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炭酸化とは、水酸化カルシウムが二酸化炭素と反応して不溶性の炭酸カルシウムを生成する化学反応である。
炭酸塩を形成する過程は「炭酸化」と呼ばれることもあるが、この用語は通常、二酸化炭素を水に溶解させる過程を指す。
炭酸化はコンクリート中で起こるゆっくりとしたプロセスで、セメント中の石灰（CaO、またはCa(OH) 2 ( aq )）が空気中の二酸化炭素（CO2 ）と反応して炭酸カルシウムを形成します。
ポルトランドセメントコンクリートの細孔内の水は通常アルカリ性で、pHは12.5～13.5の範囲です。この非常にアルカリ性の環境では、鉄筋は不動態化され、腐食から保護されます。鉄のプールベ図によると、pHが9.5を超えると金属は不動態化します。[ 1 ]
空気中の二酸化炭素はセメント中のアルカリと反応し、間隙水を酸性化させ、pHを低下させます。二酸化炭素は、コンクリートが作られた瞬間からセメントの炭酸化を開始します。この炭酸化プロセスは表面から始まり、徐々にコンクリート内部へと浸透していきます。炭酸化の速度はコンクリートの相対湿度に依存し、50%の相対湿度が最適です。コンクリートにひび割れがあると、空気中の二酸化炭素がコンクリート内部に浸透しやすくなります。
最終的には、鉄筋の腐食や構造的な損傷、あるいは破損につながる可能性がある。
炭酸化プロセスは、テンサイから砂糖を製造する際に用いられます。このプロセスでは、石灰水（水酸化カルシウム懸濁液である石灰乳）と二酸化炭素を豊富に含んだガスを「原料ジュース」（プロセスの拡散段階で得られる糖分を多く含む液体）に添加し、炭酸カルシウムを生成させ、不純物を沈殿させて除去します。このプロセス全体は「炭酸化タンク」内で行われ、処理時間は20分から1時間です。
炭酸化には以下の効果が伴います。
目標は、自然に急速に沈殿して透明なジュースを残す大きな粒子です。最終的なジュースは約 15 °Bxで、ショ糖が90%含まれています。生成される薄いジュースのpHは、溶液からできるだけ多くのカルシウムを除去することと、その後の処理で予想される pH の低下とのバランスによって決まります。結晶化段階でジュースが酸性になると、ショ糖は急速にグルコースとフルクトースに分解されます。グルコースとフルクトースは結晶化に影響を与えるだけでなく、「糖蜜生成物質」として、同量のショ糖を糖蜜段階に持ち込みます。
混合物中に吹き込まれた二酸化炭素ガスは炭酸カルシウムを生成する。糖以外の固形分は炭酸カルシウム粒子に取り込まれ、タンクや清澄槽内で自然沈殿（または人為的な沈殿）によって除去される。
炭酸化処理にはいくつかのシステムがあり、それぞれを最初に開発した企業名にちなんで名付けられている。これらのシステムは、石灰の投入方法、各段階の温度と時間、そして固形物と液体の分離方法において異なっている。
DDS方式とRT方式はどちらもヨーロッパの工場で好まれています。炭酸化システムは一般的に拡散方式に合わせて設計されており、RT拡散器からのジュースはRT炭酸化装置で処理されます。
炭酸化によって得られる透明なジュースは、一般的に「薄いジュース」として知られています。次の段階である多段式蒸発による濃縮の前に、炭酸ナトリウムによるpH調整や硫黄の添加（「亜硫酸処理」）が行われる場合があります。
炭酸化反応は、水の軟化における石灰軟化（クラーク法）の際に起こる。
![{\displaystyle {\mathrm {Ca} (\mathrm {OH} ){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{\text{+}}\mathrm {CO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {CaCO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{\text{+}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f4d941d911d1ae4042caaa8f4e0562f095f414d9)