یک گاز ساده ولی پرکاربرد که در طیف وسیعی از صنایع و در تعداد زیادی از ابزارها استفاده می شود. کربن دی اسید یک گاز خنثی، بدون رنگ، بدون بو و بدون مزه است. می تواند به راحتی به مایع یا به جامد تبدیل شده و ذخیره شود. در حالت مایع، به راحتی با آب واکنش می دهد تا کربنیک اسید یا آب کربناته را تشکیل دهد، و این یک نقطه ی شروع برای صنعت نوشیدنی در دنیا است.
کاربرد گاز کربن دی اکسید در صنایع غذایی، صنایع شیمیایی و صنایع نفت گاز استفاده می کنند. دی اکسید کربن معمولاً به عنوان ماده خام برای تولید مواد شیمیایی مختلف استفاده می شود و از آن برای خاموش کردن آتش نیز بهره می گیرند. گاز کربن دی اکسید هم چنین برای گاز دار کردن نوشابه ها و انجماد مواد غذایی گوشتی و میوه جات نیز استفاده می شود. افزایش بازده چاه های نفت و تغییر ماهیت آب قلیایی نیز از دیگر کاربرد های این گاز است. به علت این موارد مصرف روش تولید گاز دی اکسید کربن که مقرون به صرف باشد اهمیت پیدا می کند.
- کاربرد در صنعت
- استفاده گاز کربنیک در چاه‌های نفت برای استخراج بهتر است. با تزریق گاز کربنیک به درون چاه، این گاز تا حدی در نفت حل شده و ویسکوزیته آن را کاهش می‌دهد و نفت بسیار راحت‌تر از سنگ بستر خارج می‌شود و نرخ استخراج به طور قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌یابد.
- از نظر صنعتی برای بسیاری از برنامه‌های متنوع، گازهای دیاکسیدکربن خارج شده از دودکش را بعنوان یک محصول جانبی برای تهیه هیدروژن و سنتز آمونیاک بازیافت می‌کنند
- به عنوان تسهیل‌کننده در استخراخ نفت (این گاز تحت شرایط فوق بحرانی به درون چاه های نفت تزریق شده که می‌تواند هم به عنوان ماده فشرده‌کننده عمل کند و هم اینکه ویسکوزیته نفت را کاهش داده و این امر باعث می‌شود که نفت سریعتر به داخل زمین حرکت کرده و به چاه های استخراج جریان یابد). پمپ کردن دی اکسید کربن در چاه نفتی، سبب می‌شود تا حدی در نفت حل شود و گرانروی آن را کاهش دهد و استخراج نفت ساده‌تر و با نیروی کمتری انجام گیرد.
- دیاکسیدکربن جامد یا همان یخ خشک نیز برای زدودن رنگ از سطوح به منظور کیفیت بالاتر و کاهش هزینه در صنعت ساخت و تولید کاربرد دارد.
- در معادن از تبخیر سریع این گاز جهت انفجار و استخراج مواد معدنی استفاده می‌شود.
- در صنعت به عنوان گاز محافظ و در آتشنشانی ها به عنوان خاموش کننده به کار می رود.
- کپسول دی اکسیدکربن درکارخانه های شارژ گاز قابل پرشدن می باشند.
- در صنعت فلزات در تولید قالب ریخته گری برای افزایش سختی آن است
- لیزرهای دی اکسیدکربن جزو لیزرهای مهم صنعتی می‌باشند
- دی اکسیدکربن حلال خوبی برای اکثر ترکیبات می‌باشد.
- در شکستن چاه های نفتی در بعضی از معادن
- تعدیل کننده در راکتورهای هسته ای خاص و لیزرهای ویژه
- انفجار زغال سنگ
- یخ خشک برای از بین بردن رسوبات از توربین‌ها و آلودگی‌های رادیواکتیو از دستگاه‌ها مورد استفاده قرا می گیرد.
- کاربرد در پزشکی و داروسازی
- در پزشکی، تا ۵٪ دیاکسیدکربن (۱۳۰ برابر غلظت جو) به اکسیژن برای تحریک تنفس پس از ایست موقتی تنفسی اضافه می‌شود و برای تثبیت تعادل در خون از O2/CO2 کمک می‌گیرند
- دیاکسیدکربن می‌تواند با اکسیژن تا۵۰٪ مخلوط شود، یک گاز قابل استنشاق ایجاد می‌شود؛ این به عنوان کاربوژن شناخته شده است و دارای انواع پزشکی و تحقیقاتی است.
