드라이아이스는 어떻게 만들어 지나요?

Question

아이스크림을 포장할 때, 녹는 것을 방지하기 위해서 드라이아이스를 흔히 함께 넣어서 포장해주는데요.

이러한 드라이아이스는 어떻게 만들어 지나요?

Answer 1

안녕하세요.

드라이아이스(固體二酸化炭素, solid CO₂)는 고체 이산화탄소(二酸化炭素, CO₂)로, 일반적인 온도와 압력에서 기체로 존재하는 이산화탄소를 낮은 온도와 높은 압력을 이용해 고체로 변환한 것입니다. 드라이아이스는 기체에서 고체로 변할 때 액체 상태를 거치지 않고 직접 고체화되기 때문에 특유의 승화(昇華, sublimation)특성을 보입니다. 이는 드라이아이스가 녹는 대신 바로 기체로 변하면서 주위 온도를 급격하게 낮추는데 사용되는 중요한 냉각제의 역할을 합니다.
드라이아이스 제조는 기본적으로 두 단계로 이루어집니다. 첫 번째 단계는 이산화탄소 기체를 압축하여 액화시키는 과정입니다. 이때 약 20기압 이상의 압력을 가해 기체 상태의 이산화탄소를 액체로 만듭니다. 압축된 액체 이산화탄소의 온도는 약 -20°C 정도로 유지됩니다. 두 번째 단계는 이 액체 이산화탄소를 갑작스럽게 압력을 낮추어 팽창시키는 것입니다. 이 과정에서 이산화탄소는 열을 빠르게 잃고, 고체와 기체가 동시에 형성됩니다. 생성된 고체 이산화탄소는 눈 형태의 입자로 나타나며, 이를 압축해 블록이나 펠릿 형태의 드라이아이스로 가공합니다.
화학적으로 드라이아이스는 물(H₂O)처럼 액체에서 고체로 변하는 것이 아니라, 기체에서 바로 고체로 변하는 것이 특징입니다. 이는 승화라는 물리적 과정으로 설명되며, 드라이아이스는 -78.5°C에서 승화합니다. 이러한 특성 덕분에 드라이아이스는 물처럼 녹아 액체가 남지 않고, 기체로 변하면서도 주변 환경을 빠르게 냉각할 수 있어, 냉동 식품이나 아이스크림의 포장에 자주 사용됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 이원영 전문가입니다.

드라이 아이스를 만드는 과정입니다.

이산화 탄소를 추출합니다.

추출된 이산화탄소 가스는 매우 높은 압력으로 압축되고 냉각됩니다. 이 단계에서 이산화탄소는 액체 상태로 변합니다.

액체 상태의 이산화탄소를 갑자기 압력을 낮추고 대기압으로 방출하면 이산화탄소가 급속히 기화되면서 온도가 크게 떨어집니다. 이 과정에서 일부 이산화탄소가 고체 상태로 변해 눈과 같은 미세한 입자 형태가 됩니다.

고체 이산화탄소 입자를 모아 압축하여 원하는 형태로 성형합니다. 보통 드라이아이스는 블록, 펠릿 또는 작은 조각 형태로 만들어집니다.