou 10-90 libras, ou 10-60 libras, ou 10-40 libras, de forma intermitente onde o tempo médio entre as doses é de pelo menos 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 80, 100 ou 120 minutos, onde o tempo de distribuição para a dose é inferior a 180, 150, 120, 100, 90, 80, 70, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15 ou 10 segundos. A razão de dióxido de carbono sólido/gasoso distribuída ao alvo pode ser de pelo menos 0,3, 0,32, 0,34, 0,36, 0,38, 0,40, 0,41, 0,42, 0,43, 0,44, 0,45, 0,46, 0,47, 0,48 ou 0,49. A reprodutibilidade das doses entre as execuções pode ser tal que o coeficiente de variação (CV) seja inferior a 20, 15, 12, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 ou 1%. Esses valores podem ser mantidos mesmo em temperaturas ambientes relativamente altas, como temperaturas médias acima de 10, 15, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39 ou 40 °C.
[0014] Por exemplo, usando os métodos e composições da invenção, é possível distribuir doses intermitentes de dióxido de carbono de 5- 60 libras, a uma razão sólido/gás média de pelo menos 0,4, com um tempo de distribuição inferior a 60 segundos e pelo menos 2, 4, 5, 7 ou 10 minutos entre as execuções, onde a temperatura ambiente é de pelo menos 25 °C, com um CV inferior a 10% ou mesmo com um CV inferior a 5%, 4%, 3%, 2% ou 1%. Tais tempos de distribuição curtos, razões sólido/gás altas e reprodutibilidade alta alcançados durante baixas doses intermitentes não são possíveis com aparelhos atuais sem um desperdício significativo de dióxido de carbono, por exemplo, por ventilação contínua de dióxido de carbono gasoso formado entre as execuções da tubulação. Os métodos e sistemas fornecidos neste documento podem permitir a dosagem exata, precisa e reproduzível de baixas doses de dióxido de carbono, por exemplo, conforme descrito acima, com dióxido de carbono líquido sendo convertido em uma mistura de dióxido de carbono sólido e gasoso, sem ventilação de dióxido de carbono gasoso na tubulação que carrega o dióxido de carbono líquido.
[0015] Nas configurações convencionais atuais, em que o dióxido de carbono é convertido em sólido e gás, uma fonte de dióxido de carbono líquido é conectada a um orifício por meio de um cano, onde o orifício é aberto para a atmosfera. Geralmente, além do orifício, o cano se expande por uma distância relativamente curta, como de um a quatro pés, para direcionar a combinação de dióxido de carbono sólido e gasoso para um destino desejado. Em uma operação típica atual, o cano que vai da fonte de dióxido de carbono líquido ao orifício é bem isolado; no entanto, em operações intermitentes, o cano aquecerá até certo grau, dependendo da temperatura ambiente e do tempo entre os usos. Se o tempo entre os usos for longo o suficiente, pode-se aquecer o suficiente para que, quando uma nova descarga de dióxido de carbono líquido for liberada no cano, o dióxido de carbono no cano será convertido em gás entre as execuções e parte do dióxido de carbono liberado no cano será convertido em dióxido de carbono gasoso e, frequentemente, o primeiro dióxido de carbono que sai do orifício é apenas dióxido de carbono gasoso. Isso continua até que o dióxido de carbono líquido resfrie o cano até uma temperatura suficientemente baixa para que seja mantido na forma líquida desde sua fonte até o orifício, e neste ponto a mistura desejada de dióxido de carbono sólido e gasoso é distribuída. No entanto, a primeira porção de dióxido de carbono será inteiramente ou quase inteiramente dióxido de carbono gasoso e será relativamente grande, uma vez que o comprimento do cano se estende desde a fonte de dióxido de carbono até o ponto de uso. Para uso, por exemplo, na fabricação de alimentos e outros processos semelhantes, esta descarga inicial de dióxido de carbono gasoso não é um problema, uma vez que a dosagem precisa de uma mistura sólido/gás não é necessária e uma vez que as aplicações são feitas em intervalos que permitem pouco tempo para o equilíbrio do cano com a temperatura externa.
[0016] No entanto, existem aplicações para as quais é desejada uma dose precisa de dióxido de carbono distribuída na proporção desejada de dióxido de carbono sólido para gasoso em doses baixas e de forma intermitente. Isso requer que o dióxido de carbono da fonte que chega ao orifício seja mantido na forma líquida com uma quantidade suficientemente pequena de gás formado para que não tenha um impacto significativo na dosagem. É possível fazer isso por meio de aparelhos incômodos, tais como separadores de gás líquido na tubulação ou um mecanismo de contracorrente no próprio difusor de neve carbônica para manter o dióxido de carbono na forma líquida antes que este chegue ao orifício (ver, por exemplo, Patente nº US 3.667.242). No entanto, tais métodos requerem ventilação de gás ou reliquificação, ambos os quais são causam desperdício excessivo, além de serem ineficientes e caros de implementar. Tais métodos causam desperdício excessivo especialmente quando a distância da fonte de dióxido de carbono ao orifício, que geralmente é posicionado próximo do alvo desejado da neve produzida pelo difusor de neve carbônica, é longa, pois isso fornece ampla oportunidade para o dióxido de carbono líquido ser convertido em gás. Existem muitas aplicações em que a configuração de vários aparelhos no local não permite uma curta distância entre a fonte de dióxido de carbono líquido, por exemplo, um tanque de dióxido de carbono líquido, e o destino final do dióxido de carbono. Por exemplo, em uma operação de concreto, como uma operação de concreto usinado ou uma operação de pré-fabricado. Se for desejado distribuir uma dose de dióxido de carbono para uma mistura de concreto em um misturador, o tanque de dióxido de carbono líquido geralmente deve ser posicionado a uma distância do ponto de distribuição, por exemplo, geralmente 50 pés ou mais do ponto de distribuição.
[0017] São fornecidos neste documento métodos e composições que 1) permitem a transferência de dióxido de carbono líquido de uma fonte, como um tanque, para um orifício onde é convertido em dióxido de carbono sólido e gasoso, enquanto maximiza-se a porcentagem de dióxido de carbono que chega ao orifício que é líquido, sem necessidade de ventilação de dióxido de carbono ou utilização de uma tubulação isolada; 2) maximizam a quantidade de dióxido de carbono que permanece sólido enquanto se locomove do orifício até seu ponto de uso; e 3) permitem dosagem repetível e reproduzível sob uma variedade de condições ambientes e em baixas doses de dióxido de carbono.
