آلة إنتاج النيتروجين السائل

أنواع آلات إنتاج النيتروجين السائل

تُنتج آلة إنتاج النيتروجين السائل النيتروجين السائل من خلال توفير جوٍّ بدرجة حرارة -196 درجة مئوية. هناك أنواع مختلفة متاحة:

• توليد النيتروجين بالامتصاص التأرجحي للضغط (PSA): تكمن التكنولوجيا الأساسية وراء محطات PSA في قدرتها على فصل الأكسجين عن الهواء الجوي، الذي يتكون بشكل أساسي من النيتروجين (78٪ حجمًا)، من خلال الامتصاص الانتقائي الذي يُدفع بشكل رئيسي بواسطة تغيرات الضغط. تتيح هذه العملية إنتاج نيتروجين عالي النقاء في الظروف الجوية دون الحاجة إلى التبريد المُبرد أو دورات التجمد. صُممت أنظمة PSA لتشغيلها بكفاءة تحت درجات حرارة ورطوبة الغرفة، مما يجعلها مثالية للمساحات الداخلية حيث قد لا تكون طرق التبريد التقليدية ممكنة. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لعدم استخدام أي مواد كيميائية ضارة خلال عملية التنقية، فإنّ محطات PSA تُنتج غازات ناتجة صديقة للبيئة يمكن إطلاقها بأمان في الغلاف الجوي بعد تصفية ثاني أكسيد الكربون والمُلوثات الأخرى. يمكن للشركات التي تبحث عن بدائل مستدامة لمصادر الطاقة الضارة الاستفادة من الاستثمار في تكنولوجيا PSA لاحتياجاتها من توليد النيتروجين.
• توليد النيتروجين الغشائي: تُنقي مُولّدات النيتروجين الغشائية النيتروجين من الهواء المضغوط عن طريق تمريره عبر أغشية انتقائية، التي تُميز بين جزيئات النيتروجين ومكونات الهواء الجوي الأخرى، مثل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون والرطوبة والغازات المُتَبَقّية. ثم يتم خلط الهواء المضغوط مع العديد من الألياف المجوفة الصغيرة. يتسبب الضغط داخل الألياف في تمددها بينما تُقبض في نفس الوقت حول أي جسيمات غير نيتروجينية مُتبقية، مما يدفعها إلى خط أنابيب مختلف، تاركًا فقط غاز نيتروجين عالي النقاء. تُقدم تقنية الغشاء إمدادًا مستمرًا من النيتروجين عالي النقاء بتكاليف تشغيل منخفضة دون الحاجة إلى التبريد المُبرد أو الماكينات المُعقدة. كما أنّ المُولّدات الغشائية لها تأثيرات بيئية أقل من أنظمة التبريد التقليدية، مما يجعلها مثالية للمواقع التي تُعاني من قلة إمكانية الوصول إلى الكهرباء أو الماء حيث يمكن أن تُؤثر النفايات الكيميائية على الصحة العامة. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لعدم استخدامها لمبردات ضارة، تُقلل الأجهزة الغشائية من تلوث الهواء الداخلي، مما يُحسّن من تقييمات جودة الهواء الداخلي (IAQ) ونتائج IPQ، مما يسمح للأشخاص الذين يعيشون في الداخل بالتنفس هواءً أكثر أمانًا.
• حاويات النيتروجين السائل المُبردة المُدمجة: تستخدم حاوية الكريو المُحَملة فراغًا مُعزولًا لتبريد الأشياء إلى درجات حرارة دون الصفر، مما يُخلق تخزينًا آمنًا وفعالًا للعينات البيولوجية والطبية، بما في ذلك الأنسجة والخلايا والحمض النووي، لأنّ المادة الوراثية يمكن أن تلعب دورًا أساسيًا في الحفاظ على المادة الوراثية. تتميز هذه الأجهزة الصغيرة وخفيفة الوزن بمقابض وعجلات، مما يجعلها سهلة الحركة، بينما تُبقي آليات القفل ثابتة أثناء النقل. بعضها يُقدّم حتى خيارات طاقة مثل بطاريات الليثيوم القابلة للشحن أو الألواح الشمسية لجعل عمليات سلسلة التوريد المُتنقلة للعملاء أكثر مرونة. ومع ذلك، لا يمكن إعادة ملء خزانات الكريو المُحَملة إلا بالغاز، وليس النيتروجين السائل. تُعمل حاويات النيتروجين السائل مثل الثرموس من خلال الحفاظ على السوائل الساخنة باردة في جدران مزدوجة معزولة بين طبقتين من الفولاذ المُقاوم للصدأ؛ لذلك، لا يمكنها توليد أي غاز ولكن يمكنها تخزينه.