- این گاز به عنوان یک عامل خنثی کننده برای کنترلPH استفاده می شود.
- در بسته بندی های صنایع پزشکی به دلیل ارزان بودن و غیرقابل اشتعال بودن اشاره کرد.
- با توجه به اثر تحریک کننده گاز دیاکسیدکربن در مراکز عصبی، گاز دیاکسیدکربن در پزشکی مخلوط با اکسیژن برای احیای بیماران آسیب دیده بکار می‌رود.
- با اکسیژن، برای احیای قربانیان خفگی (غرق شدگی، برق گرفتگی، مسمومیت با دی اکسید کربن، سم دیفتری مورفین، اسکوپ اولامین).
- از گاز دیاکسیدکربن برای درمان ضایعات پوستی استفاده می‌شود.
- استفاده از دیاکسیدکربن برای ایجاد تعادل میان دیاکسیدکربن و اکسیژن در خون.
- در صنایع داروسازی به این دلیل که حلال خوبی برای اکثر ترکیبات است و سمیت کمتری دارد به جای حلال‌های آلی کلر‌دار از این گاز استفاده شود.
- استفاده از گاز دیاکسیدکربن در تحقیقات بیولوژیکی.
- کاربرد در صنعت جوشکاری
- در جوشکاری برای جلوگیری از اکسید شدن فلزات در دمای بالا استفاده می‌شود، هر چند نسبت به گازهای بی‌اثر دیگر مثل گاز آرگون و گاز هلیم کارایی کمتری دارد، اما به دلیل قیمت پایین‌تر استفاده از آن رواج دارد.
- برای کم کردن واکنش‌پذیری گاز استیلن در حمل و نقل به عنوان گاز بی اثر در کپسول‌های جوشکاری می‌توان از دیاکسیدکربن استفاده کرد، چون نسبت به سایر گازهای بی‌اثر مثل گاز هلیوم و گاز آرگون ارزان‌تر می‌باشد.
- یکی از ترکیبات گاز دیاکسیدکربن کورگون است که از مخلوط گاز دیاکسیدکربن و گاز آرگون تشکیل شده است که در جوشکاری برای کیفیت جوش بهتر استفاده می‌شود.
- در صنعت ساخت و ساز و تولید، یکی از فراوان‌ترین کاربرد های CO2 است. زیرا به عنوان گاز بی اثر در جوشکاری مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- ترکیبی از گاز دی اکسیدکربن و آرگون به عنوان نوعی محافظ عالی به کار گرفته می‌شود.
- کربن‌دی‌اکسید جامد یا همان یخ خشک نیز برای زدودن رنگ از سطوح به منظور کیفیت بالاتر و کاهش هزینه در صنعت ساخت و تولید کاربرد دارد.
- در جوشکاری فلزات بصورت خالص و یا مخلوط با آرگون است.
- محل جوشکاری را در برابر اکسیداسیون هوا حفظ می‌کند.
طیف جذبی میانی مادون قرمز گازهای مختلف؛ تنها CO2 در 4.26 میکرومتر جذب می شود
پروفیل گسترش لورنتسی برای رقیق شدن در هوا 1 atm و 296 K نظر گرفته شد
- کاربرد آزمایشگاهی
در آزمایشگاه‌های علوم زیستی کپسول CO2 به همراه رطوبت و دما به منظور رشد سلول و میکرو ارگانیسم در دستگاه انکوباتور استفاده می‌شود.
- کاربرد در صنایع غذایی
- در حمل و نقل بستنی و سایر مواد غذایی منجمد از یخ خشک استفاده می‌کنند.
- بکینگ پودرها و جوش شیرین مورد استفاده در پخت نان یا کیک در اثر حرارت آزاد می‌کنند که این امر باعث پف کردن و متخلخل شدن نان می‌شود.
- به عنوان یک حلال چربی دوست برای جدا کردن کافئین از قهوه بکار می‌رود.
- گاز کربنیک مایع حلال خوبی برای بسیاری از ترکیبات آلی
- بی‌حرکتی حیوانات قبل از ذبح
- مخلوط با اکسید اتیلن به عنوان یک ماده بخور در آن استفاده می‌شود از بین بردن حشرات در سیلوهای غلات و در گیاهان حبوبات، خرما و انجیر خشک
نوشیدنی ها:
- کربونیزه کردن نوشابه‌ها (فرایند حل کردن گاز دی اکسیدکربن در نوشیدنی را کربونیزه کردن می‌نامند).
