HANGZHOU NUZHUO TECHNOLOGY GROUP CO.,LTD.

Nitrogen cair, dengan rumus kimia N₂, adalah cairan tak berwarna, tak berbau, dan tidak beracun yang diperoleh dengan mencairkan nitrogen melalui proses pendinginan mendalam. Nitrogen cair banyak digunakan dalam penelitian ilmiah, kedokteran, industri, dan pembekuan makanan karena suhunya yang sangat rendah dan beragam aplikasinya. Lalu, bagaimana nitrogen cair terbentuk? Artikel ini akan memberikan jawaban terperinci atas pertanyaan ini dari beberapa aspek: ekstraksi nitrogen, metode pemisahan udara dengan pendinginan mendalam, proses produksi nitrogen cair, dan aplikasi praktisnya.

Ekstraksi nitrogen

Produksi nitrogen cair membutuhkan langkah pertama, yaitu memperoleh nitrogen murni. Nitrogen merupakan komponen utama atmosfer bumi, yang mencakup 78% volume udara. Ekstraksi nitrogen biasanya dilakukan menggunakan teknologi pemisahan udara dingin dalam atau metode adsorpsi ayunan tekanan (PSA). Pemisahan udara dingin dalam merupakan metode industri yang paling umum digunakan. Dengan mengompresi dan mendinginkan udara, proses ini memisahkan oksigen, nitrogen, dan komponen gas lainnya pada suhu yang berbeda. Metode adsorpsi ayunan tekanan memanfaatkan sifat adsorpsi yang berbeda dari adsorben untuk gas yang berbeda, sehingga menghasilkan nitrogen dengan kemurnian tinggi melalui siklus adsorpsi dan desorpsi. Metode ini menjamin kemurnian dan kualitas nitrogen sebagai bahan baku untuk proses produksi nitrogen cair.

Metode pemisahan udara dingin yang dalam

Metode pemisahan udara dingin dalam merupakan salah satu langkah kunci dalam produksi nitrogen cair. Metode ini memanfaatkan perbedaan titik didih gas-gas di udara untuk mencairkan dan menguapkan nitrogen, oksigen, dan komponen gas lainnya secara bertahap. Titik didih nitrogen adalah -195,8°C, sedangkan titik didih oksigen adalah -183°C. Dengan menurunkan suhu secara bertahap, oksigen dicairkan terlebih dahulu dan dipisahkan dari gas-gas lain, menyisakan nitrogen dengan kemurnian lebih tinggi. Selanjutnya, nitrogen ini didinginkan lebih lanjut di bawah titik didihnya untuk mencairkannya menjadi nitrogen cair, yang merupakan prinsip inti pembentukan nitrogen cair.

Proses produksi nitrogen cair

Proses produksi nitrogen cair melibatkan beberapa langkah utama: Pertama, udara dikompresi dan dimurnikan untuk menghilangkan pengotor seperti air dan karbon dioksida; kemudian, udara didinginkan terlebih dahulu, biasanya hingga sekitar -100℃ untuk meningkatkan efisiensi pemisahan; selanjutnya, pemisahan dingin mendalam dilakukan, yang secara bertahap mendinginkan gas hingga mencapai suhu pencairan nitrogen untuk menghasilkan gas nitrogen cair. Dalam proses ini, penukar panas dan menara fraksinasi memainkan peran penting dalam memastikan pemisahan berbagai komponen secara efektif pada suhu yang sesuai. Terakhir, gas nitrogen cair disimpan dalam wadah berinsulasi khusus untuk mempertahankan suhunya yang sangat rendah dan mencegah kehilangan uap.

Tantangan teknis dalam pembentukan nitrogen cair

Pembentukan nitrogen cair membutuhkan beberapa tantangan teknis. Pertama, pemeliharaan lingkungan bersuhu rendah, karena titik didih nitrogen cair sangat rendah. Selama proses pencairan, suhu di bawah -195,8℃ perlu dipertahankan, yang membutuhkan peralatan pendingin berkinerja tinggi dan material insulasi. Kedua, selama proses pendinginan mendalam, kondensasi oksigen yang berlebihan harus dihindari karena oksigen cair memiliki sifat pengoksidasi yang kuat dan berpotensi membahayakan keselamatan. Oleh karena itu, selama proses perancangan, proses pemisahan nitrogen-oksigen harus dikontrol secara presisi, dan material yang tepat harus digunakan untuk memastikan keamanan dan stabilitas sistem. Selain itu, pengangkutan dan penyimpanan nitrogen cair memerlukan labu Dewar yang dirancang khusus untuk mencegah kenaikan suhu dan kehilangan uap nitrogen cair.

Aplikasi aktual nitrogen cair

Sifat suhu rendah nitrogen cair membuatnya dapat diaplikasikan secara luas di berbagai bidang. Dalam bidang kedokteran, nitrogen cair digunakan dalam kriosurgeri dan pengawetan jaringan, seperti pembekuan lesi kulit dan pengawetan sampel biologis. Dalam industri makanan, nitrogen cair digunakan untuk pembekuan cepat makanan, karena suhu ultra-rendahnya dapat membekukan makanan dengan cepat, mengurangi kerusakan struktur sel, sehingga mempertahankan rasa dan nutrisi asli makanan. Dalam bidang penelitian, nitrogen cair banyak digunakan dalam penelitian superkonduktivitas, eksperimen fisika suhu rendah, dll., menyediakan lingkungan eksperimen suhu sangat rendah. Selain itu, dalam industri manufaktur, nitrogen cair digunakan dalam pemrosesan logam, perlakuan panas, dan sebagai gas inert untuk mencegah terjadinya reaksi kimia tertentu. Kesimpulan

Proses pembentukan nitrogen cair merupakan proses fisika yang kompleks, terutama dicapai melalui metode pemisahan udara dingin dalam dan teknologi pencairan. Sifat nitrogen cair yang bersuhu rendah membuatnya memainkan peran penting dalam berbagai bidang seperti industri, kedokteran, dan penelitian. Dari ekstraksi gas nitrogen hingga pencairan dingin dalam, hingga aplikasinya, setiap langkah menunjukkan kehebatan teknologi refrigerasi dan pemisahan yang canggih. Dalam praktiknya, teknisi juga perlu terus mengoptimalkan proses produksi untuk mengurangi konsumsi energi dan meningkatkan efisiensi produksi nitrogen cair.

Kami adalah produsen dan eksportir unit pemisah udara. Jika Anda ingin tahu lebih banyak tentang kami:

Orang yang dapat dihubungi: Anna

Telp./Whatsapp/Wechat:+86-18758589723

Email :anna.chou@hznuzhuo.com