Tekući dušik: svojstva i upotreba u raznim industrijama
Tekući dušikje bezbojna, bez mirisa i nezapaljiva tekućina koja se obično koristi u raznim industrijskim primjenama. Proizvodi se ukapljivanjem atmosferskog dušika, koji je najzastupljeniji plin u Zemljinoj atmosferi. Tekući dušik ima vrelište od -195,8 stupnjeva Celzijevih ili -320,4 stupnjeva Fahrenheita. To ga čini najhladnijom tvari koja je uobičajeno dostupna.
Svojstva tekućeg dušika:
1. Niska temperatura:
Jedno od najznačajnijih svojstava tekućeg dušika je njegova ekstremno niska temperatura. Na -195,8 stupnjeva Celzija, može brzo zamrznuti tvari nakon kontakta. Ovo svojstvo ga čini idealnim za kriogene primjene, kao što je očuvanje bioloških uzoraka, zamrzavanje prehrambenih proizvoda i stvaranje supravodiča.
2. Inertnost:
Tekući dušik je kemijski inertan, što znači da ne reagira s većinom tvari. Ovo svojstvo ga čini prikladnim za skladištenje i transport hlapljivih materijala, jer smanjuje rizik od izgaranja ili eksplozije. Dodatno, njegova inertna priroda omogućuje da se koristi u raznim laboratorijskim procesima i kao rashladno sredstvo za osjetljive elektroničke komponente.
3. Ekspanzija nakon isparavanja:
Kada je izložen sobnoj temperaturi, tekući dušik brzo isparava i širi se približno 700 puta. Ovo širenje može stvoriti snažnu silu, čineći tekući dušik korisnim za primjene kao što su raketni pogon i kao rashladno sredstvo u industrijskim procesima.
Upotreba tekućeg dušika u raznim industrijama:
1. Prehrambena industrija:
Tekući dušik napravio je revoluciju u prehrambenoj industriji omogućivši proizvodnju jedinstvenih kulinarskih kreacija. Obično se koristi za brzo zamrzavanje prehrambenih proizvoda, čuvajući njihovu svježinu i teksturu. Ova tehnika se često koristi u proizvodnji sladoleda, smrznutih deserata i liofilizirane hrane. Dodatno, tekući dušik se koristi za skladištenje i transport hrane kako bi se smanjilo kvarenje i održala kvaliteta proizvoda.
2. Medicinska i farmaceutska industrija:
U medicinskom polju tekući dušik nalazi široku primjenu u postupcima krioterapije, gdje se primjenjuje za zamrzavanje i uništavanje abnormalnih tkiva, poput bradavica ili prekanceroznih stanica. Također se koristi za krioprezervaciju bioloških uzoraka, uključujući spermu, jajašca i embrije za tretmane plodnosti. Štoviše, farmaceutske tvrtke koriste tekući dušik tijekom procesa proizvodnje lijekova za održavanje niskih temperatura potrebnih za određene reakcije i za skladištenje osjetljivih materijala.
3. Proizvodnja i inženjering:
Tekući dušik igra ključnu ulogu u proizvodnim i inženjerskim industrijama zbog svojih svojstava hlađenja. Koristi se kao rashladno sredstvo u različitim procesima obrade, kao što su brušenje, rezanje i bušenje, kako bi se spriječilo pregrijavanje i produžio vijek trajanja alata. Dodatno, tekući dušik se koristi u procesima toplinske obrade metala kako bi se poboljšala svojstva materijala poput tvrdoće i trajnosti. Njegova niska temperatura također olakšava stezanje komponenti i pomaže u proizvodnji preciznih dijelova.
4. Istraživanje i razvoj:
U istraživačkim laboratorijima tekući dušik ima višestruku namjenu. Koristi se kao rashladno sredstvo za supravodljive magnete u uređajima za spektroskopiju nuklearne magnetske rezonancije (NMR) i magnetsku rezonanciju (MRI). Nadalje, omogućuje proučavanje niskotemperaturnih pojava u eksperimentima iz fizike i kemije. Njegova niska točka vrenja također ga čini idealnim rashladnim sredstvom za kriostate koji se koriste u raznim znanstvenim primjenama.
5. Automobilska industrija:
Tekući dušik nalazi primjenu u automobilskoj industriji, posebice u proizvodnji guma. Koristi se za brzo zamrzavanje gumenih smjesa tijekom procesa vulkanizacije, što poboljšava izdržljivost i performanse gume. Tekući dušik također se koristi u objektima za testiranje motora za simulaciju ekstremno hladnih uvjeta i procjenu performansi motora u takvim okolnostima.
Jedinstvena svojstva tekućeg dušika čine ga neprocjenjivim resursom u raznim industrijama. Njegova niska temperatura, inertnost i ekspanzija pri isparavanju omogućuju širok raspon primjena, od proizvodnje hrane do medicinskih postupaka i znanstvenih istraživanja. Kako tehnologija napreduje, korištenje tekućeg dušika vjerojatno će se dalje širiti, pridonoseći inovacijama i napretku na brojnim poljima.