مواصفات وصيانة آلات إنتاج النيتروجين السائل

المواصفات

• السعة: كمية النيتروجين السائل (باللتر أو الغالون) التي يمكن للآلة إنتاجها في إطار زمني محدد، تُعبّر عنها عادةً باللتر في الساعة أو في اليوم.
• النقاء: تُعبّر عن مستوى النيتروجين (N2) في الطور الغازي عادةً كنسبة مئوية. تُشير آلة توليد النيتروجين السائل بنقاء 99.999٪ إلى أنّ الآلة تُزيل جميع الغازات الأخرى تقريبًا من الهواء.
• نطاق الضغط: نطاق ضغط تشغيل الآلة، وهو أمر أساسي لضمان كفاءة وسلامة إنتاج النيتروجين.
• العرض والعمق والارتفاع: ستُؤثر الأبعاد الفعلية للآلة على متطلبات المساحة والتثبيت.
• الوزن: وزن الآلة، وهو أمر مهم لتحديد طرق التعامل والتثبيت.
• مستوى الضوضاء: مستوى ضوضاء تشغيل الآلة، الذي يُقاس بالديسيبل (dB)، قد يُتطلب عزل الصوت في بعض البيئات للامتثال للوائح الضوضاء.

الصيانة

• التفتيش المنتظم: فحص الآلة بأكملها بانتظام، بما في ذلك المكونات الأساسية مثل مُضغّطات الهواء والفلاتر والتوربينات المُوسّعة والفاصلات وصمامات غسل النيتروجين، إلخ، للتحقق من وجود علامات التسرب أو البلى أو التلف. إجراء الإصلاح أو الاستبدال في الوقت المناسب لتجنب المخاطر المحتملة للسلامة أو تدهور الأداء.
• تزييت وصيانة الأجزاء المُتحركة: تحتوي آلات إنتاج النيتروجين السائل عادةً على بعض الأجزاء المُتحركة، مثل التوربينات المُوسّعة والمُضغّطات. سيضمن تزييت وصيانة هذه الأجزاء المُتحركة بشكل صحيح وفقًا لتعليمات الشركة المُصنعة تشغيلًا سلسًا وإطالة عمر الخدمة.
• التنظيف المنتظم: تنظيف الفلاتر وأجهزة الفصل في مُضغّطات الهواء بشكل دوري لضمان نقاء واستقرار الهواء المضغوط. كما يمكن تنظيف سطح الآلة بمنظف خفيف لتجنب الأوساخ والتآكل.
• الاهتمام ببيئة التشغيل: تأكد من أنّ بيئة عمل آلة إنتاج النيتروجين مُتَوّفر فيها تهوية جيدة وجافة، بعيدة عن المواد القابلة للاشتعال والانفجار لتقليل خطر الحريق والانفجار.
• الاهتمام بسلامة التشغيل: عند تشغيل وصيانة آلة مُولّد النيتروجين السائل، تأكد من اتباع تعليمات التشغيل وإجراءات السلامة من الشركة المُصنعة. تعامل مع صمامات الآلة وأنابيبها ومكوناتها الكهربائية، إلخ، وتجنب الإصابات العرضية أو تلف المعدات.

تطبيقات وسيناريوهات آلات إنتاج النيتروجين السائل

النيتروجين السائل (LN2) مفيد للعديد من الصناعات. تُعدّ آلة إنتاج النيتروجين السائل تغييرًا في قواعد اللعبة في الأسواق. قدرتها على إنتاج النيتروجين السائل تُخلق إمكانيات لا حصر لها.

يُعدّ LN2 عنصرًا أساسيًا في مجال الأعمال الغذائية. يمكن لمُولّد النيتروجين السائل تجميد الأطعمة بسرعة، مثل الفواكه واللحوم. تُطيل فترة الحفظ، ويحتفظ الطعام بنكهته الطبيعية. يُمنع التجميد السريع تشكّل بلورات الثلج، مما يُؤدي إلى جودة طعام أفضل عند ذوبانها. تُستخدم آلات النيتروجين السائل أيضًا في إنتاج الآيس كريم عالي الجودة. تُسرّع عملية تجميد الآيس كريم، مما يُؤدي إلى قوام أكثر نعومة.

تعتمد المستشفيات الطبية بشكل كبير على إمداد النيتروجين السائل. يُستخدم للحفظ المُبرد والجراحة المُبردة. تجعل آلات النيتروجين السائل إمكانية توريد النيتروجين بكفاءة من حيث التكلفة واستمراريته للمستشفيات ممكنة. تُعدّ مُولّدات النيتروجين السائل أيضًا مفيدة للبحوث الطبية. يمكن استخدام النيتروجين في العديد من الاختبارات، مما يُحافظ على العينات عند درجات حرارة منخفضة.

غالبًا ما تتطلب المختبرات النيتروجين السائل للتجارب العلمية. تُزوّد مُولّدات النيتروجين المختبرات بشكل مُريح بإمدادات غير محدودة من النيتروجين في الموقع بدلاً من الاعتماد على تسليمات خزانات الهواء الدورية.

