Часто задаваемые вопросы об углекислотном оборудовании

Чем отличается пищевой CO₂ от промышленного?

Главное отличие — не в самой формуле CO₂, а в требованиях к чистоте, контролю примесей и условиям обращения с продуктом.

По ГОСТ 8050-85 двуокись углерода выпускается высшего, первого и второго сорта. Для высшего сорта содержание CO₂ — не менее 99,8 %, а содержание минеральных масел и механических примесей — не более 0,1 мг/кг.

При этом для пищевой продукции диоксид углерода используется как пищевая добавка E290. Поэтому одной цифры «99,8 %» недостаточно: важны подтверждённое соответствие требованиям для пищевого применения и отсутствие нежелательных примесей.

И ещё один практический момент, о котором часто забывают: сам баллон или другая тара тоже имеет значение. Если ёмкость ранее использовалась под технические газы или загрязняющие вещества, просто залить в неё CO₂ высшего сорта и назвать его пищевым — некорректно.

Поэтому для производства напитков, пищевой продукции и процессов с прямым контактом с продуктом используют CO₂, соответствующий требованиям пищевого применения, а для сварки, промышленного охлаждения и других технических задач — газ соответствующего технического назначения. Химически это тот же CO₂. Разница — в качестве продукта, контроле примесей и подтверждении его пригодности для конкретного применения.

Часто ищут: чем отличается пищевая углекислота от технической, чем отличается пищевая углекислота от промышленной

Что является источником/генератором CO₂

Промышленный CO₂ в основном получают как побочный продукт технологических процессов: спиртового брожения, производства аммиака и водорода, а также обжига известняка. Углекислый газ при этом улавливают из технологических газов, очищают, осушают и сжижают.

При спиртовом брожении образуется поток с высоким содержанием CO₂. При обжиге известняка реакция CaCO₃ → CaO + CO₂ даёт около 0,44 т углекислого газа из 1 т чистого карбоната кальция.

После очистки такой газ становится промышленной товарной углекислотой, а при достижении требований к чистоте может использоваться для пищевых целей. Поэтому происхождение CO₂ — важный, но не единственный критерий: решающими становятся очистка, контроль примесей и подтверждённое качество конечного продукта.

Опасен ли технический CO₂ для газирования воды?

Сам по себе диоксид углерода не становится «ядовитым» от того, что его называют техническим. Но использовать технический CO₂ для газирования питьевой воды без подтверждения его пригодности для пищевого применения нельзя: вместе с газом в воду могут попасть нежелательные примеси.

По ГОСТ 8050-85 CO₂ выпускается разных сортов; например, содержание самого диоксида углерода составляет не менее 99,8 % для высшего сорта и 99,5 % для первого. При этом важны не только проценты CO₂, но и содержание влаги, масел, механических примесей и других компонентов.

Для газирования воды используют CO₂, соответствующий требованиям к пищевому применению. В ТР ТС 029/2012 диоксид углерода указан как пищевая добавка E290 и разрешён для использования в пищевой продукции.

Поэтому простой ответ: технический CO₂ — не обязательно опасный, но для газирования воды нужен CO₂ с подтверждённым пищевым качеством. Здесь важна не надпись на баллоне, а фактический состав газа и документы на него.

Откуда берётся и как получают CO₂

Промышленную углекислоту обычно получают не из отдельного сырья, а выделяют из газовых потоков, где CO₂ уже образуется в значительной концентрации. ГОСТ 8050-85 прямо указывает среди источников отходящие газы производств аммиака и спиртов, а также специальные процессы сжигания топлива.

Основные источники — спиртовое брожение, производство аммиака и водорода, обжиг известняка и другие процессы сжигания углеродсодержащего топлива. Например, при разложении карбоната кальция: CaCO₃ → CaO + CO₂.

Дальше газ не просто «собирают»: его улавливают, очищают от примесей, осушают, сжимают и при необходимости сжижают. Поэтому качество готовой углекислоты определяется не только её источником, но и всей последующей подготовкой.

Часто спрашивают: из чего получить CO2; откуда берут co2; co₂ (углекислый газ) как делается; как получают в промышленности co2; как получить co2; как сделать co2; как сделать углекислый газ co

Где используют CO₂?

