ドライアイスは冷たいのにどうして火傷するの? 凍傷のこと?

ドライアイス知っているよね。素手で触ると火傷しますね。どうしてなるのかを詳しく紹介します。

ドライアイスは、二酸化炭素というガスを冷やして凍らせて作ったものです。およそマイナス50度までひやして、氷のような固まりにするのです。</h2>
そのために、ドライアイスを直接手で持つと、皮膚や肉が急にひやされ、そこが、凍り付いてしまうのです。そして、そのような凍りついたままの状態が長く続くと、凍傷になります。この凍傷のことを、火傷とよぶことがあるのです。
したがって、この火傷は、熱くてできた火傷とは別のものです。傷のようすが、熱くてできた火傷と似ていたために、火傷と呼んだのでしょう。ドライアイスを触るときは必ず手袋をしましょう。

ドライアイス(dry ice)は、固体二酸化炭素の商品名である。

生鮮食品の冷温保管・輸送などに用いられる。固形炭酸、固体炭酸とも言う。

製造方法と日本での需給

ドライアイスは以下のような工程で製造される。
1. 製油所の精製過程、アンモニアの製造過程、ビール工場等の発酵過程などで出る、副産物としての気体の二酸化炭素(炭酸ガス)を用意し、洗浄塔で精製する。
2. その気体の二酸化炭素を、加圧圧縮した後に冷却して液化させる。
3. その液体の二酸化炭素を急速に大気圧力にすると、気化熱が奪われることにより自身の温度が凝固点を下回る。このことを利用して粉末状の固体にする。
4. その固体をプレス機で成形して製品にする。この方法で製造した場合、ドライアイスは細かい粉体(パウダースノー(粉雪)状態)で圧縮しても固めることができない。したがって、ブロック状またはペレット状で市販されるドライアイスには固めるための水が数パーセント添加されている。
日本でドライアイスを製造する企業8社は1979年以降、業界団体「ドライアイスメーカー会」(任意団体)を組織している。エア・ウォーター炭酸、日本液炭、昭和電工ガスプロダクツなどが大手である。
近年、日本では製油所や化学工場の閉鎖によって副産される二酸化炭素の量が減り、ドライアイスの生産量が減少しているため、供給不足となっている。2013年には不足分1万トン以上が大韓民国から輸入された。
ドライアイスの国内需要は年35万トン前後で、うち2万6000トン前後を輸入している。夏季(6月末~お盆)の需要が特に多く「45日ビジネス」とも言われる。電子商取引(インターネット通販)での生鮮食品の輸送量が増えるとともに、ドライアイスの消費量も増加傾向にある。

主な用途

食品の保冷剤
温度が氷よりも低く、昇華して気体となり、液化による濡れ等が生じない。このため扱いが比較的容易であり、冷凍食品、アイスクリーム、ケーキ等の食品を融けないように、または腐らせないように輸送する時などの保冷剤として使われる。
舞台のスモーク効果
水中に入れることで、強い毒性や悪臭がない白煙を大量に発生させることができる。舞台などでの特殊効果では湯にドライアイスを投入した白煙がよく用いられる。ドライアイスを水などの液体中に入れた場合での白煙の正体は空気中の水分ではなく、ドライアイスに触れた液体が微小な固体粉末になったものである。水以外でも、酢酸、ベンゼンなど、二酸化炭素の昇華点よりも融点が高く、粘性が十分小さい液体中に入れたときも白煙は発生する。
遺体の保存
人間や動物の遺体保存にも使われ、遺体と一緒にしたまま火葬しても有害ガスが出ないことから、根強い需要がある。
人工降雨・降雪技術
水資源の安定確保・枯渇対策を目的とした、人工降雨・降雪技術の確立のための研究も行われている。
自動車の洗浄
ドライアイスとコンプレッサーの圧縮空気を利用した「ドライアイス洗浄」が、有機溶媒などと比べて環境に良いとされ、自動車産業を中心に多く利用されてきている。
混合物による寒剤
有機溶媒とドライアイスとの混合物は寒剤とすることができる。たとえば、エタノールとドライアイスとでは-72℃、ジエチルエーテルとドライアイスとでは-77℃の低温が得られる。

取り扱い

一般家庭での利用
• ドライアイスは食用を考慮して製造されていないため、飲料にドライアイスを入れて炭酸水を作ることは衛生上の観点からも避けた方がよい。
• 食品を冷やす場合は間接的な冷却を行うのが好ましい。
長持ちさせる方法
下記のいずれか、可能であれば複数を行うことで、ドライアイスを長持ちさせることが出来る。
• ドライアイスを、新聞紙・タオルなどで包む。
• 発泡スチロール製のボックスに入れて、空気を遮断して保管する。(ドライアイス専用ボックスだと極めて効果が高い)
• 発泡スチロール製のボックス内に、詰め物をしてスペースを作らないようにする。
• 密封型のビニール袋に入れて、空気を遮断して保管する。(破裂を防ぐため、穴を一つあけること)
• 冷蔵庫の冷凍庫に入れて保管する。
• 暗所・冷所・風が通らない場所に置く。
• 砕かず、大きなブロック状のまま保存する。
• 液体窒素の中に入れる。

