Las aplicaciones cada vez mayores de los generadores de nitrógeno líquido en el mundo moderno

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Editor: Jude

Tiempo de Publicación: 2024/12/30

Resumen

El generador de nitrógeno líquido es un equipo pequeño para la producción eficiente de nitrógeno líquido en el sitio, que se utiliza ampliamente en investigación científica, tratamiento médico, industria alimentaria y fabricación electrónica.

Las aplicaciones cada vez mayores de los generadores de nitrógeno líquido en el mundo moderno

En comparación con el modo tradicional de suministro de nitrógeno líquido, el generador de nitrógeno líquido tiene varias ventajas: el equipo ocupa un área pequeña, es fácil de usar, no depende de transporte externo y reduce significativamente el riesgo de almacenamiento y transporte de nitrógeno líquido. Además, su diseño de funcionamiento inteligente y optimización del consumo de energía puede proporcionar continuamente nitrógeno líquido de alta pureza para satisfacer las necesidades de múltiples escenarios. Especialmente en el mundo rentable y respetuoso con el medio ambiente de hoy, los generadores de nitrógeno líquido se han convertido en un equipo importante para las aplicaciones industriales y de laboratorio modernas.

Ganadería

· Criopreservación de semen animal: el ambiente de temperatura ultrabaja del nitrógeno líquido puede mantener activo el semen animal durante mucho tiempo, como el de ganado vacuno, porcino, ovino y otros animales. Excelentes razas de esperma masculino, en el nitrógeno líquido de -196 °C, el metabolismo de los espermatozoides casi se detiene, su vitalidad y capacidad de fertilización se pueden mantener de manera efectiva, a fin de lograr un almacenamiento a largo plazo y un transporte de larga distancia para la inseminación artificial y promover las excelentes razas de cría de animales.

· Criopreservación de embriones animales: Los embriones de mamíferos pueden almacenarse en nitrógeno líquido durante mucho tiempo, lo que es de gran importancia para la mejora y la reproducción eficiente del ganado.

· Almacenamiento de vacunas animales: Algunas vacunas animales necesitan almacenarse a temperaturas extremadamente bajas para mantener su actividad y efecto, y el ambiente de temperatura muy baja del nitrógeno líquido puede cumplir con este requisito, garantizar el almacenamiento estable de las vacunas para prevenir eficazmente la aparición de enfermedades animales y mejorar la eficiencia de producción y el nivel de salud animal de la granja.

· Gestión de muestras biológicas: En la investigación científica en ganadería, el nitrógeno líquido se puede utilizar para preservar tejidos, células, genes y otras muestras biológicas animales, proporcionando condiciones básicas importantes para la protección de los recursos genéticos animales, el diagnóstico e investigación de enfermedades, la medicina reproductiva, etc., ayudando a realizar investigaciones en profundidad sobre genética animal, fisiología, patología y otros aspectos, y promoviendo el progreso científico y tecnológico de la ganadería.

· Procesamiento de carne congelada: En el proceso de sacrificio y procesamiento de animales, el uso de nitrógeno líquido para enfriar y congelar los productos cárnicos reduce el daño de los cristales de hielo a las células, con el fin de mantener la textura, el sabor y los nutrientes de la carne, prolongando la vida útil de la carne. También puede inhibir eficazmente el crecimiento de bacterias, asegurando que el consumidor reciba carne fresca y segura.

· Embalaje: Para carne, productos lácteos y otros productos ganaderos, el generador de LN2 se utiliza para el envasado en atmósfera modificada para producir nitrógeno de alta pureza, reducir el contenido de oxígeno, evitando así la oxidación y el crecimiento bacteriano y mejorando la competitividad del mercado del producto ganadero.

· Tratamiento de enfermedades: El nitrógeno líquido se puede utilizar para tratar algunas enfermedades animales, como el tratamiento del cierre del orificio externo del pezón del ganado, tumores de la piel del ganado, etc.

· Etiquetado de animales: Etiquetar a los animales con una plancha de baja temperatura con nitrógeno líquido no supone riesgo de dolor, sangrado o infección en comparación con el etiquetado tradicional con plancha caliente.