- گازدار کردن نوشابه‌ها، آب سودا و سایر نوشیدنی‌ها
مواد غذایی:
- یک افزودنی مواد غذایی است که به عنوان یک ماده رگولاتور (محرک) و اسیدی در صنایع غذایی استفاده می‌شود.
- در تولید مواد غذائی (صنعت شکلات‌سازی) برخی شکلات‌ها با دیاکسیدکربن فشرده می‌شود به طوریکه وقتی در دهان حل می‌شوند حباب آزاد می‌کنند.
- پر کردن گاز دی اکسیدکربن به جای هوا در بسته‌بندی مواد غذایی که مانع از فساد سریع مواد غذایی می‌شود.
- در بسته‌بندی مواد غذایی بصورت خالص یا مخلوط با نیتروژن برای ماندگاری بیشتر مصرف می‌شود.
- برای انجماد محصولات غذایی مانند مرغ، گوشت، سبزیجات و میوه
- کنسروسازی مواد غذایی
- رسوب آهک پس از شفاف سازی آب میوه‌ها در صنعت قند.
- کاربرد در کشاورزی
- غلظت‌های بالای دیاکسیدکربن به علت اثر سمی آن بر گیاه باعث کاهش عملکرد گیاه و سبب کلروزه شدن (اغلب بین رگبرگ‌ها) و نکروزه شدن برگ‌ها و نهایتاً کاهش محصول می‌شود. سطح آستانه تغییرات دیاکسیدکربن در گیاهان متفاوت است مثلا برای گوجه فرنگی 2200 ppm، خیار 1500 ppm است. در نقاط مختلف دنیا، تزریق حدود 1000 تا 1500 ppm گاز دی اکسیدکربن در گلخانه‌ها متداول است. طبق تحقیقات به عمل آمده افزایش غلظت دی اکسیدکربن تا1600ppm باعث افزایش محصول کاهو به میزان 31% شده است.
- در گلخانه‌ها برای پرورش گل و گیاه می‌باشد همان طور که گفته شد گیاهان برای انجام فرایند فتوسنتز و رشد و نمو خود به گاز CO2 نیاز دارند.
به طور متوسط، کمی بیش از 3% هوا را دی اکسیدکربن تشکیل می‌دهد که میزان آن در شرایط فعلی 345 قسمت در یک میلیون (345 ppm) است یعنی در هر یک میلیون کیلو هوا 345 کیلو دی اکسیدکربن وجود دارد، میزان گاز دی اکسیدکربن آزاد در هوا بین 200 الی 400 ppm در نوسان است که معمولاً بیشترین میزان یعنی حدود400 ppm در مناطق صنعتی مشاهده می‌شود. کربن موجود در مواد سوختی در هنگام احتراق تبدیل به دی اکسیدکربن می‌شود که همین موضوع یکی از روش‌های استفاده شده در دستگاه CO2 ساز یا دستگاه تولید CO2 می‌باشد. میکرو ارگانیسم‌هایی که از بقایای گیاهی یا حیوانی تغذیه می‌کنند همانند انسان بر اثر عمل تنفس، گاز دی اکسیدکربن متصاعد می‌کنند. علاوه بر تولید دی اکسیدکربن به وسیله دستگاه CO2 ساز یا به عبارت دیگر دستگاه تولید CO2، به صورت طبیعی نیز تولید می‌شود به این صورت که خروج دی اکسیدکربن طی واکنشی صورت می‌گیرد که آنرا تنفس می‌نامند، تنفس در حقیقت عکس فتوسنتز است. فرآیندی است که در آن انرژی ذخیره شده بر اثر عمل فتوسنتز، آزاد می‌شود و این انرژی در فرآیند‌های رشد گیاهی از جمله جذب مواد غذایی، مورد استفاده قرار می‌گیرد. همانطور که می‌دانیم به میزان 300 ppm برای مرتفع ساختن نیاز رشد و نمو گیاهان کافی به نظر می‌رسد. این میزان برای همه گیاهان یکسان نیست. بعضی از گیاهان نیاز مبرم به غلظت‌های بالا دارند، به همین دلیل از روش‌های دیگری همچون دستگاه CO2ساز یا دستگاه تولید CO2 به عنوان سیستم تزریق CO2 جهت رفع نیاز این گیاهان بکار گرفته شده است.
