Al sinds 1989 houden we ons bij Demaco bezig met vacuümtechniek als cryogene (leiding)isolatie. Deze innovatieve techniek biedt de beste isolatie voor cryogene transferleidingen en toepassingen, en heeft al meer dan 1500 van onze klanten geholpen bij het effectief inrichten van hun cryogene systemen.
Maar wat is vacuüm isolatie precies en wat zijn de belangrijkste voordelen van deze techniek? Dit bespreken we uitgebreid in deze blog.
Wat is vacuüm isolatie?
Vacuüm isolatie is een dubbelwandige cryogene (leiding)isolatie waarbij gebruik wordt gemaakt van vacuüm of hoogvacuüm om warmte buiten een transferleiding of toepassing te houden. De cryogene gassen in de leiding of toepassing blijven door deze cryogene leidingisolatie optimaal op temperatuur, waardoor ze hun vloeibare vorm behouden. Tussen de twee wanden wordt met een vacuümpomp alle lucht weggezogen, waardoor een dunne vacuüm omgeving wordt gecreëerd. Hierdoor ontstaat een drukverschil tussen deze omgeving en de buitenlucht, en blijft omringende warmte buiten.
Wat is vacuüm precies? In een theoretisch perfect vacuüm bedraagt de druk precies 0 pascal (Pa). De ruimte bevat geen materie en geen druk, waardoor men ook de term luchtledig regelmatig gebruikt.
De isolatiewaarde van een materievrije ruimte, zoals vacuümglas is enorm hoog. Vergeleken met bijvoorbeeld PIR/PUR, Foam vacuümglas, Armaflex, Perlite en Misselon isoleert vacuüm isolatie maar liefst 8 tot 25 keer beter. Wordt de vacuüm omgeving bovendien gecombineerd met een multi-layer combinatie van aluminiumfolie en glaspapier, dan wordt warmteinlek bijna volledig geblokkeerd.
De bovenstaande afbeelding laat zien uit welke onderdelen een vacuüm geïsoleerd leidingstuk bestaat. Via het pompventiel onder de zwarte dop wordt de ruimte tussen de twee lagen van de leiding vacuüm gepompt. De groene afstandhouders zorgen voor voldoende ruimte tussen de twee buizen en de compensator (bellow) vangt eventuele krimp van de binnenste buis op. Als laatste is een multi-layer isolatie te zien, waarmee de isolatiewaarde nog meer wordt verhoogd.
Hoe ziet deze cryogene leidingisolatie erin de praktijk uit? De volgende tien voordelen zijn voor veel van onze klanten een reden om hun cryogene vriezers, tanks, koelbakken of andere cryogene systemen van vacuüm geïsoleerde cryogene leidingisolatie te voorzien.
Een kleinere diameter
Vergeleken met andere vormen van cryogene leidingisolatie neemt een vacuüm omgeving relatief weinig ruimte in beslag. Cryogene engineers kunnen de diameter van vacuüm geïsoleerde transferleidingen daarom relatief klein houden, en ook toepassingen met deze vorm van isolatie hebben weinig ruimte nodig. De dikte valt erg mee, en de bouw is makkelijk te realiseren. Dit maakt vacuüm isolatie ideaal voor gebruik in kleine(re) ruimtes.
Op de onderstaande afbeelding is de verhouding tussen ongeïsoleerde leidingen, leidingen geïsoleerd met foam en vacuüm geïsoleerde leidingen te zien. Natuurlijk neemt een vacuüm geïsoleerde leiding meer plek in beslag dan een ongeïsoleerde leiding, maar de diameter komt niet in de buurt van die van de met foam geïsoleerde leiding.
Kwaliteitsbehoud van crygene stoffen
Kwaliteitsbehoud staat centraal in de cryogene techniek. Cryogene systemen, transferleidingen, cryogene tanks, aanvullende producten en cryogene oplossingen zijn er allemaal op gebouwd om de opwarming van cryogene vloeistoffen te minimaliseren, zodat deze in de juiste kwaliteit een toepassing bereiken. Warmen ze namelijk op, dan ontstaan er gasbellen en kunnen er problemen ontstaan in de toepassing.
De isolatiewaarde van vacuüm isolatie ligt aanzienlijk hoger dan die van de meeste andere cryogene isolatiematerialen. Dit betekent simpelweg minder warmteinlek, minder gasvorming en daardoor vloeibaar gas van een hogere kwaliteit.
Minder gasverlies
De eerdergenoemde warmteinlek resulteert niet alleen in vloeibaar gas van een lagere kwaliteit, maar ook in gasverlies.
Wanneer een cryogene vloeistof zoals vloeibare stikstof of vloeibare waterstof door slechte isolatie of door een lek in het systeem gasvormig wordt, dan gaat dit in de meeste gevallen verloren. Het verlaat het systeem, al dan niet via een kwaliteitsverbeterend product zoals een afgasautomaat of degasser.
Gasverlies kost geld, en dit kan door het gebruik van goede isolatie worden voorkomen. Vergeleken met andere vormen van cryogene isolatie beperkt vacuüm isolatie gasvorming en gasverlies aanzienlijk. Dit betekent minder verspilling en minder kosten voor de eindgebruiker.
Minder ijsvorming bij cryogene koeling
Gasverlies leidt tot ijsvorming op het leidingwerk, vaak bij zwakke plekken of beschadiging bij, aansluitingen of koppelingen. Wanneer gas een leiding verlaat, is dit nog erg koud. Komt het dan ook in aanraking met een ‘normale’, warme en vochtige omgeving, dan zal de waterdamp in de omringende lucht direct op de koude oppervlakte van de leiding bevriezen.
