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    液氮的用途有哪些?

    更新時間:2022-07-18      點擊次數:6128

    液氮的用途有哪些?

     

    液氮是低溫-196℃的液體,是由占用空氣成分百分之七十多的氮氣得來的。惰性、無色、無毒,易揮發,使用范圍非常廣。液氮低溫易揮發,所以一般儲存在專用容器—液氮罐中。

    按照液氮純度用途分類,常分為食品級液氮,工業級液氮。食品級液氮純度較高,因為要考慮到人食用安全,純度達到5個9即99.999%。工業級液氮純度不如食品級液氮純度那么高,不同的行業對液氮純度的要求不一樣。

    食品級液氮的應用像液氮冰淇淋、液氮餅干,醫學方面液氮冷凍、麻醉也需要高純度的液氮。其他行業如化工、電子、冶金等對液氮純度有不同要求。

    一、在畜牧業方面的應用

    1、廣泛用于家畜凍配改良技術

    牛精液冷凍的冷源普遍應用液氮,需要時可隨時取出。

    2、家畜及多種動物的胚胎移植中,制備保存胚胎 目前多采用胚胎冷凍儀,屬智能型冷凍儀。該儀器采用微機控制技術,專用軟件,能較準確地控制液氮的施放量,從而保證被凍存的生物制品以適宜的冷凍速率降溫冷凍。

    3、液氮溫保藏微生物技術菌種用-196℃的液氮長期

    4、農業生物基因保存

    5、保存液氮疫苗

    6、用液氮治療奶牛乳頭乳孔外口閉合、家畜皮膚瘤子等也較為普通。

    二、 在醫療事業應用

    1、低溫醫學

    我國臨床低溫醫學工作發展迅速,促進了移植醫學的發展,特別是在骨髓、造血干細胞、皮膚、角膜、內分泌腺體、以及血管和瓣膜等的冷凍保存和移植應用取得了顯著成績。成功的造血干細胞移植依賴于造血干細胞活力的保存。生物樣品在降溫冷凍過程中,當由液態向固態變化的相變期內會釋放一定熱量,使其溫度回升,不控制降溫速率的冷凍過程將會導致組織細胞死亡。準確地測定生物樣品的相變點,用微機編制降溫程序,以便在樣品相變時加大液氮輸入量,克服相變樣品溫度的回升,使細胞安全而迅速地度過相變期,這是提高被凍樣品成活率的關鍵環節。

    2、臨床醫學

    液氮是目前冷凍外科中應用廣泛的冷凍劑。是目前為止發現的一種的制冷劑,把它注入低溫醫療器內,就像手術刀一樣,可以做任何手術。冷凍是用低溫來破壞病灶組織的一種治療方法。細胞由于溫度的急劇變化,組織內外水晶形成,使細胞脫水、皺縮,以致電解質等發生變化,冷凍還可使局部血流速度變慢,微血管血液瘀滯或栓塞造成細胞缺氧死亡。

    采用液氮冰凍配合中藥治療,無毒副作用,痛苦小,,復發率低,術后并發癥少,治療時間短,經濟,是治療的理想方法之一。

    液氮冷凍療法治療結節性癢診、粘液囊腫、多發性尋常疣及神經性皮炎采用的液氮直接噴射法治療慢性咽炎,將液氮直接噴射在病變表面,降溫快、深、面廣,并能消滅中間地帶,收到滿意的近期效果。每個凍融周期掌握在1min左右,連續4~5個凍融周期。每周僅1次。

    三、在食品工業應用

    1、液氮在食品速凍中的應用

    在眾多的保藏法中,冷凍保藏法應用尤為廣泛,效果也非常顯著。而作為冷凍保藏方法之一的液氮速凍早已被食品加工企業所采用,由于它能實現低溫深冷的超速凍,也有利于實現凍結食品的部分玻璃化,使食品解凍后能限度地恢復到原來的新鮮狀態和原有的營養成分,極大提高了冷凍食品的品質,因此在速凍工業中顯示出*的生命力。

    2、液氮在飲料加工中的應用

    目前,已有不少飲料生產廠家采用氮或氮與C02的混合物取代傳統的C02,對飲料進行充氣包裝。充了氮的高碳酸型飲料,比僅充填二氧化碳的飲料引起的問題要少;氮對于灌裝無泡飲料,如酒和果汁也是很理想的。在非充氣飲料罐頭中加注液氮的好處是,所注入的少量液氮可排除每只罐頭頂部空間中的氧氣,使貯罐上部空間的氣體呈惰性,從而延長了易腐品的貯存期限。

    3、液氮在果蔬貯存保鮮中的應用

    液氮用于果蔬的貯存保鮮具有氣調的優點,可調節農副產品旺季和淡季供需方面的矛盾,減少貯存上的損失。氣調的功能是提高氮氣的濃度,同時控制氮、氧與C02的氣體比例,并使其保持在穩定狀態,降低果蔬的呼吸強度,延緩后熟過程,從而使果品、蔬菜保持采摘時的新鮮狀態和原有營養價值,延長果蔬保鮮期。

