Trockeneis: Herstellung, Einsatz und Preise

sublimierende Pellets aus Trockeneis

Bei Trockeneis handelt es sich um einen kalten Feststoff, der aus Kohlenstoffdioxid besteht. Er sublimiert beim Auftauen, geht also direkt vom festen in den gasförmigen Aggregatzustand über. Durch diese besondere Eigenschaft kommt Trockeneis heute in unterschiedlichsten Bereichen zum Einsatz. So zum Beispiel immer dann, wenn Gegenstände oder Prozesse zu kühlen sind, die nicht mit Wasser in Berührung kommen dürfen. Flüssiggas1.de erklärt, wie Trockeneis entsteht, wann es zur Anwendung kommt und wie Verbraucher das Material kaufen oder sogar selbst herstellen können.

Die Themen im Überblick:

Trockeneis: Was ist das eigentlich?

Wie einleitend beschrieben, handelt es sich bei dem Feststoff um nichts anderes, als gefrorenes Kohlenstoffdioxid (CO2). Das Eis entsteht bei Temperaturen von weniger als -78,48 Grad Celsius, ist weiß und geruchslos. Beim Auftauen sublimiert Trockeneis. Das heißt: Steigt die Temperatur an, wird der Stoff anders als konventionelles Eis nicht flüssig, sondern direkt gasförmig. Während das passiert, dehnt sich Kohlenstoffdioxid auf das 760-Fache seines Volumens aus. Da das Gas an die Umgebung entweicht, entsteht keine Feuchtigkeit. Beim Auftauen bleibt also nichts übrig. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die wichtigsten Eigenschaften des besonderen Materials.

Kennwert Eigenschaft
Bestandteile von Trockeneis Kohlenstoffdioxid (CO2)
Temperatur bei Normaldruck (1,013 bar) – 78,48 °C
Gewicht (gefroren und gepresst) ca. 1.500 kg pro m³
Gewicht (gasförmiges CO2) ca. 1,98 kg pro m³ (bei 0 °C und 1,013 bar)
Kälteleistung 640 kJ/kg bei Erwärmung von -78,48 °C auf 0 °C
Tripelpunkt (alle Aggregatzustände liegen gleichzeitig vor) – 56,57 °C (216,58 K) und 5,185 bar
Kritischer Punkt (kein Dichteunterschied zwischen gasförmiger und flüssiger Phase) 30,98 °C (304,13 K) und 73,75 bar.
Kennzeichnende Eigenschaften – ohne Geruch und Geschmack

– Bakterienhemmend

– ungiftig

– nicht brennbar

– reaktionsträge (inert)

Einsatzbereiche Industrie, Medizin, Elektrotechnik, Bau und Sanierung, Veranstaltungstechnik

 

Das wichtigste zusammengefasst: Trockeneis lässt sich unter Normaldruck auf nicht mehr als – 78,48 Grad Celsius erwärmen. Es geht beim Auftauen direkt in die gasförmige Phase über (Sublimation) und lässt keine flüssigen oder festen Reste übrig. Ferner ist die Kälteleistung etwa dreimal höher als bei herkömmlichem Eis. Das heißt: Beim Erwärmen nimmt der Stoff deutlich mehr Energie aus seiner Umgebung auf, als schmelzendes Eis.

Wie lange hält sich das Trockeneis?

Wie lange das Eis im festen Aggregatzustand bleibt, hängt vor allem von der Art der Lagerung ab. In dämmenden Styroporboxen lässt sich Trockeneis dabei bis zu 72 Stunden bevorraten. Sind die Lagerbehälter schlechter gedämmt, sublimiert das Eis schneller. Das Gleiche gilt natürlich auch dann, wenn der Feststoff an der freien Luft lagert. Wichtig zu wissen ist, dass die Kälteleistung nach einiger Zeit abnimmt, weshalb das Material dann weniger zur Kühlung geeignet ist. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die Haltbarkeit des besonderen Eises in speziellen Styropor-Packboxen.

  Kleine Styroporbox Mittlere Styroporbox Große Styroporbox
Trockeneis Versandgewicht 6,5 kg 12,5 kg 30 kg
24 Stunden nach Versand ca. 5 kg ca. 10,5 kg ca. 26 kg
48 Stunden nach Versand ca. 2 kg ca. 6,5 kg ca. 20 kg
72 Stunden nach Versand ca. 3 kg ca. 14 kg
96 Stunden nach Versand ca. 7 kg

 

Wichtig zu wissen: Wie lange das Eis hält, hängt neben der Packungsgröße auch von den Umgebungstemperaturen ab. Je höher diese sind, umso schneller sublimiert das Trockeneis in den Lager- und Transportbehältern. Den Angaben in der Tabelle liegt eine Außentemperatur von 20 Grad Celsius zugrunde. Durch die Lagerung in Tiefkühlhäusern (-18 Grad Celsius) lässt sich die Haltbarkeit um etwa 30 Prozent verlängern.