[0018] Nos métodos e composições fornecidos neste documento, um primeiro cano, também referido neste documento como um cano de transferência ou tubulação de transferência, transporta dióxido de carbono líquido de um tanque de retenção até um orifício aberto sob pressão atmosférica ou próxima à atmosférica, sendo configurado para converter o dióxido de carbono líquido em dióxido de carbono sólido e gasoso. O primeiro cano é configurado para minimizar a quantidade de dióxido de carbono gasoso produzido inicialmente em uma execução e durante o curso da execução. Assim, o comprimento do primeiro cano da fonte de dióxido de carbono líquido ao orifício que produz a mistura de dióxido de carbono sólido e gasoso é mantido curto, de preferência, o mais curto possível e/ou a um comprimento calibrado e definido, e o diâmetro é mantido a um valor que permite um pequeno volume total no primeiro cano sem ser tão estreito a ponto de induzir uma queda de pressão suficiente para causar a conversão de dióxido de carbono líquido em gasoso dentro do cano. O primeiro cano geralmente não é isolado e é feito de um material, como aço inoxidável trançado, que pode suportar a temperatura e a pressão do dióxido de carbono líquido. Como o comprimento é curto, a capacidade de calor total do primeiro cano é baixa, e o cano se equilibra rapidamente com a temperatura do dióxido de carbono líquido à medida que entra inicialmente no cano. Será apreciado que em temperaturas ambientes muito baixas, ou seja, temperaturas ambiente abaixo da temperatura do dióxido de carbono no tanque de armazenamento (que pode variar dependendo da pressão no tanque), o cano estará a uma temperatura baixa o suficiente para que praticamente nenhum dióxido de carbono líquido se converta em gás no início da execução, mas em temperaturas ambiente acima daquela em que o dióxido de carbono permanecerá líquido no cano, inevitavelmente haverá alguma formação de gás; a quantidade de gás formado depende da temperatura que o cano atingiu entre as execuções e da capacidade de calor do cano. No entanto, mesmo se a temperatura ambiente for relativamente alta (por exemplo, acima de 30 °C) e o tempo entre as execuções for suficiente para o cano se equilibrar com a temperatura ambiente, apenas um tempo muito curto é necessário para resfriar o cano até a temperatura do dióxido de carbono líquido fluindo, por exemplo, menos de 10, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 ou 1 segundo. Conforme o dióxido de carbono líquido flui através do cano, mais calor será perdido através da parede do cano para o ar externo (assumindo uma temperatura ambiente acima da do dióxido de carbono líquido) durante o tempo do fluxo. Mas, como o diâmetro e comprimento do cano é mantido baixo, o fluxo é rápido e relativamente pouco calor é perdido conforme o dióxido de carbono flui para o orifício. Assim, dentro de alguns segundos, por exemplo, dentro de 10 segundos, ou dentro de 8 segundos, ou dentro de 5 segundos, uma grande proporção do dióxido de carbono permanece como líquido quando alcança o orifício, tal como pelo menos 80, 90, 92, 95, 96, 97, 98 ou 99%. Como a razão entre dióxido de carbono sólido e gasoso saindo do orifício está relacionada, pelo menos em parte, à proporção de dióxido de carbono que é líquido quando atinge o orifício, em segundos uma razão que se aproxima de 1:1 de sólido:gás (em peso) pode ser alcançada.
[0019] O primeiro cano pode ser de qualquer comprimento adequado, mas deve ser curto o suficiente para que uma quantidade significativa de gás não se acumule no cano (e requeira remoção antes que o dióxido de carbono líquido possa chegar ao orifício). Assim, o primeiro cano pode ter um comprimento inferior a 30, 25, 20, 17, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0,5 ou 0,25 pés e/ou não mais do que 25, 20, 17, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0,5, 0,25, 0,1 ou 0,01 pés, tal como 0,1-25 pés, ou 0,1-15 pés, ou 0,1-10 pés ou 1-15 pés. Diferentes sistemas, por exemplo, sistemas fornecidos a diferentes clientes, podem conter o mesmo comprimento, diâmetro e/ou material do primeiro cano, por exemplo, um cano de 10 pés de comprimento ou qualquer outro comprimento adequado, de modo que as curvas de calibração sejam feitas usando o mesmo comprimento e tipo de cano, podem ser aplicados a sistemas diferentes.
[0020] O diâmetro interno (I.D.) do primeiro cano pode ser qualquer diâmetro adequado; em geral, um diâmetro menor é preferível, de modo a diminuir a massa e o tempo de viagem para o orifício, mas o diâmetro não pode ser tão pequeno que cause uma queda de pressão ao longo do comprimento do cano suficiente para fazer com que o dióxido de carbono líquido se converta em gás. O I.D. do primeiro cano, portanto, pode ser de pelo menos 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 ou 1,0 polegada, e não mais que 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 1,5 ou 2 polegadas, tal como 0,1-0,8 ou 0,1-0,6, ou 0,2-0,7, ou 0,2-0,6 ou 0,2-0,5 polegadas, por exemplo, cerca de 0,25 polegadas ou 0,30 polegadas ou 0,375 polegadas, ou 0,5 polegada. O primeiro cano que distribui o dióxido de carbono ao orifício não precisa ser altamente isolado, e inclusive pode ser feito de material com alta condutividade térmica, por exemplo, um cano de metal com paredes finas. Por exemplo, uma tubulação de aço inoxidável trançado, como seria encontrado dentro de uma tubulação de camisa de vácuo (mas sem a camisa de vácuo) pode ser usado. O cano pode ser rígido ou flexível. Como o cano é curto e de diâmetro pequeno, cano possui uma baixa capacidade de calor e, assim, conforme o dióxido de carbono líquido é liberado no cano, ele é resfriado até a temperatura do dióxido de carbono líquido muito rapidamente, e o dióxido de carbono líquido também passa seu comprimento rapidamente, de modo que haja apenas um curto intervalo de tempo desde o início da distribuição de dióxido de carbono até o momento em que o dióxido de carbono distribuído ao orifício é substancialmente todo dióxido de carbono líquido, ou pelo menos 80, 85, 90, 95, 96, 97, 98 ou 99% de dióxido de carbono líquido. O intervalo de tempo pode ser inferior a 20, 15, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 ou 1 segundo. O intervalo de tempo dependerá da temperatura ambiente e do tempo entre as execuções; em uma temperatura ambiente baixa e/ou em um tempo curto entre as execuções, muito pouco ou nenhum tempo será necessário para trazer o primeiro cano à temperatura do dióxido de carbono líquido. A uma temperatura ambiente baixa o suficiente, ou seja, igual ou abaixo da temperatura do dióxido de carbono líquido sob a pressão sendo usada, praticamente nenhum tempo é necessário para equilibrar o primeiro cano, pois este já está a uma temperatura que não produzirá qualquer dióxido de carbono gasoso conforme o dióxido de carbono líquido passa. Um cano exemplificativo é 3/8 inX120 em mangueira trançada OA 321 SS C/W aço inox. MnPt Attd em cada extremidade.
[0021] Normalmente, o primeiro cano conterá uma válvula para iniciar e interromper o fluxo de dióxido de carbono para o orifício, estando a válvula situada perto do orifício. A seção do cano entre a válvula e o orifício, e/ou do cano situado após o orifício, pode estar sujeita a congelamento entre as execuções. Em certas modalidades, um cano de gás separado passa desde a fonte de dióxido de carbono até a seção do primeiro cano entre a válvula e o orifício, e o gás dióxido de carbono é passado através desta seção e do orifício para remover o dióxido de carbono líquido residual entre as execuções.
