よ、皆さん！私は今日、極低温装備の超クールな世界についてあなたとおしゃべりしてうれしいです。このハイテクギアのサプライヤーとして、私はそれがさまざまな業界の束でどのように波を起こしているかを直接見たことがあります。そこで、すぐに飛び込み、極低温機器の多くのアプリケーションをチェックしましょう。
1。空気分離
極低温機器の最も一般的な用途の1つは、空気分離です。空気は窒素、酸素、アルゴンなどのさまざまなガスで構成されており、極低温技術は、これらのガスをさまざまな産業的ニーズに合わせて分離するのに役立ちます。
ガス極低温空気分離プラントそして極低温空気分離ユニットここにキープレーヤーです。それらは、空気を非常に低い温度まで冷却することにより、約170°C〜 -200°Cで動作します。これらの極寒の温度では、さまざまな時点で空気中の異なるガスが凝縮します。たとえば、約183°C、196°Cの窒素、186°Cでの窒素液液。
ガスが液化されると、蒸留カラムを使用して簡単に分離できます。分離ガスには、幅広い用途があります。酸素は、鉄鋼製造、化学生産、および医療用途で使用されます。鋼製造では、酸素が炉に吹き込まれ、炭素やその他の不純物と反応し、高品質の鋼を生産するのに役立ちます。医療分野では、呼吸障害のある患者には酸素が不可欠です。
一方、窒素は、食物保存、電子機器の製造、および化学反応における不活性ガスとして使用されます。食品の酸化と腐敗を防ぐのに役立ちます。エレクトロニクスの製造では、窒素を使用して、高感度成分の酸化を防ぐために、清潔で酸素 - 自由な環境を作り出します。
Argonは、半導体業界の溶接およびシールドガスとして使用されています。溶接では、アルゴンは溶接の周りに保護雰囲気を作り出し、金属が空気中の酸素や窒素と反応するのを防ぎ、溶接に欠陥を引き起こす可能性があります。
2。液化天然ガス（LNG）産業
LNG産業は、極低温装備が重要な役割を果たすもう1つの主要な分野です。天然ガスは主にメタンで構成されており、長距離にわたって効率的に輸送するには、液化する必要があります。極低温装置は、天然ガスを約-162°Cに冷却するために使用され、その時点で液体に変わります。
天然ガスを液化する利点は、その量を約600倍減らすことです。これにより、はるかに簡単でコストがかかります - 保管と輸送に効果的です。特殊な極低温貯蔵タンクと輸送船は、貯蔵および輸送中にLNGを低温に保つために使用されます。
LNGが目的地に到達したら、使用する前に再調整する必要があります。繰り返しますが、このプロセスに極低温機器が関与しています。 LNGは徐々に温められ、ガスはパイプラインを介して分布し、発電、暖房、および車両の燃料として使用されます。
3。医療およびバイオテクノロジー
医療およびバイオテクノロジーの分野では、さまざまな目的に極低温機器が使用されています。最も重要なアプリケーションの1つは、凍結保存です。これは、将来の使用のための実行可能性を維持するために、細胞、組織、および臓器を非常に低い温度で保存するプロセスです。
たとえば、精子、卵、胚は、肥沃度の治療のために凍結保存される可能性があります。体内のさまざまな種類の細胞に発達する可能性がある幹細胞も、研究と治療の目的で凍結保存されています。極低温フリーザーは、温度でサンプルを-196°Cまで維持するために使用され、すべての生物活性を効果的に停止し、サンプルを長期間保存します。
医療分野の別のアプリケーションは凍結手術です。凍結手術では、腫瘍などの異常な組織を破壊するために非常に寒い温度が使用されています。特別な極低温プローブは、液体窒素またはアルゴンガスを標的領域に供給するために使用され、不要な細胞を凍結および殺害します。これは、場合によっては従来の手術に代わる低侵襲的代替です。
4。超伝導
超伝導は、特定の材料が臨界温度を下回ると耐性がゼロで電気を導入できる現象です。この臨界温度は通常非常に低く、多くの場合、-200°C以下の範囲です。
これらの低温を維持するためには、極低温機器が不可欠です。超伝導材料には、高速列車、磁気共鳴イメージング（MRI）マシン、電力伝達など、幅広い潜在的な用途があります。
高速列車では、超伝導磁石を使用して磁気浮揚（MAGLEV）効果を作成し、列車がトラックの上に浮かび、摩擦を減らすことができます。これにより、列車が非常に高速に達することができます。
MRIマシンでは、超伝導磁石が強力な磁場を生成します。これは、人体の内部の詳細な画像を作成するために使用されます。超伝導磁石を使用すると、従来の磁石と比較して、より強力で正確なイメージングが可能になります。
送電では、超伝導ケーブルがほとんど損失がほとんどなく電力を運ぶことができ、電力網の効率を大幅に改善できます。
5。食品産業
食品産業は、極低温機器の恩恵もあります。極低温凍結は、食品を保存するための一般的な方法です。液体窒素または二酸化炭素を使用することにより、食物は非常に迅速に凍結できます。
急速な凍結は、氷の結晶の形成を最小限に抑えることにより、食品の品質を維持するのに役立ちます。大きな氷の結晶は、食物の細胞構造を損傷し、テクスチャーと風味を失います。極低温凍結により、食品は非常に速く凍結され、小さな氷の結晶のみが形成され、食物の元の品質を維持するのに役立ちます。
極低温機器は、一部の食品の生産にも使用されます。たとえば、アイスクリームの生産では、凍結凍結を使用して、より滑らかでクリーミーなテクスチャーを作成できます。
6。航空宇宙
航空宇宙産業では、極低温機器がロケット推進システムで使用されています。液体酸素（LOX）と液体水素は、一般的にロケット燃料として使用されます。これらの燃料は、非常に低い温度で保管および処理する必要があります。
極低温貯蔵タンクは、LOXと液体の水素を液体状態に保つために使用されます。ロケットが発射されると、極低温燃料が燃焼室に送り込まれ、そこで反応して大量の推力を生成します。極低温燃料を使用すると、ロケットは他のタイプの燃料と比較して、より高いパフォーマンスを実現し、より重いペイロードを運ぶことができます。
ご覧のとおり、極低温機器には、さまざまな業界にわたって幅広いアプリケーションがあります。ガスの分離、食品の保存、ロケットの動力など、この技術は大きな影響を与えています。
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参照
- ペリー、RH、およびグリーン、DW（編）。 （1997）。ペリーの化学エンジニアハンドブック。マクグロー - ヒル。
- Cengel、YA、＆Boles、MA（2015）。熱力学：エンジニアリングアプローチ。マクグロー - ヒル。
- Kirk -Othmer Cencyclopedia of Chemical Technology。 （2004）。 Wiley-インターサイエンス。