Médico

· Enfermedades otorrinolaringológicas: También existen muchas aplicaciones en ojos, oídos, nariz y garganta, como la rinitis hipertrófica crónica y la rinitis alérgica, después de la anestesia de la superficie nasal, se frota la superficie del cornete inferior con nitrógeno líquido, de modo que se congele para formar una cicatriz, lo que resulta en la contracción del cornete inferior, para lograr el propósito de la ventilación nasal; También se puede utilizar para la hemostasia de hemorragias nasales, los adultos rocían el sangrado directamente con nitrógeno líquido y los niños a menudo usan hisopos de algodón sumergidos en nitrógeno líquido para entrar en contacto con el área sangrante, de modo que la mucosa y la pared capilar de la parte congelada sean necróticas y el flujo sanguíneo esté estancado, para lograr el propósito de la hemostasia; Además, para la amigdalitis, la faringitis hipertrófica crónica, el papiloma laríngeo, etc., la crioterapia por pulverización de nitrógeno líquido se utiliza para destruir el tejido adenoideo en el cordón lateral de la pared faríngea posterior a través de la congelación, a fin de lograr el propósito del tratamiento.

· Crioterapia: En dermatología, oncología y otros departamentos, el nitrógeno líquido se puede utilizar para eliminar tejidos enfermos en la superficie de la piel, como verrugas, lunares, etc., y también se puede utilizar para la crioterapia de algunos cánceres, destruyendo la estructura celular enferma a través de baja temperatura.

· Conservación de muestras biológicas: El entorno de temperatura ultrabaja del nitrógeno líquido puede mantener activas las células, los tejidos, los genes y otras muestras biológicas durante mucho tiempo, y se utiliza a menudo en la investigación médica, el diagnóstico de enfermedades, la medicina reproductiva y otros campos. Por ejemplo, la conservación de embriones, espermatozoides, óvulos, células madre, etc., proporciona una garantía importante para la tecnología reproductiva como la FIV, y también sienta las bases para la investigación a largo plazo de diversas muestras biológicas en la investigación médica.

· Preservación de órganos: En el trasplante de órganos, el nitrógeno líquido se puede utilizar para preservar los órganos de donantes, prolongar el tiempo de conservación de los órganos, mantener la viabilidad y la integridad funcional de los órganos, mejorar la tasa de éxito del trasplante de órganos, ganar más tiempo para los pacientes que esperan el trasplante y aumentar la disponibilidad de donantes adecuados.

· Instrumentos de cirugía y tratamiento criogénicos: El nitrógeno líquido puede proporcionar refrigeración para algunos equipos médicos y cirugías que requieren un ambiente de baja temperatura, como algunos instrumentos quirúrgicos mínimamente invasivos, sondas de crioterapia, etc., para garantizar que estos dispositivos funcionen normalmente a bajas temperaturas para lograr efectos de tratamiento específicos, al tiempo que ayudan a reducir el daño tisular y el sangrado, y promueven la recuperación postoperatoria de los pacientes.

· Desarrollo y fabricación de fármacos: En el proceso de desarrollo de fármacos, la tecnología criogénica de nitrógeno líquido se puede utilizar para conservar muestras de fármacos y preparar formulaciones estables de fármacos, lo que ayuda a los investigadores a controlar mejor la naturaleza y la calidad de los fármacos. En la industria biofarmacéutica, el nitrógeno líquido también se puede utilizar para conservar y transportar productos biológicos, garantizar su actividad y calidad, y asegurar la estabilidad y eficacia del fármaco durante la producción, el almacenamiento y el transporte.

· Alivio del dolor y la inflamación: Los estudios han demostrado que el nitrógeno líquido puede tener efectos analgésicos, antiinflamatorios, de alivio de espasmos musculares y otros en algunos casos, y también puede reducir la presión arterial, dilatar los vasos sanguíneos, aumentar el flujo sanguíneo en el tratamiento de enfermedades cardiovasculares, etc., pero estas aplicaciones son relativamente novedosas y se necesitan más investigaciones y prácticas clínicas para verificar y mejorar aún más su mecanismo y efecto terapéutico.