[0022] Em modalidades alternativas, nenhum cano de gás é necessário. Nessas modalidades, uma fonte de calor está situada de modo que a seção do cano entre a válvula e o orifício, o próprio orifício e/ou uma seção do cano após o orifício possam ser suficientemente aquecidos entre as execuções, de modo que qualquer líquido ou sólido nestas seções e/ou no orifício for convertido em gás (isso geralmente só seria necessário quando o solenoide está fechado e a pressão cai, fazendo com que o dióxido de carbono caia para a porção de fase gasosa/sólida do diagrama de fases, resultando em um pouco de neve gasosa e sólida que precisa ser convertida em gás pela introdução de calor antes do próximo ciclo). Além disso, material adequado suficiente pode ser incluído com a fonte de calor de modo que um dissipador de calor com capacidade suficiente para sublimar qualquer gelo seco formado entre a válvula e o orifício entre os ciclos seja criado.
Quando o dióxido de carbono líquido passa pela válvula, a temperatura da válvula se aproxima da temperatura de equilíbrio do líquido; fechar a válvula efetivamente resulta na transformação do líquido preso entre o solenoide e o orifício em gás e gelo seco a uma razão de aproximadamente 1:1, estando o gelo seco a, por exemplo, -78,5 °C.
Isso provoca mais um pouco de resfriamento da válvula, mas, para que isto funcione, deve haver massa suficiente no dissipador de calor para suportar esse resfriamento e ainda ter capacidade de sublimar o gelo seco, que tem uma entalpia de sublimação de 571 kJ/kg (25,2 kJ/mol) antes de atingir -78,5 °C.
Um dissipador de calor exemplificativo pode ser construído com aletas e compreender qualquer material adequado, por exemplo, alumínio.
As aletas auxiliam o dissipador de calor a obter calor dos arredores rapidamente, e o alumínio pode ser usado devido às suas propriedades de rápida condução de calor, permitindo que o calor se mova rapidamente para a válvula e sublime o gelo seco.
Em certas modalidades, o aquecimento por indução pode ser usado.
Esse projeto permite ciclos em intervalos curtos, por exemplo, um intervalo mínimo de 10, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 ou 1 min, por exemplo, um intervalo de tempo mínimo de cerca de 5 minutos.
Anéis de aquecimento podem ser usados em áreas mais frias e para dar alguma redundância, como aquecedores em anel, por exemplo, um primeiro aquecedor em anel em torno do dissipador de calor que está localizado sob a válvula de líquido e um segundo aquecedor em anel em torno do orifício.
Em certas modalidades, um ou mais aquecedores de indução podem ser usados.
Em certas modalidades, um ou mais (por exemplo, 2) sensores de pressão redundantes podem ser incluídos, por exemplo, de modo que se um falhar, o outro pode começar sua leitura.
[0023] Nessas modalidades, a necessidade da tubulação de gás é evitada, reduzindo os materiais no sistema. Além disso, como uma fonte de dióxido de carbono gasoso não é necessária em conjunto com uma fonte de dióxido de carbono líquido, o sistema pode ser executado com tanques menores que não estão configurados para retirar dióxido de carbono gasoso, como tanques mizer ou mesmo dewars portáteis que não são projetados para causar taxas de fluxo de gás muito altas, por exemplo, tanques de máquinas de refrigerante. Esses tanques estão prontamente disponíveis para instalação imediata em tais instalações, eliminando assim a necessidade de se encomendar tanques personalizados que são pequenos o suficiente para a operação sendo montada, mas também montados com uma tubulação de gás.
[0024] Um exemplo de um sistema que não requer uma tubulação de gás separada é mostrado na Figura 1. O conjunto de tubulação de CO2 100 inclui o encaixe 102 (por exemplo, MNPT de ½ polegadas a FNPT de ¼ polegada), válvula 104 (por exemplo, Válvula Solenoide de Aço Inoxidável FNPT de ½ polegada, classificada para líquido criogênico), encaixe 106 (por exemplo, MNPT de ½ polegada x 2FNPT Tee de ½ polegada), bocal 108 (por exemplo, orifício de aço inoxidável), aquecedor 110, encaixe 112 (por exemplo, poço termométrico MNPT de ½ polegada), sonda 114 (por exemplo, sonda de temperatura MNPT de ½ polegada), transmissor 116 (por exemplo, transmissor e sensor de pressão MNPT de ¼ de polegada), encaixe 118 (por exemplo, MNPT de ½ polegada x bico de 4 polegada), encaixe 120 (por exemplo, FNPT de ½ polegadas x FNPT de ¾ polegada), transmissor 122 (por exemplo, transmissor de temperatura, que pode permitir que a sonda leia temperaturas abaixo de 0 °C) e dissipador de calor 124.
[0025] O aparelho pode conter uma variedade de sensores, que podem incluir sensores de pressão e/ou de temperatura. Por exemplo, pode haver um primeiro sensor de pressão antes da válvula que indica a pressão do tanque, um segundo sensor de pressão após a válvula, mas antes do orifício, e/ou um terceiro sensor de pressão logo após o orifício. Um ou mais sensores de temperatura podem ser usados, por exemplo, após a válvula, mas antes do orifício, e/ou após o orifício. A resposta de um ou mais desses sensores pode ser usada para, por exemplo, determinar a taxa de fluxo do dióxido de carbono. A taxa de fluxo pode ser determinada por meio de cálculos usando um ou mais dos valores de pressão ou de temperatura. Ver, por exemplo, Patente nº US
9.758.437.
[0026] Adicional ou alternativamente, a taxa de fluxo pode ser determinada por comparação com curvas de calibração, onde tais curvas podem ser obtidas medindo-se o fluxo por meio de, por exemplo, medição da alteração no peso de um tanque de dióxido de carbono líquido, ou qualquer outro método adequado, usando um cano e um orifício que são semelhantes ou idênticos aos usados na operação sob várias temperaturas ambientes e pressões do tanque. De qualquer maneira, as medições da pressão e/ou temperatura no sistema apropriadas podem ser feitas em intervalos, como pelo menos a cada 0,01, 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1, 1,5, 2, 3, 4 ou 5 segundos e/ou não mais do que a cada 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1, 1,5, 2, 3, 4, 5 ou 6 segundos. O sistema de controle também pode calcular uma quantidade de dióxido de carbono distribuída com base na taxa de fluxo e no tempo. Em certas modalidades, como para uma operação de concreto, o sistema de controle pode ser configurado para enviar um sinal a um controlador central para a operação de concreto cada vez que uma certa quantidade de dióxido de carbono tenha fluído pelo sistema; o controlador central pode ser configurado para, por exemplo, contar os sinais e interromper o fluxo de dióxido de carbono após ter sido recebido um certo número predeterminado de sinais, correspondendo à dose de dióxido de carbono desejada. Isso é semelhante à maneira pela qual esses controladores podem regular a quantidade de mistura adicionada a uma mistura de concreto. Em alguns sistemas, a mistura é pesada por poros, caso em que o sistema simula o lote até um determinado peso por meio da imitação de uma saída de célula de carga, e então, quando sinalizado para soltar o dióxido de carbono no misturador, o sistema conta regressivamente a partir da dosagem alvo usando a descarga real de dióxido de carbono. Isso envolve receber um sinal e fornecer uma tensão de resposta com base no peso na escala simulada (escala fantasma).
