乾冰，作為固態的二氧化碳 (CO_2)，以其低至 -78.5°C 的極寒溫度和昇華—由固態不經液態直接變為氣體—的固態二氧化碳的獨特物理特性，在工業、食品、醫療乃至舞台特效等領域扮演著不可或缺的角色。其製造過程既是一門精密的科學，也是一項複雜的工程。
本文章將深入探討乾冰製作從工業級的規模化生產到流傳於網路的居家實驗方法，並全面解析其乾冰的使用與儲存中至關重要的安全準則。
工業級乾冰製造的精密製程
商業上流通的乾冰，其製造過程仰賴專業設備與對物理條件的精準控制，確保產品的純度與密度。整個流程可分為以下三個關鍵步驟：
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高壓液化 (High-Pressure Liquefaction)
製造乾冰的首要步驟，是將氣態的二氧化碳進行加壓處理。原料氣體會被壓縮至超過 5.1 個大氣壓（約 17.5 至 20.5 bar）的壓力環境下。在此高壓條件下，CO_2 分子間的距離被迫拉近，使其從氣態轉變為無色透明的液體，為後續的固化步驟奠定基礎。 -
快速洩壓與致冷 (Rapid Depressurization and Cooling)
接著，高壓的液態co2會通過一個閥門迅速釋放到常壓環境中。這個劇烈的壓力驟降過程會引發「焦耳-湯姆孫效應」（Joule-Thomson effect），導致一部分液體co2瞬間汽化。這個汽化過程會吸收大量的熱能，使得周圍剩餘的液體co2溫度急劇下降，直至其凝固點 -78.5°C 以下。 -
凝固與壓縮成型 (Solidification and Compression Molding)
在極低溫下，被瞬間冷凍的二氧化碳會凝固成蓬鬆、類似雪花狀的固體，俗稱「乾冰雪」。這些乾冰雪的密度較低，為了方便運輸與使用，會被收集起來並利用強大的油壓機在高壓下進行壓縮。透過更換不同的模具，乾冰雪即可被壓製成高密度、堅實的乾冰塊或不同直徑的乾冰顆粒。
常見工業乾冰規格
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形式 (Form) |
規格 (Specification) |
純度 (Purity) |
主要應用 |
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塊狀乾冰 |
約 12.5 x 12.5 x 25 cm (尺寸可客製化) |
>99.9% |
長途冷鏈運輸、食品儲存、工業降溫 |
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顆粒狀乾冰 (Ø16 mm) |
直徑 16 毫米的圓柱狀顆粒 |
>99.9% |
乾冰清洗、舞台煙霧、食品保鮮 |
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顆粒狀乾冰 (Ø3 mm) |
直徑 3 毫米的米粒狀顆粒 |
>99.9% |
精密設備的乾冰清洗、實驗室應用 |
在家製作乾冰的可行性與風險
根據2023年的網路視頻，流傳著使用二氧化碳滅火器在家製作乾冰的方法，雖然看似簡單，但此操作潛藏極高的風險，強烈不建議非專業人士嘗試。其原理與工業製程中的洩壓致冷類似。
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方法簡述：操作者需要準備的材料包括一個僅能裝填 CO_2 的滅火器（非一般常見的 ABC 乾粉滅火器），並將噴嘴用堅固的布袋（如枕頭套）緊緊包裹，然後短暫按壓手把。高壓液態 CO_2 噴出後迅速降溫，在布袋內形成少量雪花狀的乾冰。
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潛在危險：
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嚴重凍傷：乾冰溫度極低，任何直接的皮膚接觸都會在幾秒鐘內造成嚴重的凍傷。
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高壓傷害：滅火器噴出的氣體壓力巨大，若布袋固定不牢，可能被高速噴飛，造成傷害。
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窒息風險：CO_2 氣體無色無味，在密閉或通風不良的空間內，它會取代空氣中的氧氣，導致頭暈、昏迷甚至死亡。
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安全第一：使用與儲存乾冰的黃金準則
無論是購買或自製乾冰，遵循正確的安全規範是保障生命安全的唯一途徑。
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個人防護：絕對不可徒手觸摸乾冰。務必佩戴乾燥的厚棉手套或使用專用夾具進行操作。建議佩戴護目鏡，以防乾冰碎屑濺入眼中。
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儲存方式：切勿將乾冰存放在完全密封的容器中（如玻璃瓶、保溫瓶、冰箱）。乾冰在常溫下昇華會產生大量氣體，導致容器內壓力劇增，最終引發爆炸。應使用專門的保麗龍箱或非氣密的保溫箱存放，並在其上預留通氣孔。
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環境通風：務必在通風良好的地方使用和儲存乾冰。運輸時，應將乾冰置於車廂後部並保持車窗通風，避免與駕駛及乘客同處一個密閉空間。
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等級區分：乾冰分為「工業級」與「食品級」。若要用於製作乾冰汽水或接觸食物，必須選購來源可靠的「食品級」乾冰，以避免攝入工業製程中可能殘留的雜質。若有專業需求，建議直接聯繫如高雄地區的專業乾冰供應商，可洽詢其服務專線獲得詳細信息。
常見問題 (FAQ)
Q1: 乾冰冒出的白色煙霧是什麼？有毒嗎？
A: 那不是二氧化碳氣體（CO2 本身是無色透明的），而是乾冰極低的溫度使周圍空氣中的水氣凝結成的大量微小水滴或冰晶，也就是「霧」。這個白霧本身無毒，但它同時伴隨著大量無形的 CO2 氣體釋出，後者在密閉空間內有窒息風險，是需要注意的安全問題。
Q2: 乾冰可以放進冰箱冷凍庫保存嗎？
A: 不可以。家用冰箱冷凍庫的溫度約為 -18°C，遠高於乾冰的 -78.5°C。將乾冰放入冰箱不僅無法阻止其快速昇華，昇華產生的氣體還可能損壞冰箱的溫控器，甚至在密閉的冰箱內形成壓力，引發危險。
Q3: 製作乾冰汽水安全嗎？
A: 製作過程需格外小心。首先，必須使用「食品級」乾冰。其次，也是最重要的一點，在飲用前，必須耐心等待所有乾冰完全昇華消失。若不慎吞下固態乾冰，將會對口腔和消化道造成極其嚴重的內部凍傷。
Q4: 我可以用路邊看到的一般紅色滅火器製作乾冰嗎？
A: 絕對不行。只有標明為「二氧化碳 (CO2)」的滅火器才內含液態 CO2。市面上最常見的 ABC 乾粉滅火器，其內容物為化學粉末，完全無法用來製作乾冰。
總結
乾冰作為一種高效的致冷劑，其背後的製造科學精密而有趣。工業化生產流程確保了其品質與應用的穩定性。然而，我們必須清醒地認識到，這種極端物質伴隨著顯著的風險。對於普通使用者而言，瞭解並嚴格遵守安全操作規範，遠比嘗試危險的自製方法更加重要。正確地使用乾冰，它將是我們生活與工作中的得力助手；反之，則可能成為引發意外的隱患。