Использование криогенного охлаждения становится все более распространенным. В то время как криогенная технология является чем-то относительно новым, все больше и больше производителей замечают, что их работа может быть выполнена значительно быстрее, лучше и эффективнее при очень низких температурах.
Но каковы именно преимущества криогенного охлаждения? В этой статье мы сравним криогенное охлаждение с некоторыми другими методами охлаждения и объясним, почему криогенная техника стала все более известной и популярной в последние десятилетия.
Что такое криогенное охлаждение?
Криогенное охлаждение — это использование чрезвычайно холодных температур для быстрого и эффективного охлаждения материалов. В большинстве случаев речь идет об использовании жидких газов, которые при температуре -160°C или ниже называются «криогенными».
То, как достигаются эти температуры, в значительной степени зависит от охлаждаемого материала и типа используемого газа. Как и указано на нашей странице о криогенной технологии криогенные температуры достигаются, в частности, за счет теплопроводности, испарительного охлаждения, охлаждения за счет быстрого расширения или адиабатического размагничивания.
Выбор конкретного газа также зависит от охлаждаемого материала. Жидкий азот широко используется для охлаждения продуктов питания, биологических материалов и электронных компонентов, в то время как гелий широко используется для крупных исследовательских проектов и в космических полетах.
Криогенное охлаждение для сохранения качества
Как было описано несколько недель назад в нашем блоге о криоконсервировании:
криогенное охлаждение имеет значительное преимущество, когда необходимо сохранить продукт или материал в оптимальном качестве.
Например, когда продукты, биологические материалы или медикаменты замораживаются в «нормальном» морозильнике при температуре около -18 °C, процесс замораживания является относительно медленным и нерегулируемым. Это приводит к образованию кристаллов льда, которые могут повредить форму и структуру продукта.
Замороженные фрукты ясно показывают эту проблему. Если это «обычный» морозильник, то и внешний вид, и качество продукта перестают быть одинаковыми.
Это не всегда проблема для еды, но это проблема с медицинскими материалами. В этом случае криогенное замораживание является логичным решением.
Применяя криогенную заморозку, процесс охлаждения контролируется (контролируемая скорость замораживания). Это обеспечивает быстрое и глубокое замораживание, в то же время предотвращая потерю влаги и образование кристаллов. Например, криогенное замораживание снижает потери влаги примерно до 1%, по сравнению с примерно 1,5-2% в туннельном морозильнике IQF и 4% в спиральном морозильнике.
Криогенное охлаждение для быстрого рабочего процесса
Наряду с повышением качества, криогенные газы ускоряют рабочие процессы в различных отраслях промышленности.
Например, в пищевой отрасли регулярно случается, что работу приходится останавливать на некоторое время, потому что сначала продукт должен остыть. Это неправильно и легко решается криогенным охлаждением. Криогенный морозильный туннель, например, обеспечивает мгновенное охлаждение продуктов питания, что делает ненужным прерывание производственного процесса.
Также, в автомобильный отрасли криогенные газы экономят криогенное время охлаждения. Известным криогенным методом охлаждения в этой отрасли является термоусадка. В этом процессе механические детали погружаются в охлаждающую коробку, заполненную жидким азотом, и сжимаются до такой степени, что их можно затем вставить, например, в блок двигателя с незначительным усилием. Как только детали возвращаются к температуре окружающей среды, детали снова расширяются и прочно закрепляются в двигателе. Дополнительные охлаждающие колеса часто помещаются в охлаждающие контейнеры, что дает объекту время остыть без замедления рабочего процесса.
Наконец, криогенные методы охлаждения также позволяют сэкономить много времени в обрабатывающей промышленности. В случае алюминиевого экструдера, например, жидкий азот используется не только для инертизации рабочего пространства (так же, как и в случае с электронной отраслью), а также для быстрого охлаждения алюминиевых профилей сразу после производства. Кроме того известно, что криогенное охлаждение также увеличивает скорость и эффективность стальных инструментов.
Короче говоря, криогенное охлаждение представляется очень эффективным методом охлаждения. И чем эффективнее охлаждение, тем меньше перерывов в работе и тем быстрее можно завершить проект.
Криогенное охлаждение как устойчивая альтернатива
Хотя они существенно отличаются друг от друга, криогенные газы также имеют одно важное сходство: они являются натуральным продуктом. Обычно используемый азот, например, просто присутствует в воздухе.
В воздухоразделительных установках азот, кислород, аргон и очень небольшое количество инертных газов фильтруются из воздуха и отделяются друг от друга, после чего их можно использовать в жидком виде в криогенных приложениях.
Газ высвобождается после использования? Затем он снова смешивается с воздухом. Нет необходимости их собирать и фильтровать, и нет никакого загрязнения воздуха.
Использование сжиженного газа для охлаждения инструментов имеет дополнительное преимущество с точки зрения экологии. Подтверждено, что криогенное охлаждение снижает износ инструмента. Лучшее и более длительное использование материалов снижает отходы и загрязнение окружающей среды.
Экономьте деньги с помощью криогенного охлаждения
После прочтения предыдущих абзацев это преимущество может быть уже очевидным. Однако мы не можем просто упускать из виду финансовые преимущества криогенного охлаждения. Фактически, по сравнению с альтернативными методами охлаждения, криогенное охлаждение имеет два основных финансовых преимущества.
Во-первых, криогенное газовое охлаждение намного быстрее, чем большинство других методов охлаждения, а это просто экономит время. Это гарантирует, что процессы могут проходить без проблем, без времени ожидания и перерывов.
Во-вторых, криогенные системы охлаждения часто дешевле в расходах на установку и покупку, чем известные альтернативы. Затраты на техническое обслуживание также невелики, и системы можно легко и быстро очистить.
Конечно, речь идет о холодильных системах, использующих газы воздуха, например, популярный жидкий азот. При использовании более разреженного газа, такого как гелий, проект может быть намного дороже.
Однако при правильной технологии возможно также устойчивое и доступное по цене использование дефицитных сжиженных газов. Хорошим примером этого является
ASuMED криогенный двигатель который мы подробно описали в нашем предыдущем блоге. В этом инновационном сверхпроводящем авиационном двигателе используется гелий в так называемой замкнутой системе. Гелий не выходит из системы и постоянно циркулирует и используется повторно. Для получения более подробной информации, ознакомьтесь с нашим блогом о криогенном двигателе.
Как Demaco делает возможным криогенное охлаждение
В Demaco все вращается вокруг криогенного охлаждения. Ежедневно наша опытная команда участвует в новых криогенных проектах и вопросах в самых разных криогенных отраслях промышленности.
Наш сайт вакуумно-изолированные трубопроводы, продукция для кондиционирования (повышение качества) и решения «под ключ» — все это способствует эффективной транспортировке, хранению и использованию сжиженного газа. Это делает криогенное охлаждение безопасным, долговечным и эффективным в соответствии с пожеланиями заказчика в рамках конкретного проекта.
Хотите узнать больше?
У вас есть вопросы о наших криогенных продуктах и о том, как Demaco делает возможным криогенное охлаждение? Не стесняйтесь обращаться по нашему адресу или посмотрите на нашу продукцию и проекты для дополнительной информации.