[0027] Alternativamente, as temperaturas e pressões do sistema podem ser combinadas com uma ou mais curvas de calibração apropriadas, ou uma matriz de curvas que são interpoladas para desenvolver uma equação de injeção e, para uma dada dose, o tempo para distribuir essa dose é determinado com base na equação ou equações de injeção apropriada(s). O sistema de controle pode interromper o fluxo de dióxido de carbono depois de decorrido o tempo apropriado. A curva de calibração sendo usada em qualquer momento pode variar dependendo das leituras de temperatura e/ou de pressão para este determinado momento.
[0028] Em certas modalidades, um sensor de temperatura é usado que fornece uma resposta instantânea ou quase instantânea da temperatura do dióxido de carbono líquido e permite maior precisão durante a medição. Tal sensor também pode detectar rapidamente quando apenas gás está fluindo através do sistema ou se o tanque está quase vazio. Sem que haja pela teoria, acredita-se que, após o orifício, a formação de neve está ocorrendo em temperaturas inferiores a -70 °C, e a área de formação sólida passa a impactar a temperatura do líquido antes do orifício, aumentando assim a taxa de fluxo. Esse modelo de fluxo do sensor de temperatura também pode indicar quando um tanque de armazenamento está fora de equilíbrio (por exemplo, após o enchimento do tanque, quando a temperatura ambiente é inferior à temperatura do líquido, quando o gerador de pressão no tanque for desligado, etc.). Esse modelo pode permitir CVs muito baixos, por exemplo, de menos de 5%, ou de menos de 3%, ou de menos de 2%, ou de menos de 1%. Esse modelo permite a acabar com as suposições do tanque de dióxido de carbono e o equilíbrio entre a pressão e a temperatura do dióxido de carbono líquido. Esse modelo lê a pressão do tanque no início da injeção e calcula a temperatura esperada do dióxido de carbono líquido com base em uma equação da curva de ebulição derivada do diagrama de fases do dióxido de carbono. O sistema também faz uma leitura de temperatura inicial e calcula o tempo de transição, que é o tempo entre a válvula de líquido sendo aberta e o fluxo de líquido. Durante o tempo de transição, espera-se que uma mistura de gás e dióxido de carbono líquido e uma equação de fluxo de gás/líquido seja usada; depois, uma equação de fluxo de líquido é usada para calcular o fluxo de dióxido de carbono. O modelo usa uma equação linear derivada de múltiplas injeções (por exemplo, mais de 10, 100, 500 ou mais de 1000 injeções) em uma faixa de pressões do tanque e depende da pressão a montante. O modelo também possui um multiplicador de pressão em que calcula a queda de pressão do sensor de pressão de líquido de entrada ao sensor de pressão a montante e modifica o fluxo conforme a diferença entre esses dois sensores diverge. Se houver alguma obstrução na tubulação do sistema, o multiplicador ajustará o fluxo de acordo. O multiplicador de temperatura lê o sensor de temperatura e compara com a temperatura calculada do dióxido de carbono líquido. Conforme o sensor lê temperaturas mais baixas do que o valor calculado, ou mais altas, o multiplicador de temperatura modifica o fluxo de acordo. Os sistemas existentes podem ter novos sensores de pressão, invólucro de válvula mais alto para reparos rápidos e fáceis, e, para aumentar a durabilidade, um novo suporte de encaixe hidráulico e verificação no sensor de pressão a jusante para remover o sensor da região fria de formação de neve após o orifício. Provou-se que o suporte hidráulico reduz significativamente a taxa de sensores de pressão a jusante com falhas.
[0029] O dióxido de carbono é convertido em uma mistura de dióxido de carbono gasoso e sólido no orifício; a razão entre sólido e gás produzidos no orifício depende da proporção de dióxido de carbono que atinge o orifício que é líquido. Se o dióxido de carbono que atinge o orifício é 100% líquido, a proporção entre dióxido de carbono sólido e gasoso na mistura de dióxido de carbono sólido e gasoso que sai do orifício pode se aproximar de 50%. O orifício pode ser de qualquer diâmetro adequado, tal como pelo menos 1/64, 2/64, 3/64, 4/64, 5/64, 6/64 ou 7/64 de polegada e/ou não mais que 2/64, 3/64, 4/64, 5/64, 6/64, 7/64, 8/64, 9/64, 10/64, 11/64 ou 12/64 de polegada, tal como cerca de 5/64 de polegada ou cerca de 7/64 de polegada. O comprimento do orifício deve ser suficiente para que o dióxido de carbono líquido que passa não congele; além disso, o orifício pode ser alargado para evitar entupimento. Em certos sistemas, um bloco manifold de orifício duplo é usado, o qual permite que uma válvula alimente dois orifícios e duas tubulações de descarga.
[0030] Em sistemas de orifício duplo, um determinado fluxo de dióxido de carbono pode ser enviado ao local de destino em um tempo menor, e/ou fluxos podem ser enviados para dois locais de destino diferentes, e/ou o fluxo pode ser enviado para um único local destino em dois pontos diferentes no local de destino (por exemplo, dois pontos diferentes em um misturador, tal como um misturador de concreto), o que pode permitir uma absorção mais eficiente de dióxido de carbono no local de destino. Isso pode eliminar problemas de confiabilidade e precisão em certos sistemas, por exemplo, em um eixo duplo ou em um misturador de rolo para concreto ou outros sistemas com tempos de ciclo muito curtos. Assim, um sistema de orifícios duplo pode permitir uma distribuição maior em um determinado tempo (por exemplo, até 1,8X a de um sistema de orifício único; devido às mudanças termodinâmicas dentro do sistema, o 2X teórico não é atingido) e uma distribuição mais direcionada (para, por exemplo, dois pontos diferentes em um misturador), o que permite, por exemplo, maior eficiência de absorção. Um sistema de orifícios duplo pode ser fabricado e usado de qualquer maneira adequada. Por exemplo, um coletor de aço, tal como um coletor de aço laminado ou aço inoxidável, pode ser totalmente usinado e conter uma entrada e duas saídas com orifícios adequados, por exemplo, orifícios de tamanhos descritos neste documento, tais como orifícios de 7/64". O coletor pode ter conexões para dois sensores de pressão a jusante e uma conexão para o sensor de temperatura e o sensor de pressão tee a montante para reduzir a massa do sistema e o tempo em que o líquido e o metal ficam em contato. O sistema de injeção dupla calcula a taxa de fluxo por meio de ambos os orifícios. O sistema de injeção dupla também pode ter uma mangueira de descarga de orifício liso adicional (segundo cano, conforme descrito neste documento), um bocal de injeção adicional, um sensor de pressão a jusante adicional com suporte e/ou dois pontos de descarga no misturador.
