Các ngành công nghiệp xử lý hóa chất (CPI) sử dụng nitơ – ở dạng khí hoặc lỏng – trong một loạt các ứng dụng (1, 2). Nitơ dạng khí (GAN) có thể làm trơ các bình và đường thanh lọc để loại bỏ nguy cơ cháy nổ và ngăn ngừa các phản ứng oxy hóa không mong muốn có thể làm giảm chất lượng sản phẩm. Nitơ lỏng (LIN) được sử dụng trong các công nghệ Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng và đông lạnh sáng tạo.

LIN là một chất làm lạnh hiệu quả và tiện lợi do tính sẵn có, chi phí thấp và đặc tính trơ. Nó cũng là một cryogen thực tế cho hầu hết các ứng dụng nhiệt độ thấp vì nhiệt độ sôi cực thấp (–195,8 ° C) và khả năng làm lạnh cao ở áp suất khí quyển. Ngay cả ở áp suất cao, các đặc tính nhiệt của LIN ( Bảng 1 ) làm cho nó trở thành một phương tiện làm lạnh hiệu quả để làm lạnh nhanh các quá trình xuống nhiệt độ thấp.

Bài báo này mô tả các phương pháp sử dụng khả năng làm lạnh và đóng băng của nitơ lỏng và khí, cũng như một số ứng dụng cụ thể trong ngành công nghiệp hóa chất và dược phẩm.

Phương pháp làm lạnh LIN/ Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Một số kỹ thuật làm lạnh tận dụng khả năng làm lạnh của LIN trong các quy trình hàng loạt hoặc liên tục.

