เหตุใดจึงใช้ไนโตรเจนเหลวในการเก็บรักษาด้วยการแช่แข็ง?
1. ทำไมต้องใช้ไนโตรเจนเหลวเป็นสารทำความเย็น?
1. เนื่องจากอุณหภูมิของไนโตรเจนเหลวตัวเองมีค่าต่ำมาก แต่ธรรมชาติของมันเบามาก และเป็นเรื่องยากที่ไนโตรเจนเหลวจะเกิดปฏิกิริยาทางเคมี ดังนั้นจึงมักถูกใช้เป็นสารทำความเย็น
2.ไนโตรเจนเหลวระเหยเพื่อดูดซับความร้อน ลดอุณหภูมิ และสามารถใช้เป็นสารทำความเย็นได้
3. โดยทั่วไปแอมโมเนียจะใช้เป็นสารทำความเย็นและใช้น้ำเป็นตัวดูดซับ
4. ก๊าซแอมโมเนียถูกทำให้เย็นลงโดยคอนเดนเซอร์เพื่อให้กลายเป็นแอมโมเนียเหลว จากนั้นแอมโมเนียเหลวจะเข้าสู่เครื่องระเหยเพื่อระเหย และในขณะเดียวกันก็ดูดซับความร้อนจากภายนอกเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการทำความเย็น จึงสร้างการทำความเย็นแบบดูดซับการแพร่กระจายอย่างต่อเนื่อง วงจร
5. ไนโตรเจนสามารถใช้เป็นสารทำความเย็นได้ในสภาวะ "ไครโอเจนิกส์" ซึ่งก็คือใกล้กับอุณหภูมิสัมบูรณ์ 0 องศา (-273.15 องศาเซลเซียส) และโดยทั่วไปใช้ในห้องปฏิบัติการเพื่อศึกษาความเป็นตัวนำยิ่งยวด
6. ในทางการแพทย์ ไนโตรเจนเหลวมักใช้เป็นสารทำความเย็นเพื่อดำเนินการภายใต้การระงับความรู้สึกด้วยความเย็นจัด
7. ในสาขาเทคโนโลยีขั้นสูง ไนโตรเจนเหลวมักใช้เพื่อสร้างสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ ตัวอย่างเช่น วัสดุตัวนำยิ่งยวดบางชนิดจะมีคุณสมบัติเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิต่ำหลังจากบำบัดด้วยไนโตรเจนเหลวเท่านั้น
8. อุณหภูมิภายใต้ความดันปกติของไนโตรเจนเหลวคือ -196 องศา ซึ่งสามารถใช้เป็นแหล่งความเย็นอุณหภูมิต่ำพิเศษได้ การบดยางที่อุณหภูมิต่ำ การเก็บยีนในโรงพยาบาล ฯลฯ ล้วนใช้ไนโตรเจนเหลวเป็นแหล่งความเย็น
2. ไนโตรเจนเหลวรักษาเซลล์ได้อย่างไร?
เทคนิคที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับการเก็บรักษาด้วยการแช่แข็งเซลล์คือวิธีการเก็บรักษาด้วยการแช่แข็งด้วยไนโตรเจนเหลว ซึ่งส่วนใหญ่ใช้วิธีการแช่แข็งแบบช้าๆ โดยมีสารป้องกันในปริมาณที่เหมาะสมเพื่อแช่แข็งเซลล์
หมายเหตุ: หากเซลล์ถูกแช่แข็งโดยตรงโดยไม่เติมสารป้องกันใดๆ น้ำภายในและภายนอกเซลล์จะก่อตัวเป็นผลึกน้ำแข็งอย่างรวดเร็ว ซึ่งจะทำให้เกิดอาการไม่พึงประสงค์ตามมา ตัวอย่างเช่น การขาดน้ำของเซลล์จะเพิ่มความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์เฉพาะที่ เปลี่ยนค่า pH และทำลายโปรตีนบางชนิดเนื่องจากสาเหตุข้างต้น ทำให้โครงสร้างพื้นที่ภายในของเซลล์ไม่เป็นระเบียบ ทำให้เกิดความเสียหาย ไมโตคอนเดรียบวม สูญเสียการทำงาน และรบกวนการเผาผลาญพลังงาน คอมเพล็กซ์ไลโปโปรตีนบนเยื่อหุ้มเซลล์ก็ถูกทำลายได้ง่ายเช่นกัน ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในการซึมผ่านของเยื่อหุ้มเซลล์และสูญเสียเนื้อหาในเซลล์ หากมีผลึกน้ำแข็งเกิดขึ้นในเซลล์มากขึ้น เมื่ออุณหภูมิเยือกแข็งลดลง ปริมาตรของผลึกน้ำแข็งจะขยายตัว ส่งผลให้เกิดความเสียหายต่อโครงสร้างเชิงพื้นที่ของ DNA นิวเคลียร์อย่างถาวร ส่งผลให้เซลล์ตาย
ความร้อนแฝงและสัมผัสได้ที่ถูกดูดซับโดยอาหารไนโตรเจนเหลวเมื่อสัมผัสกับอาหารทำให้อาหารแข็งตัว ไนโตรเจนเหลวถูกขับออกจากภาชนะบรรจุ จู่ๆ ก็เปลี่ยนเป็นอุณหภูมิและความดันปกติ และเปลี่ยนจากสถานะของเหลวเป็นก๊าซ ในระหว่างกระบวนการเปลี่ยนเฟสนี้ ไนโตรเจนเหลวจะเดือดและระเหยที่ -195.8 ℃ เพื่อกลายเป็นก๊าซไนโตรเจน และความร้อนแฝงของการระเหยคือ 199 กิโลจูล/กก. ถ้า -195.8 เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นถึง -20 °C ภายใต้ไนโตรเจนที่ความดันบรรยากาศ จะสามารถดูดซับความร้อนสัมผัสได้ 183.89 kJ/kg (ความจุความร้อนจำเพาะคำนวณเป็น 1.05 kJ/(kg?K)) ซึ่งถูกดูดซับโดย ความร้อนของการกลายเป็นไอและความร้อนสัมผัสได้ที่ถูกดูดซับในระหว่างกระบวนการเปลี่ยนเฟสของไนโตรเจนเหลว ความร้อนสูงถึง 383 กิโลจูล/กก.
