Bei Demaco entwerfen und bauen wir kryogene Infrastrukturen, die die effektivsten und sichersten kryogenen Gase gewährleisten. Wir liefern vakuumisolierte Transferleitungen und Produkte zur Qualitätsverbesserung an eine Vielzahl von Branchen. Doch wofür werden diese Gase verwendet? Welche kryogenen Anwendungen befinden sich am Ende unserer Rohrleitungen?
In diesem Blog listen wir einige der gängigsten kryogenen Anwendungen auf.
Kryogene Anwendungen in der Nahrungssmittelindustrie
In der Nahrungsmittelindustrie spielen kryogene Gase eine bedeutende Rolle. Wie wir in unserem letzten Blog berichtet haben, ermöglicht die kryogene Kühltechnik eine Beschleunigung der Kühlprozesse und damit eine möglichst effektive Erhaltung der Produktqualität. Zwei Anwendungen, die wir in der Nahrungsmittelindustrie häufig sehen, sind der kryogene Gefriertunnel und die Kühlbehälter.
Der kryogene Gedriertunnel
Ein Gefriertunnel ist eine lange, geschlossene Struktur, durch die Produkte zur schnellen und effektiven Kühlung geleitet werden. Diese Methode ist ideal für das schnelle Herunterkühlen oder Einfrieren von großen Mengen an Lebensmitteln.
Wie der Tunnel funktioniert, hängt von seinem Einsatzzweck ab. Häufig werden die Produkte mit flüssigem Stickstoff bei -196°C besprüht, um die Produktoberfläche zu kühlen.
Wenn eine Kühlung oberhalb des Gefrierpunkts erforderlich ist oder ein vollständiges Einfrieren das Ziel ist, wird ein Strom aus kaltem Gas durch den Tunnel geleitet.
Kühlbehälter
Kühlbehälter, auch Tauchwannen genannt, ermöglichen das blitzschnelle Kühlen von Produkten durch Eintauchen in flüssigen Stickstoff.
Vor allem zum Gefrieren der Außenseite eines Produkts sind Kühlwannen ideal. Zum Beispiel wird Eiscreme oft in eine Tauchwanne getaucht, um sie mit einer dünnen Schicht Schokolade oder Früchten zu umgeben. Auf diese Weise bleibt die Qualität des Speiseeiskörpers optimal erhalten.
Kryogene Anwendungen in der Medizintechnik
Wie bereits erwähnt, ist die Aufrechterhaltung der Qualität ein wesentlicher Vorteil der kryogenen Kühlung. Dies ist nur ein Grund, warum die Kryotechnik in den letzten Jahrzehnten in der medizinischen Industrie so beliebt geworden ist.
Zwei bekannte kryogene Anwendungen im medizinischen Bereich sind die Abfüllstation und der kryogene Dewar. Darüber hinaus werden auch Gesundheitsbehandlungen in einer Kryosauna immer gebräuchlicher.
Abfüllstationen
In vielen medizinischen Einrichtungen werden kleine Mengen flüssigen Stickstoffs verwendet, um z. B. für die Behandlung von Hautschädigungen oder für die Lagerung von Präparaten.
Da sich der Hauptstickstofftank meist nicht in der Nähe der Station befindet, werden in vielen Einrichtungen Abfüllstationen eingerichtet. An einer Füllstation können Mitarbeiter offene oder geschlossene Dewars befüllen, die dann auf die Station oder an den Arbeitsplatz gebracht werden. So steht immer genügend Flüssigstickstoff zur Verfügung, und es ist auch möglich, den Überblick darüber zu behalten, wie viel Stickstoff die einzelnen Abteilungen verbrauchen.
Kryogene Dewars
Kryogene Dewars werden verwendet, um biologische Materialien in optimalem Zustand zu erhalten. In medizinischen Einrichtungen befinden sich die kryogenen Dewars oft in einer Biobank. Dies ist ein Ort, an dem vakuumisolierte Rohrleitungen und verschiedene Anschlusspunkte für kryogene Dewars montiert sind.
Ein Stickstoff-Dewar wird verwendet, um Materialien wie Blutzellen, Stammzellen und Embryonen durch Kryokonservierung zu konservieren.
Die Kryosauna
Keine wirklich medizinische Behandlung, aber sicherlich interessant, ist die Kryosauna. Bei dieser beliebten Spa-Behandlung wird der Körper für ca. 2-3 Minuten extrem niedrigen Temperaturen ausgesetzt, was das Allgemeinbefinden verbessern soll. Vor allem im Sport-, Rehabilitations- und Wellnessbereich ist diese Behandlung sehr beliebt.
Gewöhnlich wird eine Kryosauna mit Dampf aus flüssigem Stickstoff oder durch Luft, die durch Flüssigstickstoff abgekühlt wird, gekühlt.
Kryogene Anwendungen in der Pharmaindustrie
In der pharmazeutischen Industrie werden kryogene Techniken zur Herstellung, Lagerung und Verpackung von Arzneimitteln eingesetzt. Zwei typische Anwendungen in dieser Branche sind das Trockengefrieren und das kryogene Palettieren.
Der Gefriertrockner
Die Gefriertrocknung ist eine häufig verwendete Methode, um das Wasser aus empfindlichen Materialien zu entziehen, ohne das Material zu beeinträchtigen. Einige pharmazeutische Produkte, die häufig gefriergetrocknet werden, sind Antibiotika, Impfstoffe, Seren und biotechnologische Produkte.
