Arten von Dewar-Behältern für flüssigen Stickstoff
Ein Dewar-Behälter für flüssigen Stickstoff ist ein Behälter, der zum Lagern und Transportieren von flüssigem Stickstoff verwendet wird. Er ist in verschiedenen Ausführungen und Größen erhältlich, um bestimmten Anwendungen gerecht zu werden. Der gebräuchlichste Typ ist der stationäre Dewar, der so konzipiert ist, dass er an einem Ort verbleibt. Stationäre Dewars sind in der Regel mit einer breiten Basis ausgestattet, aber das Design kann je nach Größe variieren. Kleinere Dewars können einen stabilen Boden anstelle einer breiten Basis haben.
Einige stationäre Dewars haben auch Räder oder Rollen, die am Boden befestigt sind, um das Bewegen zu erleichtern. Der Hauptzweck des stationären Dewars ist jedoch, an einem Ort zu verbleiben.
Eine weitere beliebte Wahl ist der tragbare oder Transport-Dewar. Diese sind mit Griffen ausgestattet und leicht, damit sie leicht von Personen getragen werden können. Im Gegensatz zu stationären Dewars ermöglichen tragbare Dewars es den Menschen, sie überallhin mitzunehmen, obwohl die Menge an flüssigem Stickstoff, die sie transportieren, begrenzt sein kann.
Eine vakuumisolierte Dewar-Flasche für flüssigen Stickstoff ist speziell für die Lagerung von kryogenen Flüssiggasen wie Stickstoff, Sauerstoff und Argon konzipiert. Diese sind auch in verschiedenen Größen und Formen erhältlich, wie z. B. rund, doppelt und schlank, genau wie die oben genannten normalen Dewar-Behälter.
Ein weiteres einzigartiges Dewar-Flaschen-Design ist der Dewar mit offenem Oberteil. Er wird häufig in Laboren, Fabriken oder chemischen Einrichtungen verwendet, in denen kochendes Wasser benötigt wird.
Die Vakuumkammer in einer Dewar-Flasche bietet eine hervorragende Wärmedämmung. Dadurch bleibt der flüssige Stickstoff im Behälter superkalt und verdampft nicht schnell. Dies macht Dewars sehr hilfreich, um Materialien bei niedrigen Temperaturen zu halten, was für die wissenschaftliche Forschung und medizinische Dinge wie die Konservierung von Zellen und die Sicherstellung der ordnungsgemäßen Funktion von medizinischen Geräten wichtig ist.
Spezifikationen und Wartung des Dewar-Behälters für flüssigen Stickstoff
Spezifikationen der Dewar-Flasche für flüssigen Stickstoff;
- Größen: Der Dewar-Behälter für flüssigen Stickstoff ist in verschiedenen Größen und Kapazitäten erhältlich. Typische Größen werden oft in Litern gemessen, von klein (0-5 L) bis zu großer (≥35 L) Kapazität.
- Vakuumisolierung: Die Dewar-Flasche ist mit einer doppelten oder mehrwandigen Konstruktion gefertigt und nutzt ein Vakuum zur Wärmedämmung. Die Vakuumisolierung reduziert den Wärmeübergang, indem sie ein Vakuum erzeugt und Flüssigkeiten oder Gase bei sehr niedrigen Temperaturen hält.
- Materialien: Die Dewar-Flasche wird aus verschiedenen Materialien hergestellt, darunter Edelstahl, Aluminiumlegierung, Glas usw. Aluminium-Dewars für flüssigen Stickstoff sind leicht, tragbar, einfach zu transportieren und resistent gegen Rost und Korrosion. Dewars für flüssigen Stickstoff aus Stahl bieten längere Haltezeiten, größere Haltbarkeit und eine höhere Bruchfestigkeit im Vergleich zu Glas-Dewars.
- Sicherheitsmerkmale: Einige Dewars verfügen über Sicherheitsdeckel, Entlüftungskappen oder Überdruckschutzvorrichtungen, um Unfälle zu vermeiden und den Benutzer zu schützen.
Die richtige Wartung von Dewar-Behältern für flüssigen Stickstoff ist entscheidend, um ihre Leistung, Zuverlässigkeit und Sicherheit bei der Lagerung von kryogenen Flüssigkeiten zu gewährleisten.
- Regelmäßige Inspektion: Inspizieren Sie den Dewar regelmäßig auf sichtbare Schäden wie Risse, Lecks, Korrosion usw. Überprüfen Sie insbesondere den Zustand der Vakuumisolierungsschicht.
- Reinigung: Reinigen Sie die Außenseite und Innenseite des Dewars mit Wasser und neutralen Reinigungsmitteln. Verwenden Sie keine Scheuermittel oder ätzenden Substanzen, um eine Beschädigung der Oberfläche zu vermeiden.