Investigación científica

· Investigación en ciencia de materiales: Las propiedades de muchos materiales cambiarán significativamente a bajas temperaturas, y los generadores de nitrógeno líquido pueden proporcionar el entorno de baja temperatura requerido para la investigación en ciencia de materiales, que se puede utilizar para estudiar las propiedades físicas y químicas de materiales superconductores, materiales magnéticos, materiales poliméricos, etc. a bajas temperaturas, y ayudar a los científicos a explorar las propiedades y las perspectivas de aplicación de nuevos materiales.

· Investigación biológica: Además de la conservación de muestras biológicas, el nitrógeno líquido también se utiliza ampliamente en experimentos biológicos como la congelación y fragmentación de células, la cristalización de proteínas, etc., lo que resulta útil para el estudio en profundidad de la estructura y función de las biomoléculas.

· Investigación física: En los campos de la física superconductora y la física cuántica, el entorno de temperatura extremadamente baja del nitrógeno líquido es una de las condiciones básicas para llevar a cabo experimentos e investigaciones relacionados, como la observación del fenómeno de superconductividad de los materiales superconductores y el estudio de las propiedades de los qubits.

· Investigación química: En algunas reacciones químicas, el nitrógeno líquido se puede utilizar como refrigerante o medio de reacción para controlar la temperatura y la velocidad de la reacción, y mejorar la selectividad y el rendimiento de la reacción; también se puede utilizar para preparar ciertos compuestos que son estables a bajas temperaturas o para estudiar la cinética de reacciones químicas a bajas temperaturas.

Aeroespacial

· Propulsor: El nitrógeno líquido puede utilizarse como propulsor en determinadas misiones espaciales. Su baja temperatura y alta densidad permiten que el nitrógeno líquido libere una gran cantidad de energía al quemarse, lo que proporciona una gran potencia a la nave espacial para impulsarla a una órbita predeterminada o completar misiones de vuelo complejas.

· Sistema de refrigeración: El nitrógeno líquido desempeña un papel importante en el sistema de refrigeración de los vehículos aeroespaciales. Se puede utilizar como refrigerante para mantener una temperatura estable en el interior del equipo. Ya sea en tierra o en el espacio, el nitrógeno líquido puede controlar eficazmente la temperatura de los vehículos aeroespaciales, evitando que el equipo esté demasiado caliente o demasiado frío para afectar el funcionamiento normal.

· Suministro de aire: En el entorno espacial, los astronautas necesitan respirar nitrógeno para mantener sus actividades vitales. El nitrógeno líquido se convierte en nitrógeno que los astronautas pueden respirar mediante equipos y procesos específicos, asegurando así su vida en el espacio.

· Pruebas de materiales: El nitrógeno líquido se puede utilizar para probar materiales aeroespaciales, y los investigadores pueden estudiar los cambios en el rendimiento de los materiales en condiciones de temperatura extremadamente baja, como resistencia, tenacidad, conductividad, etc., colocando el material en nitrógeno líquido, a fin de proporcionar una base para la selección y aplicación de materiales aeroespaciales.

Observaciones astronómicas

· Refrigeración de los componentes del telescopio: Algunos componentes clave del telescopio, como los detectores de infrarrojos, los imanes superconductores, etc., requieren refrigeración con nitrógeno líquido para garantizar su rendimiento. En el caso de los detectores de infrarrojos, la refrigeración con nitrógeno líquido puede reducir el ruido térmico del detector y mejorar su capacidad para detectar la radiación infrarroja, de modo que pueda captar con mayor sensibilidad las señales infrarrojas emitidas por los objetos celestes. Los imanes superconductores se utilizan en algunos equipos de observación astronómica para generar campos magnéticos potentes, y la refrigeración con nitrógeno líquido ayuda a mantener el estado superconductor y garantizar la estabilidad del rendimiento del imán, a fin de proporcionar un entorno de campo magnético estable para las observaciones relacionadas.