Flüssiger Stickstoff wird wegen seiner effektiven Kühlung häufig in Gefriertrocknern eingesetzt. Der Gefriertrockner bringt das Material zunächst auf extrem niedrige Temperaturen, danach wird es durch ein Vakuum dehydriert.
Der Tieftemperatur-Palettierer
Kryogene Gase werden auch für die Granulierung von Probiotika und Starterkulturen verwendet. Um die Qualität des Produkts optimal zu halten, wird mit flüssigem Stickstoff eine so niedrige Temperatur erreicht, dass mögliche Zersetzungsprozesse gestoppt werden.
Viele Palettierer verfügen auch über einen so genannten Reinraumund erreichen so eine inerte Arbeitsumgebung.
Kryogene Anwendungen in der Automobilindustrie
Die Rolle der Kryotechnik in der Automobilindustrie ist sehr vielfältig. So verwenden Automobilhersteller Flüssigstickstoff, um Schrumpfverbindungen und Dichtheitsprüfungen durchzuführen. Eine der am häufigsten verwendeten kryogenen Anwendungen in der Automobilindustrie ist die Kühlbehälter
Der Kühlbehälter
Wie in der Nahrungsmittelindustrie spielt auch in der Automobilindustrie der entsprechende Kühlbehälter eine wichtige Rolle. Für so genannte Schrumpfverbindungen ist eine mit flüssigem Stickstoff gefüllte Kühlbox unerlässlich.
Um eine Schrumpfmontage zu ermöglichen, wird ein Automobilteil bei einer extrem niedrigen Stickstofftemperatur gekühlt und geschrumpft, so dass es mit leichter Kraft z. B. in einen Motorblock eingesetzt werden kann. Sobald das Teil wieder die Umgebungstemperatur erreicht hat, dehnt es sich automatisch aus und ist dann fest verankert.
Kryogene Anwendungen in der Elektronikindustrie
In der Elektronikindustrie werden kryogene Techniken eingesetzt, um extrem niedrige Temperaturen zu erreichen und auch um eine inerte Arbeitsumgebung zu schaffen. Zwei Anwendungen, die wir in dieser Branche häufig finden, sind inerte Produktionsräume und Mikrochip-Tester.
Der inerte Produktionsraum
Elektronische Bauteile sind sehr empfindlich. Sie sind so klein, dass Oxidation, Feuchtigkeit und hohe Temperaturen während des Produktionsprozesses leicht zu Schäden führen können. Durch die Fertigung in einem inerten Fertigungsbereich werden diese Probleme reduziert oder sogar ganz verhindert.
Unter Inertisierung versteht man den Prozess, bei dem die atmosphärische Luft um ein Produkt durch ein nicht reaktives Gas, wie z. B. Stickstoff, ersetzt wird. Dadurch wird gewährleistet, dass das Produkt nicht kontaminiert wird.
Mikrochip-Tester
Kryogene Gase spielen auch nach der Produktion von elektronischen Geräten eine wichtige Rolle. In einer mit Flüssigstickstoff gekühlten Umgebung wird z. B. getestet, ob die Mikrochips in einem Gerät den niedrigen Temperaturen im täglichen Gebrauch standhalten. Funktioniert das Gerät noch einwandfrei, nachdem es Temperaturen von bis zu -45 °C ausgesetzt war? Wenn ja, kann es ohne Bedenken verkauft und verwendet werden.
Kryogene Anwendungen in der Metallproduktion
Last but not least eine Branche, die wir bereits in unserem vorherigen Blog zur kryogenen Kälteerzeugung kurz angesprochen haben. Kryogene Gase sind auch bei der Herstellung von Metallen unverzichtbar. Eine Anwendung, bei der flüssiger Stickstoff eine wichtige Rolle spielt, ist die Kühlung von Extrusionsmatrizen für Aluminium.
Die Extrusionsmatrix für Aluminium
Die Extrusionsmatrix selbst ist nicht direkt eine kryogene Anwendung, aber sie ist auf Flüssiggas angewiesen. Beim Extrudieren von Aluminium entsteht eine immense Wärme, die für ein einwandfreies Endprodukt effektiv abgeführt werden muss. In den meisten Fällen wird dazu Flüssigstickstoff verwendet.
Die Kühlung mit flüssigem Stickstoff erfolgt zeitnah und sorgt dafür, dass unerwünschte Reaktionen (wie z. B. Oxidation) des Materials verhindert oder reduziert werden.
Demaco, ein wahres Chamäleon
Die oben genannten Anwendungen sind nur eine kleine Auswahl aus allen Bereichen, die von der Tieftemperaturtechnik bedient werden. Die Vielfältigkeit ist enorm, und das gilt auch für den Umfang der Demaco-Dienstleistungen. Als echtes Chamäleon arbeiten wir mit jeder Branche zusammen und liefern genau die kryogene Infrastruktur, die ein bestimmtes Projekt benötigt, um optimal zu funktionieren.
Braucht ein Kunde aus der Nahrungsmittelindustrie Flüssiggas für einen Gefriertunnel? Dann können wir in Absprache mit dem Kunden die perfekte kryogene Infrastruktur für diese Branche liefern. Arbeiten wir mit einem Auftraggeber aus der Luft- und Raumfahrtindustrie oder der Wasserstoffwirtschaft zusammen, können wir wir mit dem Kunden zusammen die optimale Umsetzung des gesamten Projekts gewährleisten.
Unsere Beteiligung an einer Vielzahl von Projekten und Industrien macht unsere Arbeit außerordentlich anspruchsvoll und ermöglicht es uns, eine große Erfahrung und Expertise auf dem Gebiet der Kryotechnik aufzubauen.
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