    4、液氮在肉制品加工中的應用

    液氮在對原料肉絞制、斬拌或混合等工序中加入,可有效提高產品質量。如在沙拉米型香腸加工中,液氮的使用可提高肉保水性,阻止脂肪氧化,改善切片性和外觀質量;用于肉制點心、肉脯等再制肉的加工,不僅可使肉糜混合時加速蛋白質溶解和增強保水性,且對保持產品*形狀尤為有效。另外原料肉經液氮快速冷卻,既可在較長時間內保持熱肉特性,氣又保證了肉品衛生安全;在加工工藝上,無須再擔心溫度上升對肉質的影響,且加工可不受原料溫度、加工時間、季節因素的影響,同時還可使加工過程處于低氧分壓,在一定范圍延長了產品的貨架壽命。

    5、液氮在食品低溫粉碎中的應用

    低溫粉碎,就是將冷卻到脆化點溫度的物質,在外力作用下破碎成粉體的過程。食品的低溫粉碎是近幾年發展起來的一種食品加工新技術,該技術特別適宜于加工含芳香成分多、含脂量高、含糖量多和含膠狀物質多的食品。用液氮進行低溫粉碎處理,可連原料的骨、皮、肉、殼等一次性全部粉碎,使成品顆料細小并保持其有效營養。如日本將經液氮凍結后的海藻、甲殼素、蔬菜、調味品等,投入粉碎機粉碎,可使成品微細粒度高達100μm以下,且基本保持原有營養價值。此外,用液氮進行低溫粉碎,還可粉碎常溫下難以粉碎的物料、熱敏性及受熱易變質,易分解的物質。另外,液氮可以粉碎如脂肪多的肉類、水分多的蔬菜等在常溫下難以粉碎的食品原料,并可以制造迄今新加工食品。

    6、液氮在食品包裝中的應用

    英國倫敦一家公司開發出一種簡單實用的食品保鮮包裝方法,就是在給食品進行包裝時,往包裝袋內加入幾滴液氮。當液氮蒸發轉化成氣體時它的體積迅速擴大,在包裝袋內快速取代原有的大部分氣體,減少食品因氧化而造成的變質,從而大大延長食品的保鮮期。

    7、液氮在食品冷藏運輸中的應用

    冷藏運輸是食品工業中很重要的一部分。開發液氮制冷技術,發展液氮冷藏火車、冷藏汽車及冷藏集裝箱是現今國際上的共同發展趨勢。經濟發達國家多年的應用實踐表明,液氮制冷系統是在商業上可與機械制冷系統相競爭的冷藏保鮮技術,也是食品冷藏運輸的發展方向。

    8、液氮在食品工業中的其它應用

    由于液氮的制冷作用,蛋汁、液體調味品、醬油能夠加工成可自由流動并能倒出的顆粒狀冷凍食品,這些食品可隨時使用并且很容易配制。在研磨香料和吸水的食物添加劑,如糖的替代品和卵磷脂時,液氮被注入到研磨機中來保護有價值的成分,同時也增加了研磨產量。周順華等人研究證明,利用液氮淬冷協同高溫解凍進行花粉破壁具有效果好、破壁率高、速度快及花粉生理活性保持穩定、不受污染等特點。

    四、在電子工業中應用

    1、超導技術

    超導體得天獨厚的特性,使它可能在各種領域得到廣泛的應用。以液態氮代替液態氦作超導制冷劑獲得超導體,使超導技術走向大規模開發應用,認為是2 0世紀科學上最偉大的發現之一。

    2、電子元件制造與檢測

    液氮是一種更快和更有效的屏蔽和測試電子元器、電路板的方法。

    3、低溫球磨技術

    低溫行星式球磨機是將液氮氣體持續地輸入裝有保溫罩的行星式球磨機中,這些冷氣將高速旋轉的球磨罐產生的熱量及時吸收,使裝有物料、磨球的球磨罐始終處于一定的低溫環境中。在低溫環境中混合、細磨、新產品研制和小批量生產高新技術材料的裝置。該產品體積小、功能全、效率高、噪聲低,廣泛應用于醫藥、化工、環保、輕工、建材、冶金、陶瓷、礦產等部門。

    4、綠色切削加工技術

    低溫切削是利用低溫流體如液態氮、液態二氧化碳和冷風等噴向加 工系統的切削區域,造成切削區的局部低溫或溫狀態,利用工件在低 溫條件下產生的低溫脆性,提高工件的切削加工性、刀具壽命和工件表面質量。 液氮冷卻切削主要有兩種應用形式,一種是利用瓶裝壓力將液氮像切削液一樣直接噴射到切削區;另一種是利用液氮受熱蒸發循環來間接冷卻刀具或工件。目前低溫切削加工主要應用于鈦合金、高錳鋼、淬硬鋼等難 加工材料的加工中。

    五、其它領域

    酒泉衛星發射中心特燃站生產液氮,它是燃料的推送劑,大量的液氮用高壓把燃料推向燃燒室。 應用于高溫超導電力電纜開發;應用于緊急維修中對液體管道進行凍結;應用于物質的低溫穩定和低溫淬火;液氮冷裝配技術(熱脹冷縮現象在工業中的應用)也廣泛使用;液氮人工增雨技術;液氮排液技術及時降液誘噴,正在不斷深入研究。

    采用氮氣井下滅火,火勢被迅速撲滅,同時又消除了瓦斯爆炸危險等。 為什么選擇液氮:因為比其它方法冷卻得更快,并且不與其它物質起化學反應,大大地節省空間,提供了干燥的氣氛,它是環保的(液氮使用后直接揮發成氣體返回大氣中,不會留下任何污染),它用起來簡單方便。

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