[0031] A mistura de dióxido de carbono gasoso e sólido é então conduzida do orifício para seu local de uso, por exemplo, no caso de operação de concreto, tal como uma operação de concreto usinado ou uma operação de pré-mistura, para uma posição para distribuir a mistura a um misturador contendo uma mistura de cimento que compreende cimento hidráulico e água, tal como um tambor de um caminhão de mistura pronta ou um misturador central, por um segundo cano, também referido neste documento como um cano de distribuição ou tubulação de distribuição. O segundo cano é configurado para distribuir a mistura de dióxido de carbono sólido e gasoso ao seu local de uso com muito pouca conversão de dióxido de carbono sólido em gasoso, de modo que a mistura de dióxido de carbono sólido e gasoso distribuída no ponto de uso ainda esteja em uma razão de sólido para gás alta, por exemplo, a proporção de dióxido de carbono sólido na mistura pode ser de pelo menos 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48 ou 49% do total.
[0032] O segundo cano é tipicamente configurado para minimizar o atrito ao longo de seu comprimento e também para minimizar a troca de calor com a atmosfera ambiente, além de fornecer um pequeno volume total para que a taxa de fluxo seja maximizada. Por exemplo, o segundo cano pode ser um cano de orifício liso de diâmetro relativamente pequeno. Quaisquer meios adequados podem ser usados para se fornecer um orifício liso para o segundo cano, tal como garantir que nenhuma irregularidade na superfície interna do cano ocorra e que não haja convoluções no cano.
Pode ser usado um material que possui um revestimento, tal como politetrafluoroetileno (PTFE), o qual serve para manter o orifício do cano liso, desde que não haja irregularidades ou convoluções substanciais.
A massa térmica da mangueira é baixa devido ao PTFE fino e à pequena quantidade de aço inoxidável trançado.
Pode se isolar, por exemplo, com isolamento de cano convencional.
O cano geralmente deve ser liso (não convoluto) para permitir um fluxo suave e deve ser capaz de suportar baixas temperaturas; ou seja, o gelo seco (neve) que passa pela mangueira estará a uma temperatura de -78 °C.
Exemplos de segundo cano são Série SmoothFlex produzida pela PureFlex, Kentwood, MI.
Os materiais utilizados na série SmoothFlex e seu peso tornam os mesmos bons candidatos para garantir um aquecimento mínimo durante o trânsito desde o orifício até o destino.
Isso maximiza a fração de dióxido de carbono sólido, pois a taxa de sublimação é mantida baixa.
O segundo cano pode ser flexível ou rígido ou uma combinação dos dois; em certas modalidades, pelo menos uma porção pode ser flexível para facilitar o posicionamento ou para mudar a posição.
O segundo cano pode conduzir a mistura de dióxido de carbono sólido e gasoso por uma longa distância com pouca conversão de sólido em gás, uma vez que o tempo de trânsito através do cano é relativamente curto devido à força gerada pela conversão repentina do dióxido de carbono líquido em gás e à expansão subsequente de 500 vezes ou mais, forçando a mistura de gás e sólido através do cano.
O diâmetro interno do segundo cano pode ser qualquer diâmetro interno adequado para permitir a passagem rápida do dióxido de carbono, por exemplo, pelo menos 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 ou 1,0 polegada e/ou não mais que 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 1,5 ou 2 polegadas, como 0,5 polegada, ou 0,625 polegada ou 0,750 polegada.
O segundo cano pode ter, por exemplo, pelo menos 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 80, 90 ou 100 pés de comprimento, a fim de chegar ao ponto final onde o dióxido de carbono será utilizado; em geral, o comprimento do segundo cano dependerá da configuração operacional particular na qual o dióxido de carbono está sendo usado. Como o primeiro cano normalmente é mantido o mais curto possível, e o segundo cano deve ter um comprimento adequado para alcançar o ponto de uso, que muitas vezes está longe do orifício do injetor, a razão entre o comprimento do segundo cano e o do primeiro cano pode ser de pelo menos 0,5, 0,7, 1,0, 1,2, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0, 3,5, 4,0, 4,5, 5,0, 6, 7, 8, 9 ou 10, ou mais de 10. Por exemplo, o primeiro cano pode não ter mais de 10 pés de comprimento, enquanto o segundo cano pode ter pelo menos 20, 30, 40 ou 50 pés de comprimento. O segundo cano pode ser colocado dentro de outro cano, como uma mangueira de plástico de encaixe frouxo, por exemplo, para evitar dobras durante a instalação. O segundo cano pode ser ainda mais isolado, por exemplo, com isolamento de cano, para minimizar ainda mais o ganho de calor entre as injeções vindas de fontes externas.
[0033] Em certas modalidades, a mistura pode ser adicionada à corrente de dióxido de carbono à medida que é distribuída. A mistura pode ser, por exemplo, líquida. Uma pequena quantidade de mistura líquida pode ser combinada na tubulação de descarga após o orifício. O líquido pode ficar congelado rapidamente na forma sólida e ser transportado junto com o dióxido de carbono para dentro do misturador. A mistura congelada é transportada para a mistura de concreto junto com o dióxido de carbono e derrete ou sublima na mistura de concreto. Este método é particularmente útil quando se adiciona uma mistura que possui um efeito sinérgico com o dióxido de carbono e/ou uma mistura que pode influenciar a reação de mineralização do dióxido de carbono. Por exemplo, a mistura TIPA confere benefícios em doses muito pequenas, mas é normalmente adicionada na forma de coquetel líquido, de modo que a pequena dose seja acompanhada por uma quantidade maior de fluido transportador. Se apenas o ingrediente ativo fosse adicionado, a pequena quantidade poderia ser distribuída sobre a dose de dióxido de carbono. Os sistemas de mistura poderiam ser menores se os produtos químicos não precisarem ser adicionados em soluções diluídas.
[0034] O segundo cano (de distribuição) pode ser fixado a um terceiro cano, também referido neste documento como um cano de direcionamento.
O terceiro cano pode ter um diâmetro maior do que o segundo cano, de modo a permitir que o dióxido de carbono sólido/gasoso desacelere e se misture, de modo que o dióxido de carbono sólido se aglutine em grânulos maiores.
Isso é útil, por exemplo, em uma operação de concreto onde dióxido de carbono é adicionado a uma mistura de cimento em processo de mistura, de modo que os grânulos sejam grandes o suficiente para serem incluídos no cimento em processo de mistura antes de sublimar em um nível significativo.
O terceiro cano pode ter qualquer diâmetro interno adequado, desde que permita desaceleração e aglutinação suficientes para o uso desejado, por exemplo, pelo menos 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2, 2,1, 2,2, 2,3, 2,4, 2,5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9, 3, 3,2, 3,4, 3,8 ou 4 polegadas e/ou não mais que 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2, 2,1, 2,2, 2,3, 2,4, 2,5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9, 3, 3,2, 3,4, 3,8, 4 ou 4,5 polegadas, como 0,5-4 polegadas, ou 0,5-3 polegadas, ou 0,5-2,5 polegadas, ou cerca de 2 polegadas.
O terceiro cano pode ser de qualquer comprimento adequado para permitir a aglutinação desejada sem desacelerar o dióxido de carbono tanto, ou por tanto tempo, que o material adere às paredes ou se sublima em um grau significativo, por exemplo, um comprimento de pelo menos 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 28, 32, 36, 40, 44 ou 48 polegadas e/ou não mais que 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 28, 32, 36, 40, 44, 48, 54, 60, 72, 84 polegadas, por exemplo, 2-8 pés ou 2-6 pés, ou 3-6 pés, ou 3-5 pés.