· Observaciones astronómicas infrarrojas: En la astronomía infrarroja, el enfriamiento con nitrógeno líquido desempeña un papel crucial. Debido a la absorción de la radiación infrarroja y su propia radiación térmica en la atmósfera terrestre, provocará una grave interferencia de ruido de fondo en las observaciones astronómicas infrarrojas terrestres. Para reducir esta interferencia, es necesario utilizar un refrigerante como el nitrógeno líquido para enfriar el telescopio infrarrojo y su detector a una temperatura muy baja, a fin de reducir la radiación térmica del propio instrumento, mejorar la precisión de observación y la sensibilidad de la banda infrarroja, a fin de detectar y estudiar mejor las características de la radiación infrarroja de los objetos infrarrojos, como las regiones de formación de estrellas, los planetas, las galaxias, etc.

Procesamiento de alimentos

· Congelación rápida: El nitrógeno líquido puede reducir rápidamente la temperatura de los alimentos o bebidas, de modo que los alimentos puedan pasar a través de la zona de máxima formación de cristales de hielo en poco tiempo, reducir el daño de los cristales de hielo a las células para retener los nutrientes, el sabor y el aroma de los alimentos en la mayor medida posible, y el nitrógeno líquido también se utiliza en el procesamiento congelado de frutas, verduras, carnes, mariscos y otros alimentos.

· Conservación de alimentos: El nitrógeno líquido se usa ampliamente para el envasado de alimentos, descargando el oxígeno en el envase de alimentos para prevenir la oxidación, el moho y las plagas de insectos, prolongando la vida útil de los alimentos y mejorando la calidad y la seguridad.

· Tratamiento de esterilización: El ambiente de baja temperatura del nitrógeno líquido puede matar algunos microorganismos, lo que puede utilizarse para el tratamiento de esterilización de alimentos hasta cierto punto, lo que ayuda a mejorar la calidad higiénica de los alimentos.

Electrónica

· Fabricación de semiconductores: El generador de nitrógeno líquido puede proporcionar nitrógeno líquido de alta pureza para el proceso de fabricación de semiconductores, que se utiliza para enfriar y limpiar materiales semiconductores y chips, evitar que se oxiden y contaminen durante el proceso de fabricación y garantizar el rendimiento y la confiabilidad de los productos; También se puede utilizar como medio transportador de corriente para reducir la temperatura interna del sistema y mejorar la eficiencia de producción y la calidad del producto.

· Embalaje y soldadura de componentes electrónicos: En el proceso de embalaje y soldadura de componentes electrónicos, el uso de nitrógeno líquido puede proporcionar una atmósfera protectora inerte para evitar la reacción de los componentes con el oxígeno y la humedad del aire, a fin de mejorar la calidad de la soldadura y la estabilidad del producto.

Producción industrial

· Procesamiento y soldadura de metales: En el proceso de procesamiento de metales, se puede utilizar nitrógeno líquido para enfriar rápidamente los metales, controlar la microestructura y las propiedades de los materiales metálicos y mejorar la dureza, la resistencia y la resistencia al desgaste de los metales; Durante el proceso de soldadura, la inyección de nitrógeno líquido puede enfriar rápidamente la pieza de soldadura, reducir la tensión y la deformación de la soldadura y mejorar la calidad de la soldadura.

· Petroquímica: En el proceso de refinación de petróleo, la protección por inertización puede prevenir la oxidación y el deterioro del petróleo en contacto con el aire; en el reformado catalítico, el hidrocraqueo y otros procesos, el nitrógeno puede utilizarse como gas protector para prevenir el envenenamiento y el fallo del catalizador y mejorar la eficiencia de la refinación. Además, el nitrógeno también puede utilizarse en la purga de oleoductos y gasoductos, las pruebas de presión y otros proyectos.

· Otras aplicaciones industriales: En la fabricación de vidrio, procesamiento de caucho, moldeo de plástico y otros procesos de producción industrial, el nitrógeno líquido se puede utilizar para enfriar moldes, controlar la temperatura de reacción, mejorar la calidad del producto, etc.; En algunos tratamientos de gases residuales industriales, el nitrógeno líquido también se puede utilizar como medio de enfriamiento para ayudar a separar y recuperar componentes útiles de los gases de escape.