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干冰機的原理是干冰粒接觸到污垢表面后會產生脆化爆炸現象，從而使污垢收縮及松脫，將污垢快速，徹底的從物體表面脫落，從而達到快速、高效、安全、節能的清洗效果。
干冰清洗機的工作原理與噴砂除銹等有相似之處，但又有直接升華的獨特性。在干冰清洗時，干冰顆粒在高壓氣流中加速，通過噴嘴噴出，沖擊待清洗表面。干冰清洗的獨特之處在于干冰顆粒在沖擊瞬間氣化。干冰的動量在沖擊瞬間消失。干冰顆粒與清洗表面間迅速發生熱交換，致使固體CO2(二氧化碳)迅速升華變為氣體，不會造成二次污染和傷害清洗表面。
干冰的特殊性在于，它與其它噴射介質不同，干冰顆粒的特點是溫度極低為零下78℃，當其氣化時會吸收大量熱量。這種低溫效果使干冰清洗機具有獨特的熱力學特性，從而影響粘附污垢的機械性能。由于干冰顆粒與清洗表面間的溫度相差很大，所以會發生熱沖擊現象。污垢層的溫度降低后，脆性就會增大，隨后干冰顆粒就能將污垢層沖擊破碎。 干冰顆粒在千分之幾秒內體積膨脹近800倍，這樣在沖擊時實際形成“微型爆炸”，將污垢層吹掃剝離。
即使在很高的速度下直接沖擊清洗表面，干冰與沙粒相比，動能沖擊也很小，這是因為干冰硬度不大，而且又是在沖擊瞬間氣化，所以不會對被清洗表面造成損傷。
相對于普通的清洗方式，干冰清洗可以降低停工工時，減少設備損壞，極有效的清洗高溫的設備。同時還能減少或降低溶劑的使用，改善工作人員的安全，增進保養效率；并減少生產停工期、降低成本、提高生產效率。
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