O terceiro cano é normalmente feito de um material rígido e durável o suficiente para suportar as condições em que é usado.
Por exemplo, em uma operação de mistura de concreto, o terceiro cano é muitas vezes posicionado na calha através da qual os materiais, incluindo os agregados, são canalizados para o misturador e entram em contato repetido com os agregados em movimento e devem ter resistência e durabilidade suficientes para suportar o contato repetido com os agregados diariamente.
Tais condições podem ser de até 20 toneladas de material por caminhão e 400-500 caminhões por mês. Materiais de jateadores de neve carbônica convencionais não suportam esse ambiente. Um material adequado seria o aço inoxidável de diâmetro adequado, tal como de 1/8 a ¼ de polegada. Em alguns casos, pode ser desejável instalar uma armadura, por exemplo, em um local de alto desgaste, de modo a aumentar a espessura, por exemplo, para ½ polegada ou mais. O terceiro cano é tipicamente um item de alto desgaste e que pode receber manutenção periodicamente, por exemplo, a cada 3-6 meses dependendo da produção. Em certas operações, por exemplo, em que o terceiro cano não é movido ou raramente é movido ou é movido apenas ligeiramente entre as execuções, o terceiro cano pode ser o cano final no sistema. Este é o caso, por exemplo, dos misturadores estacionários, como misturadores centrais usados em, por exemplo, operações de concreto usinado.
[0035] Em algumas operações, tais como operações de mistura de concreto em que os materiais de mistura são depositados no tambor de um caminhão de mistura pronta, os materiais são depositados por meio de uma calha que termina em uma porção flexível, de modo a permitir que a calha seja colocada no funil do tambor e, em seguida, seja removida. Em tal situação, um quarto cano feito de material flexível, também chamado neste documento de cano de extremidade, pode ser ligado ao terceiro cano a fim de se mover com a calha flexível usada para depositar os materiais de concreto. O diâmetro interno do cano flexível é tal que se ajusta perfeitamente ao diâmetro externo do terceiro cano. Qualquer material de flexibilidade e durabilidade adequadas pode ser usado no quarto cano, tal como silicone.
[0036] Em certas modalidades, um sistema de token é usado como uma medida de segurança. Por exemplo, em intervalos (por exemplo, mensalmente), uma chave única (ou "token") é gerada e distribuída ao cliente se o cliente não tiver taxas pendentes; se houver taxas pendentes ou outras irregularidades, o token pode ser retido. O cliente insere o token no sistema, por exemplo, via touchscreen ou em um display de interface web (age da mesma forma que a touch screen, mas é exibido por processamento em lote, ou seja, é apropriado para uma instalação potencial de sistemas sem touchscreen). No final do intervalo de tempo (por exemplo, mês), o programa do sistema desativa o sistema, a menos que a chave única tenha sido inserida, por exemplo, sem a chave única, o sistema entra em modo inativo, e mesmo se um sinal de injeção de início for enviado para o sistema, ele é ignorado. O mesmo pode acontecer se, por exemplo, a conexão de rede do sistema for perdida por um período de tempo (por exemplo, se um cliente desabilitar o sinal de rede na tentativa de executar o sistema sem a chave única). Adicional ou alternativamente, conectores externos podem ser usados no gabinete para entradas e saídas que permitem ao provedor desabilitar manual ou automaticamente o sistema se qualquer tentativa for feita para alterar o gabinete. Não há razão para o cliente ou instalador abrir o gabinete; no caso de uma unidade com falha, o cliente pode ser solicitado a desconectar as conexões externas, e uma unidade de substituição pode ser enviada para substituir a unidade com falha. EXEMPLO 1
[0037] Uma central dosadora de concreto usinado fornece uma mistura de concreto a seco em seus caminhões; isto é, ingredientes de concreto secos são depositados no tambor de um caminhão com água e o concreto é misturado nos caminhões. É desejável distribuir dióxido de carbono aos caminhões enquanto o concreto é misturado, em que o dióxido de carbono é uma mistura de dióxido de carbono sólido e gasoso com uma alta razão de dióxido de carbono sólido, por exemplo, pelo menos 40% de dióxido de carbono sólido. Não há espaço na central de concreto para que um tanque de dióxido de carbono líquido ligue a tubulação ao caminhão e, portanto, o tanque de dióxido de carbono líquido está localizado a 50 pés ou mais de distância do local de destino final. Deseja-se distribuir uma dose de 1% de dióxido de carbono por peso de cimento (bwc) a lotes sucessivos de concreto em diferentes caminhões ao longo de um dia. Os caminhões podem ter cargas completas de 10 jardas cúbicas de concreto ou cargas parciais com apenas 1 jarda cúbica de concreto. O lote típico de concreto usa 15% em peso de cimento, e uma jarda cúbica típica de concreto pesa 4.000 libras e, portanto, uma jarda cúbica de concreto conterá 600 libras de cimento. Assim, a menor dose de dióxido de carbono será de 6 libras e a maior de 60 libras. O tempo médio entre as doses é de pelo menos 10 minutos.
[0038] O dióxido de carbono líquido é conduzido de um tanque para um orifício configurado para converter o dióxido de carbono líquido em dióxido de carbono sólido e gasoso após sua liberação sob pressão atmosférica por meio de uma tubulação de 10 pés de aço inoxidável trançado de 3/8 polegada ID. Após sua liberação através do orifício, a mistura de dióxido de carbono sólido e gasoso é conduzida em direção ao tambor de um caminhão de mistura pronta por meio de uma tubulação de 50 pés e 5/8 polegadas ID, orifício liso e isolado. Esta tubulação termina em um tubo de aço inoxidável de 2 polegadas ID com ¼ de polegada de espessura e 2 pés de comprimento que está contido dentro da calha que conduz os ingredientes do concreto de seus respectivos recipientes de armazenamento para o tambor do caminhão; a tubulação de aço inoxidável, por sua vez, termina em uma seção flexível encaixada sobre o tubo de aço que se move com a capa de borracha no final da calha que cai no funil do caminhão de mistura pronta.
[0039] O sistema é calibrado contra um sistema de calibração usando o mesmo comprimento, diâmetro e material do cano inicial, testado para taxa de fluxo sob uma variedade de condições de temperatura e pressão. As pressões e temperaturas apropriadas são tomadas durante a operação do sistema para um determinado lote e são combinadas com a curva ou curvas de calibração apropriadas para determinar a taxa de fluxo e o período de tempo necessário para fornecer a dose desejada, e o fluxo de dióxido de carbono é interrompido quando o sistema determinar que uma dose de 1% bwc foi distribuída a um caminhão.
[0040] As temperaturas ambientes do dia variam entre 10 e 25 °C.
Cada caminhão permanece na área de carregamento enquanto os materiais são carregados por no máximo 90 segundos, e o tempo de distribuição do dióxido de carbono é inferior a 45 segundos.
