miért használnak folyékony nitrogént a mélyhűtéshez?
1. Miért használjunk folyékony nitrogént hűtőközegként?
1. Mivel a hőmérséklet afolyékony nitrogénmaga nagyon alacsony, de természete nagyon enyhe, és a folyékony nitrogén nehezen megy keresztül kémiai reakciókon, ezért gyakran használják hűtőközegként.
2.Folyékony nitrogénelpárolog, hogy elnyelje a hőt, csökkentse a hőmérsékletet, és hűtőközegként használható.
3. Általában ammóniát használnak hűtőközegként és vizet abszorbensként.
4. Az ammóniagázt a kondenzátor lehűti folyékony ammóniává, majd a folyékony ammónia belép az elpárologtatóba, hogy elpárologjon, és egyúttal a hűtés céljának elérése érdekében kívülről hőt vesz fel, így folyamatos diffúziós abszorpciós hűtést képez. ciklus.
5. A nitrogén hűtőközegként használható "kriogén" körülmények között, vagyis az abszolút 0 fok közelében (-273,15 Celsius-fok), és általában laboratóriumokban használják a szupravezetés vizsgálatára.
6. Az orvostudományban a folyékony nitrogént általában hűtőközegként használják krioanesztézia alatti műveletek elvégzésére.
7. A high-tech területen a folyékony nitrogént gyakran használják alacsony hőmérsékletű környezet létrehozására. Például egyes szupravezető anyagok csak alacsony hőmérsékleten kapnak szupravezető tulajdonságokat, miután folyékony nitrogénnel kezelték őket.
8. A folyékony nitrogén normál nyomása alatt a hőmérséklet -196 fok, ami ultraalacsony hőmérsékletű hidegforrásként használható. A gumiabroncsok alacsony hőmérsékletű zúzása, a kórházi géntárolás stb. mind folyékony nitrogént használnak hideg forrásként.
2. Hogyan konzerválja a sejteket a folyékony nitrogén?
A sejtek mélyhűtésére a leggyakrabban használt technika a folyékony nitrogénes mélyhűtési módszer, amely elsősorban a lassú fagyasztás módszerét alkalmazza megfelelő mennyiségű védőanyaggal a sejtek lefagyasztására.
Megjegyzés: Ha a sejteket védőanyag hozzáadása nélkül közvetlenül lefagyasztják, a sejteken belüli és kívüli víz gyorsan jégkristályokat képez, ami egy sor mellékhatást okoz. Például a sejtek kiszáradása a fenti okok miatt növeli a lokális elektrolitkoncentrációt, megváltoztatja a pH-értéket, denaturál néhány fehérjét, ami a sejt belső térszerkezetének rendezetlenségét okozza. Sérülést, mitokondriális duzzanatot, funkcióvesztést és energia-anyagcsere zavart okoz. A sejtmembránon található lipoprotein komplex is könnyen elpusztul, ami a sejtmembrán permeabilitásának megváltozását és sejttartalom-veszteséget okoz. Ha több jégkristály képződik a sejtekben, a fagyási hőmérséklet csökkenésével a jégkristályok térfogata kitágul, ami visszafordíthatatlan károsodást okoz a sejtmag DNS térbeli konfigurációjában, ami sejthalálhoz vezet.
Az élelmiszerrel érintkező folyékony nitrogéntartalmú élelmiszer által felvett látens és érzékelhető hő hatására az élelmiszer megfagy. A folyékony nitrogén távozik a tartályból, hirtelen normál hőmérsékletre és nyomásra változik, és folyékonyból gáz halmazállapotúvá alakul. A fázisváltási folyamat során a folyékony nitrogén -195,8 ℃-on felforr és elpárolog, és gáznemű nitrogénné válik, a párolgási hő pedig 199 kJ/kg; ha -195,8 Amikor a hőmérséklet nitrogén alatt atmoszférikus nyomáson -20 °C-ra emelkedik, 183,89 kJ/kg érzékeny hőt képes felvenni (a fajlagos hőkapacitást 1,05 kJ/(kg?K)) veszi fel, a folyékony nitrogén fázisváltozási folyamata során elnyelt párolgáshő és érzékelhető hő. A hő elérheti a 383 kJ/kg-ot.
Az élelmiszerek fagyasztása során, mivel nagy mennyiségű hőt vesznek el egy pillanat alatt, az élelmiszerek hőmérséklete gyorsan lehűl kívülről befelé, hogy megdermedjen. A folyékony nitrogénes gyorsfagyasztási technológia folyékony nitrogént használ hideg forrásként, amely nem károsítja a környezetet. A hagyományos mechanikus hűtéshez képest alacsonyabb hőmérsékletet és nagyobb hűtési sebességet érhet el. A folyékony nitrogén gyorsfagyasztási technológia gyors fagyasztási sebességgel, rövid idővel rendelkezik, és az élelmiszer jó minőségű, nagy biztonságú és szennyeződésmentes.
A folyékony nitrogénes gyorsfagyasztási technológiát széles körben használják vízi termékek, például garnélarák, fehér csali, biológiai rák és abalone gyorsfagyasztására. Tanulmányok kimutatták, hogy a folyékony nitrogén gyorsfagyasztási technológiával kezelt garnélarák magas frissességet, színt és ízt tart fenn. Nemcsak, hogy bizonyos baktériumok elpusztulhatnak, vagy leállíthatják a szaporodást alacsony hőmérsékleten a magasabb higiéniai követelmények elérése érdekében.
Mélyhűtés: A folyékony nitrogén felhasználható különféle biológiai minták, például sejtek, szövetek, szérum, sperma stb. mélyhűtésére. Ezek a minták alacsony hőmérsékleten hosszú ideig tartósíthatók, és szükség esetén visszaállíthatók eredeti állapotukba. A folyékony nitrogénes mélyhűtés egy általánosan használt tárolási módszer, amelyet gyakran alkalmaznak az orvosbiológiai kutatásokban, a mezőgazdaságban, az állattenyésztésben és más területeken.
Sejttenyésztés: A folyékony nitrogén sejttenyésztéshez is használható. A sejttenyésztés során a folyékony nitrogén felhasználható a sejtek konzerválására a későbbi kísérleti műveletekhez. A folyékony nitrogén a sejtek fagyasztására is használható, hogy megőrizzük életképességüket és biológiai tulajdonságaikat.
Sejttárolás: A folyékony nitrogén alacsony hőmérséklete megőrizheti a sejtek stabilitását és integritását, miközben megakadályozza a sejtek öregedését és halálát. Ezért a folyékony nitrogént széles körben használják a sejttárolásban. A folyékony nitrogénben tartósított sejtek szükség esetén gyorsan kinyerhetők, és különféle kísérleti manipulációkhoz felhasználhatók.
Az élelmiszer-minőségű folyékony nitrogén alkalmazása olyan, mint a folyékony nitrogénes fagylalt, a folyékony nitrogénes keksz, a folyékony nitrogénes fagyasztás és az érzéstelenítés az orvostudományban is nagy tisztaságú folyékony nitrogént igényel. Más iparágakban, mint például a vegyipar, az elektronika, a kohászat stb., eltérő követelmények vonatkoznak a folyékony nitrogén tisztaságára.
Ammónia alkalmazása a félvezetőiparban
