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CO2-Pellet-StrahlenBei dem Strahlen mit Trockeneispellets handelt es sich um ein Verfahren, das als Ersatzverfahren für herkömmliches abrasives Reinigen und Entschichten durch Sandstrahlen, Druckwasserstrahlen, Schleifen oder Bearbeiten mit einer Drahtbürste entwickelt wurde. Bei dem Strahlen mit Trockeneispellets handelt es sich um ein Verfahren, das als Ersatzverfahren für herkömmliches abrasives Reinigen und Entschichten durch Sandstrahlen, Druckwasserstrahlen, Schleifen oder Bearbeiten mit einer Drahtbürste entwickelt wurde. Trockeneispellets sind Partikel aus festem Kohlendioxid, die einen Durchmesser von 1 bis 6 mm, eine Länge von 5 bis 15 mm und eine Temperatur von ca. -78,5 °C besitzen. Sie werden gewonnen, indem flüssiges Kohlendioxid durch Entspannung abgekühlt wird, so dass sich Trockeneisschnee bildet. Dieser wird komprimiert und durch eine Matrize gepresst. Die Dichte der so entstandenen Trockeneispellets beträgt 1560 kg/m3 und ihre Härte entspricht ungefähr der von Gips.  Trockeneispellets (Quelle: green-tech )
Die Trockeneispellets werden während der Reinigung mit Hilfe eines Druckluftstrahls auf nahezu Schallgeschwindigkeit (300 m/s) beschleunigt. Beim Aufprall auf die zu reinigende Oberfläche kühlen sie die Bauteiloberfläche stark ab. Dies hat eine Versprödung des abzureinigenden Materials zur Folge. Die Trockeneispellets dringen in die rissige Verschmutzungsschicht ein und "sprengen" durch ihre hohe kinetische Energie die Verschmutzungsschicht bzw. Beschichtung vom Bauteil ab.
Physikalischer HintergrundTrockeneispellets werden gewonnen, indem flüssiges Kohlendioxid durch Entspannung abgekühlt wird (Übergang von 1 nach 2 im Phasendiagramm), bis sich Trockeneisschnee (CO2 in fester Form) mit einer Temperatur von ca. -78,5 °C bildet. Das Trockeneis wird komprimiert und durch eine Matrize gepresst, so dass Pellets entstehen, die einen Durchmesser von 1 bis 6 mm und eine Länge von 5 bis 15 mm besitzen. Eine alternative Gewinnungsart sieht das Abraspeln von kleinen zuckerkristallgroßen Partikel von einem Trockeneisblock vor. Diese Pellets sind allerdings nur für sogenannte Zweischlauchsysteme und für leichtere Verschmutzungen geeignet. Die Dichte von Trockeneispellets beträgt 1560 kg/m3 und ihre Härte entspricht ungefähr der von Gips. Sie sind nichtleitend und nichtkorrosiv. 
Phasendiagramm von Kohlendioxid Während der Reinigung werden die Trockeneispellets mit Hilfe eines Druckluftstrahls auf nahezu Schallgeschwindigkeit (300 m/s) beschleunigt und auf die zu reinigende Oberfläche geschleudert.
Beim Aufprall auf die Oberfläche kühlen die kalten Pellets die Bauteiloberfläche stark ab und erzeugen zum einen eine Versprödung der zu entfernenden Schicht. Zum anderen entstehen aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizienten der zu entfernenden Schicht und des Grundmaterials Thermospannungen, die zu einer Rissbildung in der zu entfernenden Verschmutzungsschicht bzw. Beschichtung führen. Daher gilt: Je höher die Bauteiltemperatur, desto höher die Reinigungsleistung.  Temperaturgradient im Bauteil nach green-tech
Die Trockeneispellets dringen in diese Risse ein und sprengen durch ihre hohe kinetische Energie die Verschmutzungsschicht bzw. Beschichtung vom Bauteil ab. Außerdem gehen die Pellets bei ca. minus 76 °C schlagartig in einen gasförmigen Zustand über, wobei sich das Volumen um das 800-fache vergrößert. Die dadurch hervorgerufene Druckwelle erhöht die Reinigungsleistung zusätzlich. Dem thermischen Effekt wird ein Anteil von 60 % am Abtragsprozess zugerechnet, der kinetischen Energie der Pellets 40 %.
EinsatzgebieteBei der Reinigung mit Trockeneispellets handelt es sich um ein Ersatzverfahren für herkömmliches Reinigen durch Sandstrahlen, Druckwasserstrahlen, Schleifen oder Bearbeiten mit einer Drahtbürste. Verschmutzungen, die mit Hilfe dieser Verfahren entfernt werden können, können in der Regel auch mit Trockeneispellets entfernt werden. Dies sind insbesondere grobe Verschmutzungen nahezu beliebiger Zusammensetzung und Beschichtungen.