يُقدم النيتروجين السائل طريقة فعالة من حيث التكلفة وكفاءة للحفاظ على درجات حرارة منخفضة للغاية في صناعة الأدوية. يلعب دورًا مهمًا في الحفاظ على سلامة المنتجات الصيدلانية من خلال تقليل التفاعلات الكيميائية ونمو الميكروبات وعمليات التحلل.

يُعمل النيتروجين السائل بشكل رائع كمُبرد أثناء عمليات اللحام. تُبرد قطع المعدن بسرعة لتقليل التمدد الحراري وكذلك الانكماش. تُصبح عمليات اللحام أكثر كفاءة مع مُولّدات النيتروجين السائل. لن يُقلق البائعون بشأن المخزون. تُنتج الآلة النيتروجين السائل بشكل مستمر.

كيفية اختيار آلات إنتاج النيتروجين السائل

عند التسوق لشراء آلات إنتاج النيتروجين السائل، يجب على المشترين البحث عن ميزات تجعل الآلات سهلة الاستخدام وآمنة. فيما يلي بعض هذه الميزات المرغوبة:

• نظام تحكم سهل الاستخدام

  يجب أن يكون نظام تحكم الآلة بديهيًا وسهل التشغيل. لذا فإنّ الأزرار البسيطة وشاشات العرض الرقمية الواضحة جيدة.

• أقفال السلامة والإنذارات

  يجب أن يكون لدى جهاز الإنتاج أقفال سلامة لمنع الأخطاء. يعني ذلك أنّ الآلة ستعمل فقط إذا كانت الأغطية مُغلقة بإحكام. كما يجب أن تُنبه الإنذارات المُشغّلين بشأن الظروف الخطرة، مثل ارتفاع درجة الحرارة أو انخفاض تدفق الغاز.

• تصميم محمول

  تُعدّ آلات النيتروجين السائل المُزوّدة بعجلات أو مقابض سهلة الحركة من مكان إلى آخر. يمكن للمُشغل نقل الجهاز إلى مكان يعمل فيه بشكل أفضل أو يُناسب المُستخدم.

• مكونات مُريحّة

  يمكن للأجهزة المُدمجة التي تُنتج وتُخزن النيتروجين السائل، على عكس تلك التي تُنتجه فقط، تقليل تكاليف التخزين وأن تكون أكثر اقتصادية على المدى الطويل.

• دليل التعليمات

  يُعدّ اختيار جهاز به دليل تعليمات مُفصل أمرًا ضروريًا. يُوفر الدليل إرشادات واضحة للإعداد والتشغيل والصيانة، ويتضمن رسومًا توضيحية مفيدة.

• متطلبات الصيانة

  تُعدّ الآلات المُتينة ذات الصيانة الدنيا خيارًا مُناسبًا من حيث التكلفة على المدى الطويل. جهاز يحتاج فقط إلى صيانة مهنية في بعض الأحيان يُوفّر الوقت والمال.

• معدل إنتاج النيتروجين السائل

  يُساعد فهم سرعة إنتاج آلة النيتروجين السائل في تحديد ما إذا كانت تُلبي المتطلبات المحددة. تُنتج معظم الآلات النيتروجين بمعدلات مختلفة.

• تكنولوجيا التبريد

  تُستخدم بعض الآلات تقنيات تبريد مُتطورة من أجل إنتاج أكثر كفاءة أو سرعة. تشمل الأمثلة الثلاجات ذات الأنبوب النبضي ومبردات جول-تومسون.

أسئلة وأجوبة

س1: كم من الوقت يمكن أن يستمرّ النيتروجين السائل؟

ج1: يمكن أن يستمرّ النيتروجين السائل لبضعة أسابيع، لكنّه يتبخر في النهاية لأنه لا يمكن إغلاقه بشكل مثالي. مع العناية المناسبة، يمكن أن يستمرّ لعدة أشهر.

س2: ما هي فوائد آلة النيتروجين السائل؟

ج2: تُقدم مُولّدات النيتروجين السائل الاكتفاء الذاتي في إمدادات النيتروجين، وتوفير التكاليف مع مرور الوقت، وتوافر النيتروجين دون انقطاع، ومصدر مستدام للنيتروجين عالي النقاء.

س3: أين يوجد النيتروجين السائل؟

ج3: يُنتج النيتروجين السائل تجاريًا من الهواء باستخدام محطات فصل الغازات المُبردة ثم يُنقل بالجملة أو يُخزن في عبوات Dewars.

س4: ما هو أكبر استخدام للنيتروجين السائل؟

ج4: أكبر استخدام للنيتروجين السائل هو حفظ العينات البيولوجية، مثل الأنسجة البشرية والجينات والخلايا، عند درجات حرارة منخفضة للغاية.