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危険性・取扱い上の注意点

二酸化炭素中毒
• ドライアイスは日常的に用いられるが、高濃度(およそ7 – 8%以上)の二酸化炭素を吸入すると、たとえ酸素が大気中と同等程度含まれていても、二酸化炭素が呼吸中枢に毒性を示すために自発呼吸が停止し、窒息することがある。特に昇華して二酸化炭素の気体になった場合は足下に滞留しやすいため、窒息あるいは酸欠による事故の危険がある。冷凍庫のような屋内や、自動車内で扱う際は、締め切らずに通気や換気を行う必要がある。たとえば350gのドライアイスを乗員室容積2,000Lの密閉した車内に放置すると、1時間で車内の炭酸ガス濃度は約10%となり、中毒を起こして意識不明に陥る危険性がある。
• 高い場所でドライアイスを扱った際、二酸化炭素が離れた低い場所に流れ込み、そこで酸欠を起こした事故もある。
• 「使用を誤ると酸欠事故の恐れがある」「廃棄できず、昇華するのを待つ必要がある」「商品表面に二酸化炭素が浸透し、炭酸飲料のような刺激感を与えてしまう」「二酸化炭素は地球温暖化の原因物質というネガティブイメージがある」といった欠点のため、近年ではドライアイスに代わって、ポリアクリル酸ナトリウムなどの高吸水性高分子と水をポリ袋に詰めた蓄冷剤が普及してきている。特に冷蔵でよいケーキの持ち帰り用には大部分がこの蓄冷剤に取って代わられた。なお、食品に使われるドライアイスはアンモニア製造やビール工場等の発酵過程で出る副産物を利用している。発酵の副産物として製造されたドライアイスの使用は大気中の二酸化炭素の純増にはならず、地球温暖化の原因物質ではない。

ペットボトル破裂事故

製造方法で述べたとおり、ドライアイスは圧縮された気体であり、昇華して気体になると体積は約750倍になる。当然ながら、ガラス瓶やペットボトルなどの容器で密閉保存してしまうと、容器内の圧力が急激に上昇してしまう。さらにその状態で、
• 容器が長時間にわたって放置される
• 容器を振る
• 容器を落とす
• 容器を床や壁などに叩きつける
• 容器を投げ飛ばす
などとなって、容器に衝撃が加わると、圧力に耐え切れない容器が破裂・爆発し、破片やキャップが飛び散り、非常に危険である。
実際に、炭酸水を作ろうとしてペットボトルやビン容器に飲料とドライアイスを入れて密閉した状態で容器を振るなどしたところ、容器が破裂してビンの破片やキャップなどが吹き飛び、腕や顔面に重傷を負ったという事故が相次いでおり、国民生活センターが注意喚起を行う事態に発展した。中には「破裂して吹き飛んだペットボトルのキャップが眼球に直撃してしまい失明」という事故も報告されている。

凍傷

• 直接手で触れると凍傷を起こす危険がある。また、5%から10%の濃度の二酸化炭素で中毒を起こす可能性があるため、十分な換気と酸欠に注意が必要である。
• 直接口に含む行為は凍傷や二酸化炭素中毒の恐れがあり危険である。

「触らない」「密閉しない」「風通しの良い場所で扱う

ドライアイスは危険な物質
消費者庁が、ドライアイスによる事故を受け、取り扱いについて注意を呼びかけています。
ドライアイスは、二酸化炭素が固体になった物質です。
ドライアイスは、氷よりもずっと冷たく、溶けて気化したときには膨張するため、取り扱いには注意が必要です。
ここでは、ドライアイスの取り扱いに関する3つの注意を、事故の実例とともに紹介します。
ドライアイスに直接触らない
ドライアイスは、マイナス78.5℃という低温の物体なので、直接触ると凍傷を起こします。
絶対に素手では触らず、厚手の手袋を使用します。
冷凍食品が入った宅配用の保冷容器を開けるときは、最初にドライアイスの有無を確認しましょう。
とくに子供がいるときは、ドライアイスに触ったり、口に入れたりしないよう注意します。すぐに子供の手の届かないところに片付けましょう。
【事例1】シャーベットの上に置いてあった袋の中にドライアイスが入っているとは知らず、素手で触ってしまい、手が痛くなった。注意喚起の表示があったが分かりにくかった。(60代女性)
【事例2】宅配の冷凍食品を袋に入れて渡された。中に白い塊があったので氷だと思ってつかむとドライアイスだった。手が赤くなり痛くなった。(30代女性)
密閉容器には絶対入れない
ドライアイスは空気中ですぐに気体化し、その体積が約750倍に膨張します。
密閉した容器にドライアイスを入れてフタをすると、容器自体が破裂します。
ドライアイスを、ペットボトルやビンなどに入れてはいけません。
【事例3】スーパーでアイスクリームを購入し、保冷用のドライアイスをビニール袋に入れて持ち帰ったら破裂した。(不詳)
【事例4】ドライアイスを使った実験で、生徒がドライアイスをペットボトルに入れて蓋を閉めた。膨張したペットボトルがロケットのように爆発して、本生徒の右目上部に直撃し換気が不十分な所では取り扱わない
ドライアイスは気化すると二酸化炭素になって、低い場所に溜まります。
換気不十分な所で、ドライアイスが気化すると酸素が足りない状態になって、意識障害を引き起こします。
自動車の車内や、密閉した部屋など十分に換気ができない場所では、ドライアイスを扱わないようにしましょう。
【事例5】機械の冷却用として使うドライアイスをワゴン車で運搬作業中、ドライアイスから発生した二酸化炭素によって酸欠となり、作業者が死亡した。(不詳)

凍傷の対策とドライアイスの廃棄

最後に、ドライアイスによる事故で凍傷になった場合の対応を紹介します。
凍傷になったときは、患部を40~42℃の湯に浸して温めます。
患部は擦らず、水泡がある場合は潰さずにガーゼなどで保護して、医療機関を受診してください。
また、余ったドライアイスを、水などに入れて無理に溶かしたりしてはいけません。そのまま、風通しの良い場所に放置すれば消滅します。
た。(10代男性)

火に触れると火傷しますが、ドライアイスを触っても火傷のようになります。注意しましょうね!

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