Bei Temperaturen zwischen minus 56,6 °C und 31,1°C und einem Druck von über 5,2 bar verflüssigt sich Kohlendioxid und geht vom gasförmigen in den flüssigen Aggregatzustand über. So ist CO2 im Gegensatz zu vielen anderen technischen Gasen in Druckgasflaschen flüssig und der Flascheninhalt wird daher in kg anstelle von Liter angegeben und gemessen. Der Gasflaschendruck ist bei Kohlendioxid ausschließlich von der Temperatur abhängig und beträgt bei 20 °C, unabhängig vom Füllstand, etwa 57 bar. Um herauszufinden, wie voll eine CO2-Gasflasche ist, ist das Wiegen der Gasflasche daher die einzige sichere Option.
Um das Gewicht und damit die Restmenge Kohlendioxid in ihrer CO2-Flasche zu bestimmen, gehen Sie am besten wie folgt vor:
CO2-Gasflasche Gewichtsbestimmung:
So ermitteln Sie den CO2-Füllstand ihrer Kohlendioxid Gasflasche, Schritt für Schritt:
01
Auf der Flaschenschulter sind verschiedene Prägungen u.a. das Wort “Tara” und eine Zahl. Diese Zahl steht für das Eigengewicht der Flasche, z.B. 18 kg. Außerdem befindet sich am Ventil ein weißes Plastikschild auf dem das Gewicht der Flasche inklusive des Gewichts des Ventils genannt wird, z.B. 18,5 kg.
02
Das Gewicht von weiteren Anschlüssen bzw. Verbindungsstücken muss noch addiert werden, z.B. 0,5 kg, um das Leergewicht zu ermitteln: 18,5 kg + 0,5 kg = 19 kg
03
Das Leergewicht der CO2-Gasflasche, inklusive Ventilen und Anschlüssen, beträgt in diesem Beispiel also 19 kg.
04
Nun addieren Sie noch das Gewicht der Füllung, z.B. 10 kg CO2.
Das Gesamtgewicht der vollen CO2 Flasche beträgt damit also 19 kg + 10 kg = 29 kg
Je näher das Gesamtgewicht von Flasche, Ventil, Anschluss und Füllung am Leergewicht – in unserem Beispiel 19 kg – ist, desto weniger Inhalt befindet sich darin.
05
Wiegt ihre CO2-Flasche zum Beispiel noch 24 kg, beträgt ihr Restinhalt CO2 in diesem Beispiel noch 5 kg. Sie ist demnach noch gut zur Hälfte gefüllt, oder halbvoll.
Gesamtgewicht CO2 Flasche = (Gewicht Gasflasche + Anschlüsse) + CO2 Füllung
Die Entnahme von gasförmigem CO2 aus der Gasflasche
Bei 20°C beträgt der Druck in einer CO2-Gasflasche 57 bar, CO2 liegt daher in flüssiger Form in der Gasflasche vor. Wird CO2 mit Hilfe eines Druckminderers aus der Gasflasche mit weniger als 5,2 bar entnommen, erhält man gasförmiges CO2.
Die CO2-Flasche muss bei der Entnahme aufrecht stehen, da ansonsten flüssiges CO2 ausströmen würde. In diesem Fall besteht die Gefahr, dass das flüssige CO2 zu Trockeneis erstarrt und das Ventil verstopft. Beim Übergang von flüssiger in die gasförmige Phase entzieht das CO2 beim Verdampfen seiner unmittelbaren Umgebung Wärmeenergie.
Dreht man eine CO2-Gasflasche einfach auf, wird die Gasflasche, aber auch das Ventil, durch die Abkühlung innerhalb kurzer Zeit vereisen. Werden größere Mengen CO2 benötigt, betreibt man üblicherweise mehrere Gasflaschen parallel, um die Entnahmemenge genau zu dosieren.