Диоксид углерода применяют там, где нужны газирование, защитная атмосфера, охлаждение, замораживание или огнетушащее действие. Основные отрасли — пищевая промышленность, сварочное производство, металлургия, литейное производство и системы пожаротушения.

В пищевой промышленности CO₂ используют для газирования воды, напитков и пива, упаковки продуктов в модифицированной атмосфере, охлаждения и замораживания. Из жидкой углекислоты также получают сухой лёд.

В сварке CO₂ служит защитным газом, предотвращая контакт сварочной зоны с окружающей атмосферой. В литейном производстве его используют для обработки и сушки форм, а в системах пожаротушения — как огнетушащее вещество.

Есть и менее очевидные применения — например, CO₂ используют в отдельных технологических процессах химической и других отраслей. Поэтому одна и та же углекислота может работать совершенно по-разному: от бутылки газированной воды до промышленной установки. Главное — подобрать необходимую форму, чистоту и оборудование под конкретную технологию.

Как поддерживается жидкое состояние CO₂ в ёмкости? Можно ли хранить жидкую CO₂ без охлаждения?

Жидкая углекислота сохраняется в ёмкости за счёт сочетания температуры и давления. Для CO₂ жидкая и газовая фазы находятся в равновесии: при повышении температуры растёт давление, при снижении — падает.

ГОСТ 8050-85 предусматривает два варианта жидкой двуокиси углерода: высокого давления — при температуре от 0 до 31,05 °C и давлении до 7,383 МПа, и низкотемпературную — при температурах до −56,5 °C и значительно меньшем давлении.

Поэтому хранить жидкую CO₂ без активного охлаждения в принципе можно — в герметичной ёмкости высокого давления, рассчитанной на соответствующие параметры. Но для стационарных углекислотных резервуаров обычно применяют низкотемпературный режим: теплоизоляция ограничивает поступление тепла, а рабочие параметры, например для типовых РДХ, составляют около 2,0 МПа и температуры порядка −20 °C.

Именно поэтому крупный резервуар для жидкой CO₂ — это не просто «толстый бак». Нужны теплоизоляция, газовая подушка для температурного расширения жидкости и система контроля давления; при длительном хранении без расхода может применяться холодильная установка для удержания давления.

Есть и жёсткий физический предел: выше 31,05 °C жидкая и газовая фазы CO₂ уже не существуют в равновесии, поскольку это критическая температура.

С какими газами можно хранить CO₂?

Если речь идёт о совместном хранении баллонов, CO₂ допускается размещать на одном газовом складе с другими негорючими газами, например азотом и аргоном, при соблюдении требований к организации хранения. При этом кислород и горючие газы требуют отдельного подхода: правила безопасности предусматривают их раздельное хранение в ряде случаев.

А вот смешивать CO₂ с другим газом в одной ёмкости при обычном хранении не следует. Товарная углекислота хранится как самостоятельный продукт, а состав газовой смеси задаётся уже конкретной технологией и её параметрами.

Для жидкого CO₂ в резервуаре вопрос ещё жёстче: это отдельный продукт с заданными давлением, температурой и составом, поэтому посторонний газ в ёмкости может изменить режим работы и качество продукта. Проще говоря, CO₂ лучше хранить как CO₂ — газовая химия не любит импровизацию.

Как получают пищевой CO₂ и из чего делают CO₂ для газирования воды?

Пищевой CO₂ не производят из какого-то специального «пищевого» сырья. Его улавливают из промышленных газовых потоков, где диоксид углерода образуется как побочный продукт. Основные источники — спиртовое брожение, производство аммиака и водорода и ряд других технологических процессов.

После улавливания CO₂ очищают от примесей, осушают, сжимают и переводят в жидкое состояние. Затем контролируют состав и показатели качества. Именно на этом этапе промышленный газ превращается в продукт, пригодный для пищевого применения.

Для газирования воды используют CO₂, соответствующий требованиям к пищевой продукции. Диоксид углерода разрешён в качестве пищевой добавки E290. Поэтому важен не столько сам источник CO₂, сколько чистота конечного продукта и контроль потенциальных примесей.

Упрощённо процесс выглядит так: источник CO₂ → улавливание → очистка → осушка → сжижение → контроль качества → подача на производство напитков.

Как добывают углекислый газ из воздуха криогенным способом?

