ドライアイス

ドライアイスとは

ドライアイスとは、炭酸ガスを固化成型した、固形二酸化炭素の商品名で、（1925年に工業的大量生産に成功した、アメリカのドライアイス・コーポレーションの商品名）－78.9℃の純白大理石のような固体のことです。

我が国では、1928年同社から製造販売権を得て、日本ドライアイス株式会社（後の昭和炭酸株式会社）が設立され、製造販売が開始されました。当社は昭和炭酸株式会社の直販会社：昭炭商事株式会社（現：株式会社レゾナック・ガスポロダクツ）と、代理店契約を締結しております。

ドライアイスの特徴

ドライアイスの冷却力は0℃の場合1kgに付き152kcalで、氷(80kcal)の約1.9倍の能力があります。また固体から直接気体の炭酸ガスになることから、氷のように冷却物を水で濡らすことがありません。また表面温度が－78.9℃で、アイスクリームや、冷凍食品などの低温保管保存に最適な寒剤です。

ドライアイスの欠点は極低温であるため短時間で昇華（個体から液体を経ず気体になる）します。昇華時の発生ガス量は0℃の場合で、もとの体積の約750倍、1kgのドライアイスで約0.5m3のガスが発生し、密閉容器の場合のガス圧は70kg以上に達しますので、耐圧容器でない場合は破裂し非常に危険です。

しかし通常は（密閉容器でなければ）、炭酸ガスはガムテープやポリ袋のシール、冷蔵庫のパッキンの隙間等からガス圧で自然に抜けていきますので、怖がる必要はありません。

ドライアイスの用途

食品輸送：冷凍食品の輸送に最適です。長時間の冷却を保ちつつ、品質を維持します。
イベントやパーティー：ドリンクや食品を冷やすだけでなく、煙効果を用いた演出にも使用できます。
医療分野：医薬品や臓器の輸送にも利用され、安定した低温状態を保つことができます。
科学実験：低温環境が必要な実験や、教育用のデモンストレーションにも使用されます。

ドライアイスは何時間もつか

ドライアイスは左図のような昇華曲線をたどります。裸の方がとけやすいですが、急速に冷却することが可能です。ドライアイスのカットの仕方、包装の仕方等で昇華速度を目的の時間に調節することが必要です。
過大包装は保冷効果を妨げ、過小包装では途中で昇華し切ってしまい、徐々に外気温に近づくため、保冷効果は持続しません。
保冷効果を長時間持続させたいなら、保冷剤との併用が効果的です。保冷材の冷却能力はドライアイスの半分ほどですが、気体にならない分、冷却効果は持続します。ただし氷点下以下ではないため、アイスクリームなどの保存には適していません。

ドライアイスの大きさ

ドライアイスのサイズは工場の規格により異なりますが、およそ25cm×25cm×25cm～26cm、25kg前後の立方体です。しかし出来た段階から既に昇華が始まり、徐々に丸く痩せていきます。－80℃の極低温冷凍庫でも扉の開閉ごとに外気が侵入するため出来たそのままの形状を保つことはできません。
10kgのドライアイスはおよそ25cm×12cm×20cmです。
1kgカットのドライアイスは25cmを半分のブロック12kg前後にし、倒して2cm前後にカットします。およそ25cm×12cm×2cmです。　　　
時間を経たドライアイスは昇華して密度が低下し丸くなっているためサイズが異なりますのでご理解ください。

ドライアイスの必要重量の目安

ドライアイスの必要量

A＝保冷箱の内壁面積（㎡）
Hr＝輸送時間
℃＝温度差（外気温－保冷温度）
K＝熱貫流率（熱伝導率÷厚み）

故障したプレハブ冷蔵庫・保冷車・コンテナでのドライアイスの必要量

故障したプレハブ冷蔵庫等の場合は上記のドライアイスの必要量以外にも冷蔵庫内の空気を冷却するドライアイスが必要になります。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1気圧の空気1立米を1度下降させるに必要な熱量は　1000[L]／22.4[L/mol]×28.966[g/mol]≒1293[g]　空気の定圧比熱は、1.006[J/gK]　1ｍ3の空気を1℃下降させるのに必要な熱量は1.006[J/gK]×1293[g]×1[K]／4.184[J/cal]≒311[cal]　　

計算式ではかなりな重量が必要となるため、温度にシビアな物品でなければ、ドライアイスの必要量で計算したドライアイスを保冷する物品の上に等間隔に並べ、保冷シートまたはブルーシートで被うことをお勧めします。

ドライアイスが昇華し炭酸ガスが充満したプレハブ冷蔵庫等での内部作業は、酸欠のため非常に危険ですから、必ず扉を開けて行ってください。

＊＊　計算式はあくまで参考資料に基づいています。詳しくはメーカー、専門家にお問い合わせください。　　　　　　　　　　　　　　　　

白雲演出(イベント・煙効果)

スモーク（白雲）は約80℃の湯に1kg投入して70分程発生します。発生時間、スモークの濃度はドライアイスの砕き方、大きさ、湯温により左右されます。ぬるいお湯、常温水ではドライアイスに接する水が凍結して、氷の幕がドライアイスを包むことから、スモークの発生を妨げ、連続的な発生は望めません。
持続的なスモークの発生が必要な場合は高温且つ多量な湯、または追い湯、湯の交換が必要です。また、スモークは容器全体から噴きこぼれるように発生し、周囲に拡散するため、望む方向へのみ流すためには、工夫や装置が必要となります。

ドライアイス取扱注意事項

＊＊ご購入前に必ずお読みください＊＊

ドライアイスは極低温であるため短時間で昇華（個体から液体を経ず気体になる）します。昇華時の発生ガス量は0℃の場合で、もとの体積の約750倍、1kgのドライアイスで約0.5m3のガスが発生し、密閉容器の場合のガス圧は70kg以上に達しますので、耐圧容器でない場合は破裂し非常に危険です。
密閉容器の場合、シャンパンのように蓋、栓と内容物を吹き飛ばすか、容器自体を破裂させます。ロケット形に細工したペットボトルに水とドライアイスの欠片、またはドライアイスの欠片のみを入れて飛ばすロケット発射実験が一時流行りましたが、発射が遅いため覗き込んだ生徒の目を直撃し大怪我を負わせた事例が報告されています。
また危険を感じたら蓋を外せばよいと軽く考える事も危険です。手遅れになる可能性が高く絶対やめてください。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　特にネジの切ってある蓋は非常に危険です。
通常の気圧では片手で簡単に開きますが、ガス圧がかかるとロックが掛かり両手でも開かなくなります。
手間取っているうちに破裂し、大怪我を負った事例が報告されています。
実験等は必ず詳しい指導者の元で行って下さい。
また取り扱いは軍手や手袋、鍋つかみを利用し、割って使う場合は1kgスライスを選び、飛び散らないよう布か紙で覆い、破片が眼に入らないよう注意して下さい。ガス圧等で容器の破損等の可能性もありますので、保護メガネ、ゴーグルの着用をお勧めします。
炭酸ガスは空気より重いため下に溜まりやすく密室、地下室では酸欠の危険があるため利用を禁止して下さい。車で運ぶ場合はトランクに収納し、子供の手の届くところに置いてはいけません。どうしても車内に持ち込まなければならない時は、クラ－ボックス、発泡スチロール容器、段ボール箱などに入れ、ドアを肩あたりまで開けて運転してください。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　長時間運転しなければならない時は、途中で休憩し、ドアを全開し空気を入れ替えてください。