Grote stukken ijs aan de leidingen kunnen afbreken en letsel veroorzaken of omliggende materialen beschadigen. Daarnaast kan ijsaangroei ook opstoppingen veroorzaken in transferleidingen of systemen.
Vanwege de zeer hoge isolatiewaarde is vacuüm isolatie zeer succesvol in het voorkomen van ijsaangroei. Daarnaast kan de inzet van aanvullende producten, zoals een afgas heater, ijsaangroei nog meer beperken.
Hygiëne
Naast het voorkomen van ijsvorming zorgt optimale isolatie ook voor een hygiënische werkomgeving. Komen er namelijk gassen vrij, dan ontstaan er vochtige plekken op de leidingen, aansluitingen of op de toepassing. Hierdoor zijn oppervlakken minder makkelijk schoon te houden en is bacterievorming onvermijdelijk.
Ook hier is vacuüm isolatie de oplossing. Door het gebruik van een vacuüm geïsoleerd leidingwerk met naadloos- en elektrolytisch gepolijst buismateriaal wordt niet alleen gasverlies beperkt, maar is ook het reinigen van het cryogene systeem zo gebeurd.
Brede toepasbaarheid
Voornamelijk in specifieke industrieën, zoals de pharmaceutical industry en de medical industry, zijn cryogene toepassingen en vacuum geïsoleerde transferleidingen aan strenge eisen gebonden. De ruimte is vaak beperkt en eerdergenoemde bacterievorming is geen optie.
Voor veel eindgebruikers binnen deze industrieën is vacuüm isolatie dé oplossing. Voorzien van de juiste certificering zien we dan ook veel vacuüm geïsoleerde systemen terug in bijvoorbeeld biobanken (voor cryopreservatie) en in farmaceutische laboratoria.
Binnen bijna iedere cryogene industrie worden toepassingen geïsoleerd met behulp van vacuüm isolatie, en dat maakt de vacuümtechniek extra bijzonder.
Veilig cryogeen invriezen
Op onze pagina over cryogene techniek gaan we in op enkele risico’s die bij het gebruik van cryogene vloeistoffen komen kijken. Zo kan het vrijkomen van vloeibaar gas verwondingen veroorzaken, schadelijk zijn voor de gezondheid of zorgen voor brand of explosie. Daarnaast kan een gaslek grote financiële gevolgen hebben door het verlies van kostbare middelen en is er risico op de eerdergenoemde ijs- en bacterievorming.
Vergeleken met andere vormen van cryogene isolatie verlaagt vacuümtechniek alle bovenstaande risico’s aanzienlijk. Het zorgt daardoor voor meer veiligheid voor medewerkers, omliggende systemen en de portemonnee.
Makkelijk te onderhouden
Vacuüm geïsoleerde transferleidingen worden in de vorm van losse leidingstukken geproduceerd. Eén stuk is gemiddeld 6 meter en onder leiding van een cryogenic engineer wordt door middel van diverse leidingstukken een compleet leidingwerk gevormd. Dit leidingwerk wordt stuk voor stuk vacuüm gepompt en met de juiste koppelingen aan elkaar gemonteerd.
Deze flexibele manier van installeren maakt het makkelijk om problemen in het leidingwerk op te lossen. Geeft één leidingstuk namelijk problemen in de vorm van bijvoorbeeld een lek, dan kan dit deel van het leidingwerk gemakkelijk worden verwijderd voor reparatie.
Langere levensduur
Niet alleen de isolatiewaarde, maar ook de kwaliteit van vacuüm geïsoleerde transferleidingen is enorm hoog. De leidingen zijn gemaakt van een dubbele laag van RVS. Wanneer de ruimte tussen deze lagen vacuüm wordt gepompt, kan een leidingstuk gemiddeld zo’n 15 tot 20 jaar mee. Na deze periode wordt het leidingstuk vaak opnieuw vacuüm gepompt, waarna het nog veel langer gebruikt kan worden.
De levensduur van de materialen is aanzienlijk hoger dan die van de meeste andere isolatiematerialen. Dit maakt vacuümtechniek een voordelige en duurzame oplossing.
Complete systemen
Als laatste een praktisch voordeel van vacuüm isolatie. In tegenstelling tot verschillende andere soorten cryogene leidingisolatie, is een vacuüm geïsoleerd leidingwerk makkelijk te combineren met aanvullende producten die de kwaliteit van vloeibaar gas nog beter maken.
Samen met een netwerk van transferleidingen leveren wij veel van onze klanten aanvullende (vacuüm geïsoleerde) producten zoals fasenscheiders, afgasautomaten of degassers. Zouden deze producten worden geïsoleerd met andere isolatiemethoden, dan namen de complete systemen veel meer ruimte in beslag dan noodzakelijk.
Door de relatief kleine diameter van een vacuüm geïsoleerde leiding en de makkelijke aansluiting op kwaliteitsverbeterende producten wordt een hoogwaardig cryogeen systeem gecreëerd dat klein blijft, breed toepasbaar is, waarbij veiligheid voorop staat en dat zorgt voor vloeibare gassen van de allerhoogste kwaliteit.
Meer weten?
Heb je vragen over cryogene (leiding)isolatie? Wil je meer weten over de diensten van Demaco of heb je technisch advies nodig? Neem gerust contact met ons op of neem een kijkje tussen onze producten en projecten voor meer informatie.