نتایج حاصل از تحقیقات نشان می‌دهد، گیاه وقتی به دی اکسیدکربن واکنش نشان می‌دهد که میزان آن در اتمسفر بیش از 300 ppm باشد. در بسیاری از گیاهان غلظت 2000 ppm باعث افزایش رشد شده است که البته به شرایط طبیعی وارثی گیاهان در زمان گذشته بر می‌گردد که به غلظت‌های بیشتر دی اکسید کربن هوا عادت کرده و با آن شرایط سازگار باشد بنابراین توصیه می‌شود در هنگام استفاده از دستگاه CO2 ساز گلخانه یا دستگاه تولید گلخانه به میزان دی اکسیدکربن تولید شده توجه لازم را نمایید.
در تحقیقات دیگر، میزان بالای دی اکسیدکربن که می تواند از طریق دستگاه تولید CO2 تامین شود در پیش‌رسی محصول 20% موثر بوده است. در مورد تاثیر دستگاه CO2 ساز یا دستگاه تولید CO2 بر روی گوجه فرنگی، تزریق 1000 ppm گاز دی اکسیدکربن میزان محصول را تا 48% افزایش داده است، همچنین تزریق همین مقدار توسط دستگاه تولید CO2 بر روی خیار موجب افزایش وزن محصول به میزان 23% گردیده است. با بهره‌گیری از تزریق دی اکسیدکربن توسط دستگاه CO2 ساز یا دستگاه تولید CO2 به منظور افزایش تحریک رشد در بعضی از گیاهان، لزومی برای اعمال تغییرات در برنامه‌ها و تقویم زمانی کشت گیاهان باقی نمی‌ماند. افزایش غلظت دی اکسیدکربن توسط دستگاه CO2 ساز یا دستگاه تولید CO2 باعث تحریک و افزایش رشد گیاه می‌شود در نتیجه ممکن است علایم کمبود بعضی از عناصر در گیاه ظاهر می‌شود. اگر مصرف کود شیمیایی نیز بیشتر شود به طور طبیعی میزان رشد افزایش خواهد یافت. نور نیز یکی دیگر از عوامل محدود کننده به شمار می‌رود. (بر اساس گزارش هوا شناسی در طول سال در بندر عباس به طور متوسط 17 روز آسمان ابری کامل است) وقتی شدت نور کم باشد میزان فتوسنتز کاهش می‌یابد حتی وقتی غلظت دی اکسیدکربن توسط دستگاه CO2 ساز یا دستگاه تولید CO2 به حد لازم افزایش یابد به علت کمی نور، هیچ تاثیری در روند افزایش محصول نخواهد داشت اگر شدت و مقدار نور افزایش پیدا کند همچنین غلظت دی اکسیدکربن نیز توسط دستگاه CO2 افزایش یابد، روند رشد افزایش می‌یابد. وقتی شدت نور از 5500 لوکس بیشتر باشد، افزایش دی اکسیدکربن توسط دستگاه CO2ساز یا دستگاه تولید CO2 اقتصادی است ولی کمتر از 5500 لوکس مقرون به صرفه نخواهد بود، حرارت فیزیکی از عوامل محدود‌کننده محسوب می‌شود تامین درجه حرارت مورد نیاز برای رشد یک فاکتور مهم و اساسی به شمار می‌رود و قبل از اینکه به امر تزریق دی اکسیدکربن توسط دستگاه تولید CO2توجه شود دمای لازم برای رشد گیاه باید فراهم شود. افزایش درجه حرارت روزانه همراه با افزودن غلظت دی اکسیدکربن بسیار مفید است. نور و حرارت در اقلیم استان هرمزگان عوامل محدود‌کننده محسوب نمی‌شوند بلکه پوشش سطوح گلخانه‌ها را جهت کاهش شدت لوکس نوری و در نتیجه کاهش دما رنگ پاشی می‌نمایند. در بسیاری از محصولات مصرفی که نیاز به فشار گاز دارند، به دلیل ارزان بودن و غیر قابل اشتعال بودن مورد استفاده قرار می‌گیرند. غلظت‌های بالای دی اکسیدکربن نیز می‌تواند برای کشتن آفات مورد استفاده قرار گیرد. کلیه گیاهان برای بقا و فتوسنتز و در نهایت تولید اکسیژن. نیاز به گاز دی اکسیدکربن دارند. و عدم وجود این گاز سبب پایان بقا بر روی کره زمین می‌گردد. در گلخانه‌ها برای پرورش گل و گیاه می‌باشد، گیاهان برای انجام فرایند فتوسنتز و رشد و نمو خود به گاز CO2 نیاز دارند.آمونیاک تحت فشار با دی اکسیدکربن واکنش داده و کاربامات آمونیوم و سپس اوره را که یک جز مهم در تولید کودها و پلاستیک‌هاست را تولید می‌کند.