Trockeneis lagern: Darauf kommt es an

Wie bereits beschrieben, lässt sich das besondere Eis am besten in starken Styroporboxen lagern. Um den Sublimationsvorgang zu verlangsamen, können Nutzer den freien Luftraum darin auch mit zerknülltem Papier auffüllen. Neben den Styroporboxen sind zur Trockeneis-Lagerung auch konventionelle Kühlboxen geeignet. Wichtig ist, dass die Behälter nicht verschlossen sind. Denn der steigende Druck der beim Auftauen entstehenden Gase könnte die Lagerbehälter platzen lassen. Abzuraten ist darüber hinaus auch von der Aufbewahrung in Kühl- und Gefriertruhen. Denn diese sind dicht und können mit den besonders tiefen Temperaturen nicht richtig umgehen. Mögliche Folgen sind Schäden an den Thermostaten.

Wichtig zu wissen: Bei der Sublimation entsteht CO2. Das Gas ist schwerer als Sauerstoff. Es lagert sich am Boden ab und kann den Sauerstoff aus der Atemluft verdrängen. Um das zu verhindern und riskante Situationen auszuschließen, ist Trockeneis in Räumen über der Erdgleiche zu lagern.

Risiken und Gefahren im Überblick

Grundsätzlich handelt es sich bei Trockeneis um einen Stoff, der in der Handhabung relativ sicher ist. Trotz dessen gehen vom tiefkalten Eis gefahren aus. So kann es beim Kontakt mit der Haut zu schweren Kälteverbrennungen kommen, die sich kegelartig von außen nach innen fortsetzen. Berühren Personen den Stoff, stoppt die Verdampfungsreaktion. Das Eis bleibt kleben und lässt das Gewebe in seiner Umgebung schnell absterben. Um schwerwiegende Folgen zu vermeiden, müssen Betroffene den Feststoff im Ernstfall schnellstmöglich von der Haut abreißen. Vorbeugend helfen Arbeitshandschuhe und Schutzbrillen. Letztere kommen vor allem dann zum Einsatz, wenn Nutzer das Trockeneis zerkleinern möchten.

Darüber hinaus gehen von Trockeneis weitere Gefahren aus: So entsteht beim Auftauen CO2, das direkt in die Umgebungsluft entweicht. Bei der Arbeit in schlecht gelüfteten Innenräumen könnte das Gas den Sauerstoff verdrängen und sogar erstickend wirken. Riskant ist, dass betroffene Personen langsam das Bewusstsein verlieren und das Ersticken selbst kaum mitbekommen. In fest verschlossenen Behältern (nicht erlaubt) baut sich beim Auftauen ein hoher Gasdruck auf, der die Lagerbehälter zum Platzen bringen kann.

Da das Material teilweise gesundheitsgefährdende Stabilisatoren enthalten kann, darf es nicht ohne Weiteres zur Kühlung in Getränken verwendet werden. Außerdem ist es lebensgefährlich, Trockeneis zu verschlucken.

Was ist bei der Entsorgung zu beachten?

Die Entsorgung funktioniert am besten auf eine ganz natürliche Art und Weise: Dabei stellen Verbraucher den geöffneten Lagerbehälter einfach in einem gut belüfteten Raum (am besten unter freiem Himmel) auf und lassen das Trockeneis sublimieren. Das entstehende CO2 entweicht und Reststoffe bleiben nicht übrig. Wichtig ist jedoch, dass sich keine Unbefugten dem Lagerbehälter nähern. Diese könnten sich beim Berühren, Verschlucken oder beim Einatmen der Gase verletzen.

Verschiedene Einsatzbereiche von Trockeneis

Durch seine hohe Kühlleistung und die besondere Eigenschaft, ohne feste oder flüssige Überreste aufzutauen, kommt das Eis heute in vielen Bereichen zum Einsatz. So zum Beispiel in der Medizin, der Elektrotechnik oder sogar am Bau.