- Überfüllung vermeiden: Dewar-Behälter werden in der Regel mit einer empfohlenen maximalen Fülllinie geliefert. Die Einhaltung dieser Richtlinie trägt dazu bei, eine korrekte Temperaturverteilung zu gewährleisten und einen übermäßigen Druckaufbau zu verhindern.
- Belüftung: Flüssiger Stickstoff ist eine kryogene Flüssigkeit, die verdampfen und eine große Menge an Gas produzieren kann. Daher ist es wichtig, dass der Dewar-Behälter gut belüftet ist und keine Engstelle entsteht.
- Regelmäßiges Nachfüllen: Bei Dewars, die regelmäßig verwendet werden, ist es notwendig, die kryogene Flüssigkeit rechtzeitig nachzufüllen, um einen Verlust der Kühlleistung zu vermeiden.
- Lagerung: Lagern Sie den Dewar, wenn er nicht verwendet wird, an einem trockenen, gut belüfteten Ort fern von Wärmequellen. Vermeiden Sie eine längere Exposition gegenüber direkter Sonneneinstrahlung.
Szenarien von Dewar-Behältern für flüssigen Stickstoff
Die Fähigkeit der Dewars, extreme kryogene Temperaturen zu halten oder zu erhalten, macht sie in vielen Industrien nützlich, wie z. B. im Gesundheitswesen, in der Biologie, in der Chemie, im Ingenieurwesen, in der Lebensmittelverarbeitung, in der Astronomie und in der Kunstrestaurierung.
- Medizinische Einrichtungen und Labore: Krankenhäuser verwenden Dewar-Behälter für flüssigen Stickstoff für verschiedene medizinische Verfahren. Eine der allgemein bekannten Anwendungen ist die Konservierung von biologischen Proben. Krankenhäuser und medizinische Einrichtungen kümmern sich mit großer Sorgfalt um menschliches Gewebe, Blut, Spermien, Eizellen usw. in flüssigen Stickstoffbehältern, bis sie für Transplantationen oder Forschungszwecke benötigt werden. Gefrorenes Gewebe kann viele Jahre lang ohne Veränderung seines Zustands aufbewahrt werden. Dies macht die Kryokonservierung unschätzbar wertvoll in der medizinischen Forschung und bei Fruchtbarkeitsbehandlungen. Dewars für Stickstoff werden auch in der Kryochirurgie eingesetzt. Bei diesem Verfahren wird die extreme Kälte, die durch flüssigen Stickstoff erzeugt wird, in Warzen, Muttermale und andere gutartige Hautwucherungen eingeleitet, um sie zu zerstören. Die Kryoablation ist ein weiteres Verfahren, bei dem flüssiger Stickstoff im Dewar verwendet wird, um abnormales Gewebe zu zerstören. Dazu gehört die Zerstörung von Tumoren. Meistens treten Tumoren in den Nieren auf. Die Kryochirurgie sollte jedoch nur von ausgebildeten Medizinern durchgeführt werden.
- Wissenschaftliche Forschung: Dewar-Behälter werden in Forschungseinrichtungen häufig für wissenschaftliche Studien, Experimente und technische Anwendungen verwendet. Sie bewahren Proben, Reagenzien und Lösungsmittel bei extrem niedrigen Temperaturen auf, was der Schlüssel zu erfolgreicher und genauer Forschung ist. Dewars für Stickstoff werden auch häufig verwendet, um die Untersuchung und Erforschung neuer Chemikalien, Verbindungen und Elemente zu erleichtern.
- Lebensmittelindustrie: Dewars für flüssigen Stickstoff werden in der Lebensmittelindustrie für das Schockgefrieren und kryogene Gefrieren, die Lebensmittelkonservierung und die Lebensmittelverarbeitung verwendet, insbesondere für die Herstellung von sehr schnellem Eis. Ein Dewar-Behälter kann Lebensmittelsubstanzen und Haut mit Hilfe von flüssigem Stickstoff innerhalb von Sekunden einfrieren. Das kryogene Gefrieren oder sogar das Schockgefrieren friert Lebensmittel schnell ein, indem kleine Eiskristalle im Lebensmittel gebildet werden, wodurch Zellschäden verhindert werden. Kryogen gefrorene Lebensmittel schmecken besser und haben einen höheren Nährwert als Lebensmittel, die mit traditionellen Methoden gefroren wurden.
- Industrielle Anwendungen: Dewar-Behälter werden in verschiedenen Industrien für die Schweißreinigung, das Schrumpfen von Metallen und die Verarbeitung von flüssigem Stickstoff verwendet. Beim Schrumpfen von Metallen werden erhitzte Metallteile mit flüssigem Stickstoff abgekühlt, bis sie sich zusammenziehen. Durch den Prozess entsteht eine feste Passform, wenn die Metalle auf Raumtemperatur zurückkehren. Dadurch entsteht eine sehr feste Verbindung oder mechanische Verbindung, ohne dass Klebstoffe verwendet werden müssen. Produktionsunternehmen können den Dewar auch verwenden, um während bestimmter Produktionsprozesse oder Reaktionen eine inerte Atmosphäre zu schaffen.