[0041] O sistema distribui doses adequadas para atingir 1% de dióxido de carbono bwc, a uma razão de dióxido de carbono sólido/total de pelo menos 0,4, ao longo de 8 horas, com uma média de 5 cargas por hora (40 cargas no total) e com uma precisão de coeficiente de variação inferior a 10%.
[0042] Embora as modalidades preferíveis da presente invenção tenham sido mostradas e descritas neste documento, será óbvio para aqueles versados na técnica que tais modalidades são fornecidas somente a título de exemplo. Diversas variações, alterações e substituições ocorrerão agora àqueles versados na técnica, sem que haja afastamento da invenção. Deve-se entender que diversas alternativas às modalidades da invenção descritas neste documento podem ser empregadas na prática da invenção. Pretende-se que as seguintes reivindicações definam o escopo da invenção e que os métodos e estruturas dentro do escopo destas reivindicações e seus equivalentes sejam abrangidos.

Claims (63)

REIVINDICAÇÕES
1. Método para distribuir intermitentemente uma dose de dióxido de carbono na forma sólida e gasosa a um destino, caracterizado pelo fato de que compreende (i) transportar dióxido de carbono líquido de uma fonte de dióxido de carbono líquido para um orifício através de um primeiro cano, em que (a) o primeiro cano compreende material que pode suportar a temperatura e a pressão do dióxido de carbono líquido, e (B) a queda de pressão através do orifício e a configuração do orifício são tais que o dióxido de carbono sólido e gasoso são produzidos conforme o dióxido de carbono sai do orifício; (ii) transportar o dióxido de carbono sólido e gasoso através de um segundo cano, em que a razão do comprimento do segundo cano e do comprimento do primeiro cano é de pelo menos 1:1; e (iii) direcionar o dióxido de carbono que sai do segundo cano para um destino.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o comprimento, diâmetro e material do primeiro cano são tais que, após um período de transição, o dióxido de carbono líquido que entra no primeiro cano chega ao orifício como pelo menos 90% de dióxido de carbono líquido quando a temperatura ambiente é menor do que 30 °C.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o segundo cano tem um interior liso.
4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro cano não é isolado.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente direcionar o dióxido de carbono sólido e gasoso da extremidade do segundo cano para um terceiro cano, em que o terceiro cano compreende uma porção configurada para retardar o fluxo do dióxido de carbono através da porção do terceiro cano suficientemente para fazer com que o dióxido de carbono sólido se acumule antes de sair do terceiro cano através de uma abertura.
6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a porção do terceiro cano configurada para retardar o fluxo de dióxido de carbono é uma porção expandida em comparação com o segundo cano.
7. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a razão do comprimento do terceiro cano e do comprimento do segundo cano é menor do que 0,1:1.
8. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o terceiro cano tem um comprimento entre 1 e 10 pés.
9. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o terceiro cano tem um diâmetro interno entre 1 polegada e 3 polegadas.
10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a razão do comprimento do segundo cano e do primeiro cano é de pelo menos 2:1.
11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro cano tem um comprimento menor do que 15 pés.
12. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro cano tem um diâmetro interno entre 0,25 e 0,75 polegada.
13. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro cano compreende material interno de aço inoxidável trançado.
14. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o segundo cano tem um comprimento de pelo menos 30 pés.
15. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o segundo cano tem um diâmetro interno entre 0,5 e 0,75 polegada.
16. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o segundo cano compreende material interno de PTFE.
17. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o terceiro cano compreende material rígido e está operacionalmente conectado a um quarto cano que compreende material flexível.
18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o comprimento combinado do terceiro e quarto canos está entre 2 e 10 pés.
19. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro cano compreende uma válvula para regular o fluxo de dióxido de carbono, em que o método compreende adicionalmente determinar uma pressão e uma temperatura entre a válvula e o orifício e determinar uma taxa de fluxo para o dióxido de carbono com base na temperatura e na pressão.
20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a taxa de fluxo é determinada comparando a pressão e a temperatura com um conjunto de curvas de calibração para taxas de fluxo em uma pluralidade de temperaturas e pressões.
21. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o destino para o qual o dióxido de carbono está direcionado é dentro de um misturador.
22. Método, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o misturador é um misturador de concreto.
23. Método, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que o dióxido de carbono é direcionado para um local no misturador no qual, quando o misturador está misturando uma mistura de concreto, uma onda de concreto se dobra sobre o concreto misturado.
24. Método, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que o misturador de concreto é um misturador estacionário.
25. Método, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que o misturador é um misturador transportável.
26. Método, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que o misturador é um tambor de um caminhão de mistura pronta.
27. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a capacidade térmica total do primeiro e/ou segundo cano não é maior do que X.
28. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a configuração do orifício é tal que o dióxido de carbono sólido e gasoso sai do orifício em uma mistura que compreende pelo menos 40% de dióxido de carbono sólido quando a dose de dióxido de carbono através do orifício for menor do que X em peso/massa e o primeiro cano alcançar uma temperatura de pelo menos Y graus centígrados antes da introdução de dióxido de carbono líquido no primeiro cano.
29. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que os canos são direcionados para adicionar dióxido de carbono a um misturador de concreto, e em que o cimento é adicionado ao misturador através de um cano de cimento que compreende uma primeira porção compreendendo uma calha de transporte rígida conectada a uma segunda porção compreendendo uma capa protetora flexível configurada para permitir que um caminhão de mistura pronta mova um funil na mistura pronta para a capa protetora de modo que a capa protetora se mova para o funil, permitindo que o cimento e outros ingredientes caiam em um tambor do caminhão de mistura pronta através da capa protetora, em que o terceiro cano está posicionado ao lado da primeira porção do cano de cimento e o quarto cano está posicionado para se mover e se direcionar com a segunda porção do cano de cimento.
30. Método, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que o agregado é adicionado ao misturador através de uma calha de transporte de agregado adjacente à calha de transporte de cimento e onde a primeira porção do terceiro cano é posicionada para reduzir o contato com o agregado conforme ele sai da calha de transporte de agregado.
31. Método, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que a primeira porção do terceiro cano se estende até o fundo da primeira porção da calha de transporte de cimento e o quarto cano é fixado à extremidade do terceiro cano e se estende da extremidade do terceiro cano até o fundo da capa protetora de borracha ou próximo ao fundo da capa protetora de borracha quando a capa protetora de borracha está posicionada dentro do funil do caminhão de mistura pronta.
32. Método, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que o quarto cano é posicionado dentro de x cm do centro da capa protetora de borracha, em média, onde x = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80 ou 90 cm quando a capa protetora de borracha é posicionada para carregar materiais de concreto no tambor do caminhão de mistura pronta.
33. Aparelho para distribuição de dióxido de carbono sólido e gasoso, caracterizado pelo fato de que compreende (i) uma fonte de dióxido de carbono líquido; (ii) um primeiro cano, em que o primeiro cano compreende uma extremidade proximal operacionalmente conectada à fonte de dióxido de carbono líquido e uma extremidade distal operacionalmente conectada a um orifício, em que o primeiro cano é configurado para transportar dióxido de carbono líquido sob pressão para o orifício, e em que o orifício está aberto à pressão atmosférica, ou próximo à pressão atmosférica, e é configurado para converter o dióxido de carbono líquido em uma mistura de dióxido de carbono sólido e gasoso conforme ele passa pelo orifício; (iii) um segundo cano operacionalmente conectado ao orifício para direcionar a mistura de dióxido de carbono gasoso e sólido para um destino desejado, em que o segundo cano tem um interior liso e em que a razão do comprimento do primeiro cano para o comprimento do segundo cano é menor do que 1:1.