Einsatz des besonderen Materials in der Industrie

Eine typische Verwendung von Trockeneis ist das Kühlen von Prozessen oder Gegenständen. So nutzen Techniker das Material im Rennsport, um die Motoren der Fahrzeuge herunter zu kühlen. In der Elektrotechnik sorgt das Eis für niedrige Temperaturen an Prozessoren, wenn diese zur Leistungssteigerung übertaktet werden. Der Vorteil in beiden Bereichen: Es bildet sich keine Feuchtigkeit, die Metallen schaden oder elektrische Energie leiten könnte.

Interessant ist Trockeneis aber auch in der Haustechnik. So nutzen Installateure das kalte Material, um Wasser in Rohren einzufrieren. Anschließend können sie Leitungsabschnitte bearbeiten, ohne das gesamte Wasser aus dem System ablassen zu müssen.

Am Haus oder im Maschinenbau kommt das Material darüber hinaus auch bei der Reinigung zum Einsatz. So beschießen Experten verschiedene Oberflächen beim Trockeneisstrahlen mit dem Stoff. Fette, Farben oder Verschmutzungen gefrieren dabei. Sie verspröden und platzen ab. Da keine Feuchtigkeit übrig bleibt, lassen sich Maschinen (zum Beispiel große Druckmaschinen) auf diese Weise ganz ohne Demontage reinigen. Das spart viel Zeit und ist daher auch kosteneffizient.

Medizinische Anwendungen von Trockeneis

Typische Anwendungsgebiete des besonderen Materials finden sich auch in der Medizin. So lassen sich Warzen bereits mit sehr kleinen Mengen Trockeneis vereisen und entfernen. Zahnärzte nutzen den Stoff außerdem auch zum Sensibilitätstest. Spüren Patienten einen reizüberdauernden Schmerz, könnte das ein Anzeichen für Erkrankungen sein. Oft ist dann eine Wurzelbehandlung vonnöten.

Auch Eventveranstalter setzen auf das Material

Nicht zuletzt machen sich auch Eventveranstalter die Eigenschaften des außergewöhnlichen Materials zunutze. So entsteht ein am Boden bleibender Nebel, wenn heißes Wasser über das Trockeneis fließt. Ferner hilft der Stoff dabei, das Abschmelzen von Eisskulpturen zu verlangsamen.

Trockeneis kaufen: Preise und Bezugsquellen

Wer Trockeneis kaufen möchte, kann aus verschiedenen Lieferformen wählen. So gibt es neben Blöcken und Scheiben auch Pellets und Nuggets in unterschiedlichen Größen. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über typische Lieferformen und übliche Preise.

Lieferformen Größe Einsatz Preise (inkl. MwSt.)
Blöcke 150 x 150 x 150 mm á 5 kg Kühlung, Trockeneisstrahlen, Veranstaltungen 3 bis 5 Euro pro Kilogramm
Scheiben 150 x 150 x 30 mm á 1 kg Labortechnik, Kühlung, Trockeneisstrahlen, Veranstaltungen 3 bis 5 Euro pro Kilogramm
Nuggets ca. 16 mm Kühlung, Trockeneisstrahlen, Veranstaltungen 2 bis 5 Euro pro Kilogramm
Pellets ca. 3,0 mm Kühlung, Trockeneisstrahlen, Veranstaltungen 2 bis 6 Euro pro Kilogramm
Micropellets ca. 1,5 mm Sonderanwendungen im Industrie- und Gewerbebereich 2 bis 6 Euro pro Kilogramm

 

Wichtig zu wissen ist, dass die Preise in aller Regel von der Liefermenge abhängen. Die Kosten pro Kilogramm sinken dabei mit zunehmender Liefermenge. Während spezielle Cryoboxen (Transportboxen aus Styropor) meist im Endpreis enthalten sind, können Versandkosten hinzukommen.

Fertig verpackte Nuggets in Cryobags

Vor allem in der Lebensmittel- und Verpackungsindustrie setzen viele Hersteller auf das Eis, um ihre Waren im Versand zu kühlen. Speziell für diese Bereiche bieten Anbieter auch sogenannte Cryobags an. Dabei handelt es sich um perforierte Verpackungen, die eine bestimmte Menge Trockeneis enthalten. Üblich sind Verpackungsgrößen von 220 mal 230 Millimetern mit einem Einzelgewicht von etwa 800 Gramm. Der Preis für die Cryobags liegt je nach Liefermenge zwischen 3 und 6 Euro pro Kilogramm. Käufer haben hier den Vorteil, dass sie selbst nicht in Berührung mit dem Eis kommen. Das sorgt für schnellere Abläufe bei Produktion und Verpackung. Außerdem schützen die fertig abgepackten Beutel besser vor Kälteverbrennungen.