Erwärmung der CO2 Gasflasche möglich, aber nicht empfohlen
Eine Erwärmung der Gasflaschen mit warmen Wasser ist prinzipiell möglich, das Wasser sollte allerdings nicht wärmer als 50 °C sein. Die Gasflaschen sollten auf keinen Fall mit offenen Flammen oder sonstigen, sehr heißen Gegenständen erwärmt werden! Hier besteht Explosionsgefahr, durch den plötzlichen Temperaturanstieg erhöht sich der Druck und die Gasflaschen können bersten. Bevor man versucht, die Entnahmeleistung durch Erwärmung der Gasflasche zu steigern, sollte man lieber mehrere CO2-Flaschen verwenden.
Gefahren im Umgang mit gasförmigen CO2
- Gasförmiges Kohlendioxid verdrängt den Luftsauerstoff in der Umgebung und wirkt bei Einatmung zusätzlich narkotisierend. Es sollte nur in ausreichend belüfteten Räumen verwendet werden, am besten zusätzlich mit einer CO2-Überwachung ausgestattet.
- Aufgrund seiner Dichte sammelt sich das Gas in Bodennähe, besondere Vorsicht ist daher in Räumen unterhalb der Erdgleiche geboten (zum Beispiel Kellerräumen). CO2 darf dort üblicherweise weder gelagert noch verwendet werden!
Die Entnahme von flüssigem CO2 aus der Steigrohrflasche
Soll CO2 flüssig entnommen werden, werden Steigrohrflaschen genutzt. Diese haben im Inneren ein Steig- bzw. Tauchrohr mit dessen Hilfe CO2 vom Flaschenboden entnommen wird.
Bei der Entnahme von flüssigen CO2 aus einer Steigrohrflasche muss diese aufrecht stehen. Steigrohrflaschen sind immer als solche gekennzeichnet, häufig mit einer eindeutigen Markierung am Flaschenkörper (häufig ein Etikett auf dem “Tauchrohr” steht) und einem Pfeilsymbol am Ventil. Sie sind vom Hersteller oder Abfüller so offensichtlich zu markieren, dass der Anwender sehen muss, dass es sich bei der vorliegenden CO2-Flasche um eine Steigrohr- oder Tauchrohrflasche handelt.
Flüssiges CO2 wird mit vollem Druck entnommen
Bei Steigrohrflaschen können keine Druckminderer genutzt werden, weil sich das flüssige CO2 bei der Entspannung in Trockeneisschnee verwandeln und so den Druckminderer blockieren würde.
Das bedeutet, dass flüssiges CO2 mit vollem Druck aus der Gasflasche entnommen wird. Entnahmeeinheiten müssen daher entsprechend ausgelegt und für die flüssige Entnahme geeignet sein. So ist zum Beispiel der direkte Anschluss einer Steigrohrflasche an Getränkesysteme üblicherweise nicht möglich, da der Entnahmedruck einfach zu hoch ist.
Flüssiges CO2 wird erst zu Trockeneis, dann zu Gas
Wird flüssiges CO2 aus der Gasflasche entnommen, entspannt es sich schlagartig und erstarrt (bei normalen Umgebungsdruck) sofort zu Trockeneisschnee. Trockeneis sublimiert bei -78,48 °C, das heißt es geht bei höheren Temperaturen direkt in den gasförmigen Zustand über und schmilzt nicht. Die direkte Entnahme von flüssigem CO2 dient daher meistens der Herstellung von Trockeneis, beziehungsweise Trockeneisschnee, andernfalls wird das flüssige Gas verdampft.
Besonderheiten und Vorsichtsmaßnahmen im Umgang mit flüssigen CO2
- Ein Kilogramm flüssiges CO2 verdampft bei Atmosphärendruck zu mehr als 500 Liter gasförmigen CO2. Das kann bei einem unkontrollierten Austritt die CO2-Konzentration in der Umgebungsluft schlagartig erhöhen und gesundheitsschädliche Folgen haben.
- Aufgrund der niedrigen Trockeneis-Temperaturen besteht im Umgang mit festem CO2 die Gefahr von schweren Kälteverbrennungen, daher sollte immer geeignete Schutzkleidung in Form von Schutzhandschuhen und Schutzbrillen getragen werden!
