Koolzuur of CO2: een veelzijdig en nuttig gas

Geschreven door Lars Leijtens op 1 okt 2019

frisdrank met koolzuurEen stelling dat CO2 een nuttig gas is, schreeuwt natuurlijk om een verklaring. CO2 is toch onze vijand, schadelijk voor het milieu? Hoe kan dit dan nuttig zijn? En is koolzuur hetzelfde als CO2? In dit artikel leggen we je uit wat koolzuur of CO2 nou eigenlijk is, waar komt het vandaan en waar wordt het voor gebruikt.  Het artikel is onderdeel van een serie waarin we, zonder voorbij te gaan aan de schadelijke aspecten voor de natuur, de veiligheid  en de voorschriften, je laten zien hoe koolzuur of CO2 een waardevolle grondstof is voor veel verschillende (productie-) processen. Best nuttig voor de verandering.

De begrippen koolzuur en CO2
Strikt genomen zijn koolzuur en CO2 niet hetzelfde. Toch wordt het vaak door elkaar gebruikt. In de scheikunde  wordt onderscheid gemaakt tussen koolzuurgas en koolzuur. Koolzuurgas is een gas dat bestaat uit een verbinding van koolstof en zuurstof (koolstofdioxide = CO2) en koolzuur is een verbinding van water en koolstofdioxide (H2CO3). Koolzuurgas vermengd met water of waterdamp maakt koolzuur. In de volksmond is koolzuur echter een containerbegrip dat verwijst naar koolzuurgas (CO2).
 
De eigenschappen van CO2
Wanneer we spreken over de eigenschappen van CO2 hebben we te maken met zowel chemische eigenschappen als ook  fysiologische eigenschappen en de ecologische impact. Chemisch is koolzuurgas is een inert gas. Kleurloos, geurloos en niet brandbaar. De verschijningsvormen van CO2 zijn gas, vast en vloeibaar. Dit is afhankelijk van de temperatuur en druk. Bij afkoeling tot -78°C gaat koolzuurgas over in een vaste vorm: droogijs of koolzuursneeuw genaamd. Bij een normale luchtdruk  smelt droogijs niet wanneer het verwarmd wordt maar verdampt het direct naar gas. Het wordt pas vloeibaar wanneer bij een temperatuur van 15°C de druk hoger is dan 50 bar. Vanuit fysiologisch standpunt is het van belang te weten dat CO2 van nature in beperkte hoeveelheid aanwezig in de atmosfeer (0,04%). Het is een onderdeel van een het normale stofwisselingsproces in het menselijk lichaam, reguleert de ademhaling, bloedsomloop etc. Omdat koolzuurgas een inert gas is, verdringt het zuurstof en heeft het een verstikkende werking. Een verhoogde koolzuurgasconcentratie kan gevaarlijk zijn voor de gezondheid. Reden waarom voor vervoer, opslag etc. strenge veiligheidsvoorschriften gelden. Dat wat iedereen echter het meest bezig houdt, is de ecologische impact van CO2. Hier zitten duidelijk twee kanten aan. Zo ontstaat CO2  bij een aantal natuurlijke processen op aarde, zoals o.a. vulkaanuitbarstingen, vertering van vegetatie in oerwouden en mangroven, savanne- en bosbranden en de CO2 uitwisseling met oceanen. CO2 zorgt ervoor dat planten kunnen groeien en is daarmee een voorwaarde voor leven op aarde. De keerzijde is dat een snelle manier van CO2 produceren het verbranden van houtskool of fossiele brandstoffen is. De CO2 uitstoot die de mens op deze manier toevoegt aan de natuurlijke kringloop wordt slechts voor 30% gecompenseerd  door opname in diep water. De rest leidt onvermijdelijk tot een stijging van de concentratie CO2 in de lucht (broeikaseffect).
 
Winning van CO2 voor industriële doeleinden
Voor industrieel gebruik wordt een klein deel CO2 gewonnen uit natuurlijke bronnen, voornamelijk in vulkanische gebieden. Het grootste deel wordt ‘afgevangen’ van de menselijke CO2-uitstoot en is een nevenproduct uit (bio-) chemische processen. Grote hoeveelheden koolzuurgas ontstaan bij ‘Steam-Reforming’ een basisproces voor de waterstofproductie, bij kunstmatige gaswinning, bij de productie van ethyleenoxide, ammoniak en andere chemische grondstoffen. De zo gewonnen CO2 kent vele uiteenlopende aanwendingen.  
 
Koolzuur - CO2 toepassingen
Vraag willekeurig iemand waarvoor koolzuur gebruikt wordt en het antwoord zal zijn: prik in frisdrank! Toch is dat slechts één van de vele toepassingen waarbij het onmisbaar is. Daarom hierbij een beknopt overzicht:
  • Het verkrijgen van prik en bubbels in bruiswater, frisdrank en nog veel meer dranken
  • Drijfgas voor het tappen van een biertje
  • Lasgas in de metaalbewerking en –productie
  • Speciale effecten op evenementen
  • Koudemiddel in koelinstallaties en airconditioners
  • Industriële reiniging van bedrijfspanden, installaties en vloeren door droogijsstralen
  • Koelen en invriezen van levensmiddelen
  • Verpakken van voedingsmiddelen: CO2 verlaagt de ph waarde
  • Transportkoeling
  • Koud malen van kruiden en specerijen
  • Bemesting in de glastuinbouw: CO2 wordt weer biomassa
  • Zuivering van afvalwater: zuurgraadcorrectie
  • Brandblussen: koolzuur verdrijft de zuurstof en dooft het vuur zo
  • Cryogene voedselbereiding met droogijs
  • Regelen gistingsproces van wijn
  • Inertiseren van installaties en opslagtanks (chemisch, voedingsmiddelen, metaal etc.)
  • Grondstof in de chemische industrie (o.a. sodaproductie en calciumcarbonaat voor papierproductie)
  • Schuimvormend middel in de kunststofindustrie (bijvoorbeeld voor isolatieplaten)
  • Aquaria
  • Bestrijding van ongedierte

Hou het Jewagas-blog in de gaten want in de komende weken zullen we de voor- en nadelen van het gebruik van koolzuur voor de meest voorkomende toepassingen verder uitdiepen.  Daarnaast zullen we aandacht besteden aan het transport, de opslag, veiligheidsvoorschriften van koolzuur en de impact van CO2 op het milieu en de gezondheid van de mens. Schrijf je hiernaast in voor een alert en mis geen van deze artikelen.

Wil je nu alvast weten hoe je koolzuur veilig opslaat en vervoert? Download dan hieronder het E-book PGS 15 waarin de ingewikkelde norm voor gasflessenopslag eenvoudig wordt uitgelegd.

New Call-to-action

  

Onderwerpen: koolzuur, CO2, Koolzuurgas