- Astronomie und Weltraumforschung: Astronomische Observatorien im Weltraum und auf der Erde nutzen Dewar-Behälter, um empfindliche Geräte wie Infrarotsensoren und -detektoren zu schützen und zu kühlen. Die Temperatur von flüssigem Stickstoff nahe der Raumtemperatur ist kalt genug, um diese Instrumente zu kühlen, und stellt sicher, dass sie bei optimalen Leistungsstufen einwandfrei funktionieren.
- Kunstkonservierung: Dewar-Behälter werden in der Kunstkonservierung und -restaurierung verwendet, um empfindliche Artefakte, Gemälde und Skulpturen zu erhalten. Die niedrige Temperatur von flüssigem Stickstoff stabilisiert Materialien, die anfällig für Abbau oder Schäden sind, und bietet sofortige Umweltkontrolle.
So wählen Sie einen Dewar-Behälter für flüssigen Stickstoff
Bevor Sie einen Dewar-Behälter für flüssigen Stickstoff kaufen, sollten Sie einige Faktoren berücksichtigen, wie z. B. die Anwendung, die Größe, die Ausführung, die Druckfestigkeit und die Sicherheitsmerkmale.
- Anwendung: Unternehmen müssen ihre spezifischen Anwendungen bewerten, um festzustellen, ob sie flüssigen Stickstoff benötigen oder nicht. Wenn die Verwendung von flüssigem Stickstoff vorhanden ist, wird ein Dewar-Behälter für seine Lagerung und seinen Transport benötigt.
- Größe: Die Kapazität oder Größe des Dewar-Behälters muss an die Bedürfnisse des Unternehmens angepasst sein. Berücksichtigen Sie, wie oft flüssiger Stickstoff nachgefüllt werden muss und welcher Platz für den Dewar-Behälter zur Verfügung steht.
- Ausführung: Bestimmen Sie, welcher Typ von Dewar-Behälter benötigt wird, stationär oder tragbar. Ein stationärer Dewar-Behälter, der Räder hat und relativ klein ist, ist eine geeignetere Option für einen tragbaren Dewar-Behälter.
- Druckfestigkeit: Die Druckfestigkeit des Dewar-Behälters sollte für die jeweilige Anwendung geeignet sein. Dewar-Behälter mit höherer Druckfestigkeit werden für Anwendungen verwendet, bei denen Gase unter hohem Druck gelagert werden müssen.
- Sicherheitsmerkmale: Sicherheitsmerkmale wie Druckbegrenzungsventile und Alarme für den Füllstand von kryogenem flüssigem Stickstoff sollten im Dewar-Behälter vorhanden sein. Diese Merkmale tragen dazu bei, einen sicheren Betrieb zu gewährleisten und Risiken zu minimieren.
Dewar-Behälter für flüssigen Stickstoff – Fragen und Antworten
F1: Wie lange hält ein 20-Liter-Dewar-Behälter für flüssigen Stickstoff?
A1: Ein 20-Liter-Dewar-Behälter für flüssigen Stickstoff hält bei der Verwendung zur Aufbewahrung von biologischen Proben oder Zellen etwa 10 Tage. Der Schlüssel zur Berechnung der Dauer eines Dewar-Behälters ist seine Verdampfungsrate.
F2: Wie groß ist ein Dewar-Behälter für flüssigen Stickstoff?
A2: Die Größe eines Dewar-Behälters für flüssigen Stickstoff kann je nach Anwendungsbedarf unterschiedlich sein. Eine geschätzte Größe könnte wie folgt aussehen: 50-Liter-Dewars (DN50) in der Maschinenindustrie zur Lagerung von Geräten und 20-Liter in der Medizinindustrie zur Aufbewahrung von biologischen Proben.
F3: Gibt es einen Druck in einem Dewar-Behälter für flüssigen Stickstoff?
A3: Es gibt keinen Druck in einem Dewar-Behälter für flüssigen Stickstoff. Der Deckel des Dewar-Behälters ist nicht verschweißt, sondern lose angebracht, damit der Stickstoffdampf entweichen kann und ein Aufbau von Innendruck verhindert wird.
F4: Ist flüssiger Stickstoff dasselbe wie Lachgas?
A4: Nein, sie sind unterschiedlich. Flüssiger Stickstoff ist ein inertes Gas, während Lachgas ein farbloses Gas ist, das in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet wird, von der Anästhesie in der Zahnmedizin bis zur Steigerung der Geschwindigkeit eines Automotors.