- کاربرد در آتش نشانی
- در خاموش کردن آتش نیز از کپسول به دلیل غیر اشتعال‌زا بودن و چگالی بیشتر آن نسبت به هوا در کپسول آتش نشانی استفاده می‌شود. گاز کربنیک می‌تواند همانند یک پتو آتش را پوشانده و از رسیدن اکسیژن به ماده سوختی برای ادامه سوختن جلوگیری نماید.
- سیلندر گاز CO2 برای جوشکاری، لیزر، مصارف خوراکی و پزشکی، آکواریوم کاربرد دارد.
- دی اکسیدکربن سنگین‌تر از هوا است و از احتراق پشتیبانی نمی‌کند. به همین دلایل، از آن در انواع خاصی از کپسول‌های آتش نشانی استفاده می‌شود.
- سایر کاربردها
- گاز دی اکسیدکربن جهت تصفیه فاضلاب، به عنوان یک خنک‌کننده متوسط در دستگاه های الکترونیکی تست محیط زیست مورد استفاده قرار می‌گیرد، همچنین جهت افزایش هدایت الکتریکی در آب فوق خالص کاربرد دارد. گاز دی اکسیدکربن به عنوان یک سیال سازگار با محیط زیست جهت از بین بردن ناخالصی‌های آب که در برابر نور مقاوم هستند به جای حلال‌های شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- یکی دیگر از ترکیبات گاز دی اکسیدکربن میکس لیزر می‌باشد که از مخلوط گاز دی اکسید کربن، گاز هلیوم و گاز نیتروژن تشکیل شده است که در برش‌های لیزری (لیزرهای کربنیک) مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- مخلوط گاز دی اکسیدکربن و گاز نیتروژن با درصدهای مختلف دی اکسید کربن از ترکیبات گاز دی اکسید کربن است که در صنعت فولاد و معدن پرکاربرد می‌باشد.
- در فتوسنتز که یک فرآیند بیوشیمیایی در گیاهان و برخی از موجودات میکروسکوپی است و باعث ایجاد غذا می‌شود، از دی اکسیدکربن استفاده می‌شود. ارگانیسم‌های فتوسنتزی با ترکیبCO2 و آب (H2O)کربوهیدرات تولید می‌کنند (مانند قندها) و به عنوان محصول جانبی از خود اکسیژن ساطع می‌کنند، که اکسیژن در تنفس انسان و جانوران و تنفس سلولی گیاهان مورد استفاده قرار می‌گیرد. بنابراین مکان‌هایی مانند جنگل‌ها و مناطقی از اقیانوس که موجودات میکروسکوپی فتوسنتزکننده دارد مانند دام‌های عظیم کربن عمل می‌کنند و از طریق فتوسنتز دی اکسیدکربن را از جو می‌گیرند، کربن آن را جذب و اکسیژنش را آزاد می‌کنند. جو اولیه زمین در ابتدا میزان CO2 بسیار بالاتری داشت و تقریبا اکسیژن نداشت اما ظهور ارگانیسم‌های فتوسنتزی منجر به افزایش اکسیژن می‌شود که رشد موجودات تنفس کننده اکسیژن مانند ما انسان‌ها را امکان پذیر می‌کند.
- در صحنه‌های نمایش و تئاتر از یخ خشک برای ایجاد مه و دود استفاده می‌کنند.
- این گاز به صورت یک سپر حرارتی عمل می‌کند و مانع از خروج مقدار مشخصی از گرمای خورشید و سرد شدن کره زمین می‌شود.
- گاز کربن دی اکسید، هنگامی که مخلوط با هلیوم و نیتروژن است، به عنوان محیط فعال در لیزرهای کربنیک استفاده می شود.
- یخ خشک برای از بین بردن رسوبات از توربین‌ها و آلودگی های رادیواکتیو از دستگاه‌ها مورد استفاده قرا می‌گیرد
- بعنوان گاز خنک کننده در سیستم‌های سرمایشی بکار می‌رود.
- برای باد کردن لاستیک دوچرخه، جلیقه نجات و قایق‌های بادی
- تأمین انرژی اسلحه‌های پینت بال و سلاح پنوماتیک
- تولید لاستیک‌های فوم و پلاستیک‌ها
- تولید قطعات الکترونیکی
- دباغی پوست
- تولید رنگ و لاک