ในกระบวนการแช่แข็งอาหาร เนื่องจากความร้อนจำนวนมากถูกนำออกไปในทันที อุณหภูมิของอาหารจึงเย็นลงอย่างรวดเร็วจากภายนอกสู่ภายในเพื่อแช่แข็ง เทคโนโลยีการแช่แข็งอย่างรวดเร็วด้วยไนโตรเจนเหลวใช้ไนโตรเจนเหลวเป็นแหล่งความเย็น ซึ่งไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม เมื่อเปรียบเทียบกับการทำความเย็นเชิงกลแบบดั้งเดิม มันสามารถบรรลุอุณหภูมิที่ต่ำกว่าและอัตราการทำความเย็นที่สูงขึ้น เทคโนโลยีการแช่แข็งอย่างรวดเร็วด้วยไนโตรเจนเหลวมีความเร็วการแช่แข็งที่รวดเร็ว ระยะเวลาอันสั้น และอาหารมีคุณภาพดี ปลอดภัยสูง ปราศจากมลภาวะ
เทคโนโลยีการแช่แข็งอย่างรวดเร็วด้วยไนโตรเจนเหลวถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการแช่แข็งผลิตภัณฑ์สัตว์น้ำอย่างรวดเร็ว เช่น กุ้ง ปลาไวท์เบท ปูชีวภาพ และหอยเป๋าฮื้อ การศึกษาพบว่ากุ้งที่บำบัดด้วยเทคโนโลยีการแช่แข็งอย่างรวดเร็วด้วยไนโตรเจนเหลวสามารถรักษาความสด สี และรสชาติไว้ในระดับสูงได้ ไม่เพียงเท่านั้น แบคทีเรียบางชนิดอาจถูกฆ่าหรือหยุดการแพร่พันธุ์ที่อุณหภูมิต่ำเพื่อให้ได้รับสุขอนามัยที่สูงขึ้น
การเก็บรักษาด้วยการแช่แข็ง: สามารถใช้ไนโตรเจนเหลวในการเก็บรักษาตัวอย่างทางชีวภาพด้วยการแช่แข็ง เช่น เซลล์ เนื้อเยื่อ ซีรั่ม อสุจิ ฯลฯ ตัวอย่างเหล่านี้สามารถเก็บรักษาไว้เป็นเวลานานที่อุณหภูมิต่ำ และคืนสู่สภาพเดิมได้เมื่อจำเป็น การเก็บรักษาด้วยความเย็นจัดด้วยไนโตรเจนเหลวเป็นวิธีการเก็บรักษาที่ใช้กันทั่วไป ซึ่งมักใช้ในการวิจัยทางชีวการแพทย์ เกษตรกรรม การเลี้ยงสัตว์ และสาขาอื่นๆ
การเพาะเลี้ยงเซลล์: ไนโตรเจนเหลวยังสามารถใช้สำหรับการเพาะเลี้ยงเซลล์ได้ ในระหว่างการเพาะเลี้ยงเซลล์ สามารถใช้ไนโตรเจนเหลวเพื่อรักษาเซลล์ไว้สำหรับการทดลองครั้งต่อไปได้ ไนโตรเจนเหลวยังสามารถใช้เพื่อแช่แข็งเซลล์เพื่อรักษาความมีชีวิตและคุณสมบัติทางชีวภาพได้
การจัดเก็บเซลล์: อุณหภูมิต่ำของไนโตรเจนเหลวสามารถรักษาความเสถียรและความสมบูรณ์ของเซลล์ ขณะเดียวกันก็ป้องกันการแก่ชราและการตายของเซลล์ ดังนั้นไนโตรเจนเหลวจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการจัดเก็บเซลล์ เซลล์ที่เก็บรักษาไว้ในไนโตรเจนเหลวสามารถกู้คืนได้อย่างรวดเร็วเมื่อจำเป็น และนำไปใช้ในการทดลองต่างๆ
การใช้ไนโตรเจนเหลวเกรดอาหารก็เหมือนกับไอศกรีมไนโตรเจนเหลว บิสกิตไนโตรเจนเหลว การแช่แข็งไนโตรเจนเหลว และการดมยาสลบในทางการแพทย์ยังต้องการไนโตรเจนเหลวที่มีความบริสุทธิ์สูง อุตสาหกรรมอื่นๆ เช่น อุตสาหกรรมเคมี อิเล็กทรอนิกส์ โลหะวิทยา ฯลฯ มีข้อกำหนดที่แตกต่างกันสำหรับความบริสุทธิ์ของไนโตรเจนเหลว
การประชุมกลางปี 2022 Huazhong Holdings
เยี่ยมชมคณะกรรมการพรรคเทศบาล Chuzhou
คุณสามารถดื่มคาร์บอนไดออกไซด์เหลวได้ไหม?