Криогенное выделение CO₂ основано на глубоком охлаждении воздуха и использовании различий в температурах фазового перехода его компонентов. Но есть проблема: в атмосферном воздухе содержится всего около 0,04 % CO₂, поэтому напрямую отделять его из воздуха значительно сложнее, чем из технологического газа с высокой концентрацией углекислого газа.

Воздух сначала очищают от влаги и примесей, затем сжимают и охлаждают в теплообменном оборудовании. При дальнейшем охлаждении CO₂ концентрируется и при температуре около −78,5 °C переходит в твёрдое состояние — сухой лёд. Это позволяет отделять его от основных компонентов воздуха, после чего CO₂ извлекают, нагревают, очищают, сжимают и при необходимости сжижают. Температура сублимации CO₂ при нормальном давлении составляет −78,52 °C.

На практике криогенную технологию чаще применяют не для получения CO₂ непосредственно из атмосферного воздуха, а для очистки и разделения концентрированных потоков — например, от производства аммиака, этанола, водорода, цемента и других промышленных процессов. После предварительной очистки CO₂ можно дополнительно осушать, компримировать и отделять от азота и кислорода ректификацией.

Иными словами, технически получить CO₂ из воздуха можно, но «охладить воздух и собрать углекислоту» — слишком дорого для обычного промышленного производства. Криогенная схема становится гораздо интереснее, когда на входе уже есть поток с высокой концентрацией CO₂.

Как сжижают CO₂ в промышленности? Ожижение CO₂ методом дистилляции

Промышленное сжижение CO₂ — это не просто охлаждение газа. Сначала углекислоту очищают и осушают, затем сжимают и охлаждают. В современных установках для получения высокочистой жидкой CO₂ часто применяют ректификационную (дистилляционную) колонну: после предварительной подготовки газ поступает в колонну, где CO₂ отделяется от неконденсирующихся примесей.

В колонне за счёт различий в температурах кипения компонентов происходит их разделение. Инертные примеси, в частности азот и кислород, концентрируются в верхней части и выводятся из процесса, а жидкий CO₂ отбирается снизу колонны и направляется в резервуар хранения.

Типовая технологическая цепочка выглядит так: очистка → осушка → компримирование → охлаждение → ректификация → получение жидкой CO₂ → хранение под давлением. Конкретные стадии зависят от состава исходного газа и требуемой чистоты продукта. ГОСТ 8050-85 предусматривает получение жидкой двуокиси углерода из различных промышленных источников, включая отходящие газы производств аммиака и спиртов.

Дистилляция особенно важна, когда требуется высокая чистота CO₂, например для пищевого применения. В промышленных установках такой процесс позволяет одновременно очищать и сжижать углекислоту; современные комплексы могут выпускать жидкий CO₂ с чистотой 99,99 %.

Можно ли использовать сварочный CO₂ для газирования напитков?

Без подтверждения пищевого качества — нельзя. Сварочный CO₂ может иметь высокую концентрацию самого углекислого газа, но для газирования напитков важны не только процент CO₂, а также содержание и контроль примесей. ГОСТ 8050-85 распространяется и на CO₂ для сварки, и на CO₂ для производства газированных напитков, поэтому само назначение газа на этикетке ещё не определяет его пригодность для пищевого применения.

Для напитков используют CO₂, соответствующий требованиям пищевого применения (E290) и имеющий подтверждённые показатели качества. Поэтому ориентироваться на принцип «сварочный CO₂ почти чистый — значит, подойдёт» неправильно.

Химически это тот же CO₂, но требования к качеству разные. Для производства напитков важны именно происхождение продукта, очистка и контроль примесей, а не только чистота 99,5 или 99,8 %.

Существуют ли таблетки для газирования воды?

Да, существуют, но это не полноценная замена газированию питьевой воды пищевым CO₂. Шипучие таблетки содержат, как правило, гидрокарбонат и пищевую кислоту; при растворении они вступают в реакцию с выделением CO₂.

Так можно получить шипучий эффект в стакане воды, однако промышленная технология газирования работает иначе: CO₂ под давлением растворяется непосредственно в охлаждённой воде, после чего напиток разливается в герметичную упаковку. 

Поэтому для производства газированной воды таблетки практически не рассматриваются как альтернатива пищевой жидкой или газообразной CO₂: у них другой принцип получения газа и другой технологический процесс.