34. Aparelho, de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pelo fato de que a razão do comprimento do primeiro cano e do comprimento do segundo cano é menor do que 1:2.
35. Aparelho, de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pelo fato de que a razão do comprimento do primeiro cano e do comprimento do segundo cano é menor do que 1:5.
36. Aparelho, de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pelo fato de que o primeiro cano tem menos do que 20 pés de comprimento.
37. Aparelho, de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pelo fato de que o primeiro cano tem menos do que 15 pés de comprimento.
38. Aparelho, de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pelo fato de que o primeiro cano tem menos do que 12 pés de comprimento.
39. Aparelho, de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pelo fato de que o primeiro cano tem menos do que 5 pés de comprimento.
40. Aparelho, de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pelo fato de que o primeiro cano compreende uma válvula antes do orifício para regular o fluxo do dióxido de carbono líquido.
41. Aparelho, de acordo com a reivindicação 40, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um primeiro sensor de pressão entre a válvula e o orifício.
42. Aparelho, de acordo com a reivindicação 40, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um segundo sensor de pressão entre a fonte de dióxido de carbono líquido e a válvula.
43. Aparelho, de acordo com a reivindicação 40, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um terceiro sensor de pressão após o orifício.
44. Aparelho, de acordo com a reivindicação 41, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um sensor de temperatura entre a válvula e o orifício.
45. Aparelho, de acordo com a reivindicação 44, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um sistema de controle operacionalmente conectado ao primeiro sensor de pressão e ao sensor de temperatura.
46. Aparelho, de acordo com a reivindicação 44, caracterizado pelo fato de que o controlador recebe uma pressão do primeiro sensor de pressão e uma temperatura do sensor de temperatura e calcula uma taxa de fluxo de dióxido de carbono no sistema da pressão e temperatura.
47. Aparelho, de acordo com a reivindicação 46, caracterizado pelo fato de que o controlador calcula a taxa de fluxo com base em um conjunto de curvas de calibração para o aparelho.
48. Aparelho, de acordo com a reivindicação 47, caracterizado pelo fato de que o conjunto de curvas de calibração é produzido com uma configuração de calibração que compreende uma fonte de dióxido de carbono líquido, um primeiro cano, um orifício, uma válvula no primeiro cano antes do orifício, um sensor de pressão entre a válvula e o orifício e um sensor de temperatura entre a válvula e o orifício, em que o material do primeiro cano, o comprimento e o diâmetro do primeiro cano e o material e a configuração do orifício são iguais ou semelhantes aos do aparelho.
49. Aparelho, de acordo com a reivindicação 48, caracterizado pelo fato de que o conjunto de curvas de calibração é produzido determinando o fluxo de dióxido de carbono em uma pluralidade de temperaturas medidas no sensor de temperatura e uma pluralidade de pressões medidas no sensor de pressão.
50. Aparelho, de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um terceiro cano, operacionalmente fixado ao segundo cano, em que o terceiro cano tem um diâmetro interno maior do que o segundo cano e em que o diâmetro e o comprimento do terceiro cano são configurados para retardar o fluxo de dióxido de carbono sólido e gasoso e causar o acúmulo do dióxido de carbono sólido.
51. Aparelho, de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pelo fato de que o primeiro cano não é isolado.
52. Sistema para distribuição de dióxido de carbono sólido e gasoso de uma maneira intermitente em doses de dióxido de carbono de menos de 60 libras, com um tempo entre as doses de pelo menos 5 minutos, caracterizado pelo fato de que o sistema é configurado para distribuir doses repetidas com uma razão de dióxido de carbono sólido para gasoso de, em média, pelo menos 1:1,5 em cada dose, em menos do que 60 segundos por dose, em uma temperatura ambiente de 35 °C ou menos.
53. Sistema, de acordo com a reivindicação 52, caracterizado pelo fato de que o sistema é configurado para distribuir as doses repetidas de dióxido de carbono com um coeficiente de variação menor do que 10%.
54. Sistema, de acordo com a reivindicação 52, caracterizado pelo fato de que o sistema é configurado para distribuir doses repetidas de dióxido de carbono com um coeficiente de variação menor do que 5%.
55. Sistema, de acordo com a reivindicação 52, caracterizado pelo fato de que compreende uma fonte de dióxido de carbono líquido e um cano da fonte para um aparelho configurado para converter o dióxido de carbono líquido em dióxido de carbono sólido e gasoso, em que o cano não precisa ser isolado.
56. Sistema, de acordo com a reivindicação 55, caracterizado pelo fato de que o cano não é isolado.
57. Sistema, de acordo com a reivindicação 55, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um segundo cano conectado ao aparelho para converter o dióxido de carbono líquido em dióxido de carbono sólido e gasoso, em que o segundo cano distribui o dióxido de carbono sólido e gasoso para um local desejado.
58. Sistema, de acordo com a reivindicação 57, caracterizado pelo fato de que a razão de comprimentos do primeiro cano para o segundo cano é menor do que 1:1.
59. Aparelho para distribuição de dióxido de carbono sólido e gasoso em baixas doses de uma maneira intermitente de doses repetidas de dióxido de carbono sólido e gasoso, caracterizado pelo fato de que compreende (i) uma fonte de dióxido de carbono líquido; (ii) um primeiro cano, em que o primeiro cano compreende uma extremidade proximal operacionalmente conectada à fonte de dióxido de carbono líquido e uma extremidade distal operacionalmente conectada a um orifício, em que o primeiro cano é configurado para transportar dióxido de carbono líquido sob pressão para o orifício, e em que o orifício está aberto à pressão atmosférica e é configurado para converter o dióxido de carbono líquido em uma mistura de dióxido de carbono sólido e gasoso conforme ele passa pelo orifício; (iii) uma válvula no cano entre a fonte de dióxido de carbono e o orifício para regular o fluxo de dióxido de carbono líquido; (iv) uma fonte de calor operável conectada à seção de cano entre a válvula e o orifício, e ao orifício, em que a fonte de calor é configurada para aquecer o cano e o orifício entre as doses para converter dióxido de carbono líquido ou sólido em gás, que é ventilado através do orifício.
60. Aparelho, de acordo com a reivindicação 59, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um dissipador de calor operacionalmente conectado à fonte de calor.
61. Aparelho, de acordo com a reivindicação 59, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente (v) um segundo cano operacionalmente conectado ao orifício para direcionar a mistura de dióxido de carbono gasoso e sólido para um destino desejado.
62. Aparelho, de acordo com a reivindicação 61, caracterizado pelo fato de que o segundo cano tem um interior liso.
63. Aparelho, de acordo com a reivindicação 61, caracterizado pelo fato de que a razão do comprimento do primeiro cano e do comprimento do segundo cano é menor do que 1:1.
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