Bild: cryogenesis
Gereinigt werden können folgende Oberflächen: Das Verfahren ist für nahezu alle Werkstoffe geeignet. So können Metalle, Gummi, Keramik, Stein, Kunststoffe, GFK und andere Materialien behandelt werden. Bei starkem Strahl bleibt Edelstahl abrasionsfrei, bei Aluminium wird die Oberfläche sichtbar aufgerauht, bei Messing wird die Oberfläche nur leicht aufgerauht.
Entfernt werden
können folgende Verunreinigungen: Rost, Rostschutzanstriche, Klebstoffe, Harze, Öle, Fette, Wachse, Bitumen, Dichtungen, Lacke, Farben, Trennmittel, PU-Schäume, Lebensmittelreste, Anbackungen, Verkrustungen, Kunststoffreste, Ruß, Schlacke, Kalk, Teflon, Graffiti, Kaugummi, Taubenkot, Leim, Versiegelungen, Algen, Moos und vieles mehr.
Allgemeine Einsatzbeispiele sind: Gebäudeaußenreinigung, Betonreinigung, Reinigung von Sportanlagen, Denkmalschutz, Asbest- und Altbausanierung, Reinigen von Spritzgussformen, Styroporformen in der Gummi- und Kunststoffindustrie, Vulkanisierformen für Autoreifen, Dekontamination in Nuklearanlagen, Entlacken und Aufarbeiten in der Schienenfahrzeug- und Flugzeugindustrie, Rohrreinigung, Reinigung von elektrischen Systemen (keine Kurzschlussgefahr) und Elektromotoren, Reinigen von Wafercassetten in der Halbleiterindustrie, Reinigen von Druckmaschinen, Kokillenreinigung im heißen und kalten Zustand, Reinigen von Triebwerken und Turbinen, Förderanlagen, Flachwaffelöfen, Klima- und Lüftungsanlagen, Transportboxen und vieles mehr.
Konkrete Einsatzbeispiele: Auf der Meyer-Werft in Papenburg wurde ein Kreuzfahrtschiff mit ca. 100.000 m2 Innenfläche und 27.000 m2 Außenfläche mit einer mobilen Strahlanlage gereinigt. Am Ende lag eine metallisch reine Oberfläche vor, die optimal gestrichen werden konnte. Vorteile im Vergleich zum herkömmlichen Reinigen durch Schleifen und Sandstrahlen waren eine um 70 % verminderte Staubbelastung während der Reinigung, keine anfallenden Entsorgungskosten für Strahlmittel, wie Sand, Chemikalien oder Wasser und ein höherer erzielter Reinheitsgrad bei Kostengleichheit.
Umwelt- / ArbeitsschutzDas verwendete Kohlendioxid wird durch Verflüssigung der Luft gewonnen und nicht eigens für dieses Verfahren produziert. Es trägt daher nicht zum Treibhauseffekt bei. Der entstehende Abfall besteht nur aus den entfernten Verschmutzungen, da das Kohlendioxid während der Reinigung sublimiert. Dadurch, dass kein möglicherweise kontaminiertes Strahlgut anfällt, wie es bei herkömmlichen Strahlverfahren der Fall ist, und nur die Verunreinigungen selbst entsorgt werden müssen, sind die anfallenden Entsorgungskosten gering.
Mitarbeiter in Schutzkleidung (Quelle: PCW)
Eine Absaugvorrichtung für das sublimierte Kohlendioxid sollte vor allem in geschlossenen Räumen vorgesehen werden, da sonst Erstickungsgefahr besteht. Der MAK-Wert für Kohlendioxid liegt bei 5000 ppm. Sonst ist die Verwendung von Kohlendioxid ungefährlich, denn es handelt sich um ein nichtbrennbares, nichtgiftiges Gas, das mit Luft keine explosive Gemische bildet.
Anlagen und KostenEine Standardanlage besteht aus einem stationären Pelleterzeuger, einem mobilen Pelletspeicher, einem Druckluftaggregat und einer von Hand geführten Strahlpistole. Da die Anschaffungskosten für einen Pelleterzeuger mit ca. 300.000 bis 800.000 DM sehr hoch sind, rentiert sich diese Anschaffung nur für Anlagen, die sehr häufig genutzt werden. Für die gelegentliche Anwendung bietet es sich daher an, die Pellets zuzukaufen und in einem Thermobehälter zu lagern. Die so gelagerten Pellets bleiben ca. eine Woche lang verwendungsfähig.
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Strahlkammern verfügen zumeist über eine integrierte Absaugung,
eine Lärmdämmung und zumeist
auch eine Temperaturkontrolle. Für die Reinigung großer Chargen bietet
sich eine weitgehende Automatisierung des Reinigungsprozesses an. Anlagen
für den Automatikbetrieb können mit Handhabungsgeräten, robotergeführten
Strahlpistolen und automatischen Be- und Entladesystemen ausgerüstet
werden.