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Herstellung von Kohlensäureeis Es ist bekannt, Kohlensäureschnee dadurch
herzustellen, daß man flüssige Kohlensäure auf atmosphärische Spannung expandieren
läßt, den Schnee durch Filtration aufhängt und die gebildeten Dämpfe zur Wiederverflüssigung
dem Niederdruckzylinder des Kompressors zuführt. Dabei werden gewöhnlich die abziehenden
Gase gleichzeitig zur Vorkühlung der zu entspannenden Flüssigkeit verwendet. Der
lockere, trockene Schneewird dann mittels Pressen auf größere Dichten, z. B. etwa
auf die Dichte i, gebracht, wobei fast io@io der festen Kohlensäure sublimieren
und als Verlust in Kauf genommen werden müssen.
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Vorliegende Erfindung gestattet- im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren,
die Herstellung von äußerst dichtem Kohlensäureeis in einem einzigen Arbeitsvorgang
auf einfachem Wege durchzuführen. Zu diesem Zwecke wird erfindungsgemäß flüssige
Kohlensäure durch Expansion zunächst in feuchten Schnee verwandelt, in welchem die
flüssige Kohlensäure auf eine Spannung expandiert wird, die entweder dem Tripelpunkt
der Kohlensäure genau entspricht bzw. diesen etwas überschreitet. Der im Expansionsgefäß
zum Absetzen gebrachte feuchte Kohlensäureschnee wird hierauf durch weitere Entspannung
in Eis übergeführt, und zwar zweckmäßig durch Absaugen der im Schnee sich bildenden
Dämpfe vom Boden des Expansionsgefäßes aus durch eine durchlässige Platte hindurch.
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Ein Ausführungsbeispiel einer zur Durchführung des Verfahrens geeigneten
Einrichtung ist in Abb. i der Zeichnung im Schnitt dargestellt. Abb.2 zeigt die
benutzte Düse im Schnitt und in größerem Maßstab.
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Die gezeichnete Einrichtung besteht aus einem stehend angeordneten
Expansionsgefäß i für flüssige Kohlensäure, die durch eine Leitung 2 einer in dem
Deckel 3 eingesetzten Expansionsdüse q. zugeführt wird. Die Expansionsdüse ¢ geht
unmittelbar in einen Diffusor 5d über. In dem Düsenteil 5 wird die flüssige Kohlensäure
zuerst auf eine unter dem Tripelpunkt (- 56,6`) der Kohlensäure liegende Spannung
expandiert, um Schnee mit Sicherheit zu erzielen. Durch den Diffusor werden Schnee
und Gas wieder über dem Tripelpunkt komprimiert. Dieser Druck liegt zwischen 5 bis
6 Atm. absolut. Hierdurch wird ein feuchter Schnee erzielt. Der aus dem Diffusor
ausgeschleuderte nasse Schnee wird von einer nahe am Boden des Expansionsgefäßes
befindlichen durchlässigen Platte bzw. einem Filter 6 aufgenommen, auf dem der Schnee
allmählich zu einem Block anwächst. An dem abnehmbaren Boden 7 des Expansionsgefäßes
i ist eine bei 8 abschließbare Leitung 9 angeschlossen. Mit derselben
steht
eine Leitung io in Verbindung, die oberhalb eines oberen Filters i i am Deckel 3
angeschlossen ist. Der obere Teil der Leitung i o kann bei 12 abgeschlossen werden.
Die Zweigleitungen 13 und i q. führen zum Niederdruckzylinder und zum Hochdruckzylinder,
beispielsweise eines zweistufigen Kompressors (nicht gezeichnet), so daß es möglich
ist, durch Schließen oder öffnen des einen oder anderen der Abschlußorgane 8 und
12 oder entsprechendes wechselweises Öffnen derselben oder durch Zuführung von mehr
oder weniger Flüssigkeit aus der Leitung 2 den Druck im Expansionsgefäß i nach Bedarf
zu regeln.
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Die abziehenden Gase werden während der Schneeerzeugung oben am Expansionsgefäß
abgesaugt, damit die Gase nicht durch den feuchten Schneeblock diffundieren müssen,
was eine unerwünschte Drucksenkung zur Folge haben würde.
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Ist die gewünschte Höhe des Schneeblockes erreicht, so kann die Verbindung
mit dem Hochdruckzylinder mit derjenigen des Niederdruckzylinders vertauscht werden,
wobei das Ventil in der Leitung 2 geschlossen wird. Dadurch wird der Druck im Expansionsgefäß
unter den Tripelpunkt oder auf atmosphärische Spannung heruntergesetzt. Die im feuchten
Schneeblock sich bildenden Dämpfe bzw. die noch im Block selbst und oberhalb desselben
befindlichen Dämpfe werden hierbei vom Boden des Expansionsgefäßes aus durch das
Filter 6 hindurch nach unten abgesaugt, was zur Folge hat, daß der feuchte Schneeblock
infolge Erniedrigung der Temperatur von -56' auf -8o' zum Erstarren gebracht
wird. Wird der Boden 7 des Expansionsgefäßes mit dem Filter 6 entfernt, so kann
der eisige Schneeblock in der handelsüblichen Form dem im Querschnitt entsprechend
gestalteten Expansionsgefäß unten entnommen werden, wobei die bei bekannten Verfahren
unvermeidlichen Verluste durch Ausstrahlung nicht auftreten. Nach Schließen des
Expansionsgefäßes kann der beschriebene Vorgang von neuem wiederholt werden. Die
abziehenden Gase können während des Betriebes zur Abkühlung der zu entspannenden
flüssigen Kohlensäure benutzt werden, um dadurch den Wirtschaftlichkeitsgrad des
Verfahrens weiter zu heben.
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Durch das beschriebene Verfahren wird in einem Arbeitsgang und ohne
Zuhilfenahme einer Presse eine fest zusammenhaftende, eisige Masse mit einem großen
spezifischen Gewicht, bis zu i,¢5, erzeugt. Außer dem dichten Produkt wird durch
das Arbeiten mit einem höheren Enddruck der Vorteil erzielt, daß ein Kompressor
mit verhältnismäßig kleinen Abmessungen gewählt werden kann und die erforderliche
Verdichtungsarbeit zufolge des hohen Saugdruckes entsprechend geringer ist als beim
Ansaugen von einer Atmosphäre.