Für Lebensmittel geeignetes Trockeneis

Wer Eis kaufen möchte, um Lebensmittel oder Getränke zu kühlen, muss darauf achten, dass dieses auch für Lebensmittel geeignet ist. Das CO2 erreicht dabei eine Reinheit von 99,99 Prozent und ist frei von Zusatz- oder Hilfsstoffen. Speziell für Veranstaltungen haben einige Anbieter dabei auch Getränkekühler im Einsatz. Diese bestehen aus einem Kunststoffkäfig, der Trockeneisnuggets enthält. Der Käfig schützt vor Verbrennungen und stellt sicher, dass Kunden das Eis nicht verschlucken. Auch hier darf nur für Lebensmittel geeignetes Trockeneis aus reinem CO2 zum Einsatz kommen. Die Getränkekühler sind für Flüssigkeiten ohne Kohlensäure geeignet und sorgen 3 bis 4 Minuten für einen außergewöhnlichen Nebeleffekt. Die Preise liegen zwischen 1 und 2 Euro pro Stück und sinken auch hier mit steigender Bestellmenge.

Verschiedene Bezugsquellen für Flüssiggas

Während Nutzer Trockeneispellets, -scheiben oder -blöcke bei spezialisierten Gas- und Trockeneisanbietern aus der eigenen Region kaufen können, ist heute auch die Bestellung bei Onlinehändlern möglich. Diese haben sich auf einen sicheren Versand über Paketdienste spezialisiert und liefern die frisch produzierte Ware in der Regel innerhalb von 24 Stunden aus. Da das Eis auch bei der Lieferung sublimiert und mit der Zeit weniger wird, packen viele Anbieter mehr Trockeneis in die Transportboxen. Nur so lässt sich sicherstellen, dass Verbrauchern die bestellte Liefermenge auch tatsächlich zur Verfügung steht.

Übrigens: Viele Anbieter liefern das Eis von Montag bis Freitag aus. Wer bereits am Montag eine Lieferung erhalten möchte, muss daher in der Regel mit höheren Sublimationsverlusten rechnen und mehr Trockeneis bestellen. Eine Alternative ist der Einkauf bei Spezialhändlern aus der eigenen Region.

Trockeneis herstellen: So funktioniert es

Zur Herstellung des besonderen Eises kommt lediglich unter Druck verflüssigtes Kohlenstoffdioxid zum Einsatz. Dieses wird in speziellen Maschinen schlagartig entspannt. Während das passiert, nimmt das Gas Energie aus seiner Umgebung auf. Noch nicht entspanntes Kohlenstoffdioxid kühlt sich stark ab und resublimiert – es geht vom gasförmigen in den festen Aggregatzustand über. Der Eisschnee lässt sich anschließend verdichten und in verschiedene Formen bringen. Üblich sind dabei Blöcke, Scheiben, Nuggets oder Pellets.

Herstellung in Industrie und Gewerbe

Viele Betriebe haben einen großen Trockeneisbedarf. So zum Beispiel Firmen, die sich auf das professionelle Trockeneisstrahlen von Gebäuden, Fahrzeugen oder Maschinen spezialisiert haben. Hier kann es sich lohnen, das Eis einfach selbst herzustellen. Nötig sind dazu lediglich spezielle CO2-Tanks sowie sogenannte Pelletizer. Letztere sind an den Gastank angeschlossen. Sie lassen Kohlendioxid verdampfen und verdichten den entstandenen Eisschnee anschließend zu einer festen Masse. Diese wird dann durch eine Extruderplatte gepresst, wobei feine Trockeneispellets entstehen.

Zuhause Trockeneis selbst herstellen

Theoretisch können Verbraucher das Eis auch im eigenen Zuhause herstellen. Nötig ist dabei eine CO2-Gasflasche. Dreht man diese auf den Kopf, strömt nach dem Öffnen des Ventils verflüssigtes Kohlendioxid aus. Auch hier entzieht verdampfendes Gas dem übrigen CO2 Energie, sodass es schlagartig resublimiert (von der gasförmigen in die feste Phase übergeht).

Wichtig: Wer selbst Trockeneis herstellen möchte, sollte nicht auf geeignete Schutzkleidung verzichten. Dazu gehören dicke Arbeitshandschuhe, eine Schutzbrille, lange Kleidung und feste Schuhe. Aber auch mit der empfohlenen Sicherheitsausrüstung ist es nicht ungefährlich, Trockeneis selbst herzustellen. Wir empfehlen Verbrauchern daher, das Eis im Fachhandel zu kaufen. Die Preise sind in der Regel gering.

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