• làm lạnh bề mặt trực tiếp (bán gián tiếp) ( Hình 1a ). LIN cung cấp khả năng làm mát thông qua một bức tường dẫn điện duy nhất, bề mặt lạnh trong đó đóng băng hoặc làm lạnh các dòng chất lỏng hoặc khí.
• mạch thứ cấp (gián tiếp) làm mát ( hình 1b ). Nhiệt độ sôi của LIN được đệm bằng chất lỏng truyền nhiệt trung gian (HTF) để tăng cường kiểm soát nhiệt độ. Nhiệt độ HTF có thể được điều chỉnh đến nhiệt độ quy trình mong muốn, thấp bằng nhiệt độ sôi của LIN. Sau đó, HTF cung cấp khả năng làm lạnh thông qua một bức tường dẫn điện để làm đông lạnh vật liệu hoặc chất lỏng. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng
• làm lạnh GAN ( Hình 1c ). LIN hóa hơi và nhiệt dung hợp lý của GAN lạnh được sử dụng để làm lạnh. LIN bổ sung được tiêm để kiểm soát nhiệt độ. Quá trình làm mát xảy ra thông qua bề mặt dẫn điện hoặc bằng cách thổi GAN lạnh trực tiếp lên vật liệu cần làm mát. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng
• làm mát phun / phun LIN trực tiếp ( Hình 1d ). LIN được tiêm hoặc phun trực tiếp lên vật liệu hoặc vào các quy trình. Vật liệu và quy trình được làm mát bằng nhiệt ẩn của quá trình hóa hơi LIN; tùy thuộc vào thiết kế của hệ thống làm mát, công suất nhiệt hợp lý của GAN lạnh cũng có thể góp phần làm mát. Đây là cách sử dụng hiệu quả giá trị làm lạnh của LIN.
• ngâm làm mát ( Hình 1e ). Việc ngâm trực tiếp trong LIN sẽ làm nguội hoặc đóng băng vật liệu. Tốc độ làm mát phụ thuộc gần như hoàn toàn vào nhiệt ẩn của quá trình hóa hơi LIN. Tốc độ truyền nhiệt tổng thể thường thấp hơn tốc độ làm mát phun / phun LIN trực tiếp, bởi vì GAN có hiệu ứng làm trống – các bong bóng được tạo ra bởi sự sôi hỗn loạn của LIN tạo ra một lớp ranh giới hơi xung quanh vật liệu ngâm, do đó làm giảm Hệ số truyền nhiệt tổng thể. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Tính phù hợp của một phương pháp làm mát cụ thể phụ thuộc vào ứng dụng và bản chất của vật liệu hoặc quá trình được làm mát. Ví dụ, làm mát GAN lạnh là một lựa chọn hấp dẫn để làm mát các vật liệu mỏng manh, trong khi làm mát bằng phương pháp phun / phun hoặc ngâm LIN trực tiếp có thể làm hỏng cấu trúc của vật liệu. Ngoài ra, GAN lạnh và làm mát mạch thứ cấp có thể được sử dụng khi điều quan trọng là phải hoạt động trên điểm đóng băng của vật liệu hoặc chất lỏng để tránh đóng băng có thể làm hỏng vật liệu hoặc làm tắc nghẽn quy trình. Các ứng dụng mong muốn đông lạnh nhanh thường sử dụng làm mát phun / phun LIN trực tiếp hoặc làm mát ngâm. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Các phương pháp làm lạnh và đóng băng LIN này được triển khai trong nhiều ứng dụng khác nhau. Phần còn lại của bài viết này cung cấp tổng quan về một số ứng dụng làm lạnh / đông lạnh LIN trong ngành công nghiệp hóa chất và dược phẩm. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Xay và nghiền đông lạnh/ Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Làm lạnh LIN cho phép xay và nghiền đông lạnh để nghiền thành bột, thành bột có kích thước micromet hoặc submicron, những vật liệu mà nếu không sẽ khó nghiền ở nhiệt độ môi trường. Quy trình này phù hợp với các vật liệu có độ dẻo cao, đặc tính kết dính hoặc nhạy cảm với nhiệt. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Tính đàn hồi . Các vật liệu như cao su và gel đàn hồi có tính đàn hồi cao – tức là chúng chống lại sự chảy trượt, kéo giãn khi va chạm và trở lại trạng thái ban đầu khi loại bỏ ứng suất. Tính chất viscoelastic tỷ lệ thuận với nhiệt độ; do đó, việc hạ nhiệt độ làm nóng chảy vật liệu, giúp quá trình xay xát dễ dàng và hiệu quả hơn. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Tính chất kết dính . Các vật liệu dính như sáp và các mẫu sinh học có dầu có xu hướng bám vào các vật liệu và bề mặt khác. Khi được xay ở điều kiện môi trường xung quanh, chúng tích tụ trong máy nghiền, do đó làm giảm thông lượng máy nghiền, tiêu thụ điện năng tăng đột biến và cuối cùng làm tắc nghẽn quy trình. Nhiệt độ thấp ức chế các cơ chế kết dính gây ra độ dính và tăng lực liên kết giữa các phân tử, làm cho vật liệu giòn hơn và ít dính hơn và do đó dễ dàng hơn để nghiền. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Độ nhạy nhiệt. Một số vật liệu mất hoạt tính hóa học, sinh học hoặc điện hóa ở nhiệt độ cao; ví dụ, nhiệt có thể làm hỏng dược phẩm dựa trên protein. Vì quá trình xay xát tạo ra nhiệt, nên cần phải làm lạnh để kiểm soát nhiệt độ khi chế biến những vật liệu nhạy cảm này. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Nhiệt sinh ra từ quá trình xay xát cũng gây khó khăn hơn cho việc xử lý vật liệu dẻo và dính. Do đó, điều quan trọng là phải kiểm soát nhiệt độ của máy nghiền cũng như nhiệt độ của vật liệu được nghiền. Xay đông lạnh liên quan đến việc làm mát vật liệu và / hoặc máy nghiền, nói chung là thông qua việc tiêm LIN trực tiếp ( Hình 2 ). LIN được bơm vào cũng làm trơ trong khí quyển, ngăn cản các phản ứng oxy hóa không mong muốn. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

▲ Hình 1. Các phương pháp làm lạnh LIN. (a) Một bức tường dẫn điện, được làm mát bằng LIN, đóng băng hoặc làm mát chất lỏng tiếp xúc với nó. (b) Chất lỏng truyền nhiệt (HTF) đóng vai trò là tác nhân làm mát trung gian giữa LIN và chất lỏng để tăng cường kiểm soát nhiệt độ. (c) GAN lạnh nguội đi qua vách dẫn điện hoặc có thể được thổi trực tiếp lên chất lỏng cần làm lạnh. (d) LIN được tiêm hoặc phun trực tiếp lên vật liệu hoặc vào quá trình. (e) Khi vật liệu được ngâm trực tiếp trong LIN, các bong bóng sinh ra từ quá trình sôi hỗn loạn tạo ra ranh giới hơi xung quanh vật liệu, làm giảm hệ số truyền nhiệt tổng thể. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Đông khô/ Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Quá trình đông khô, hoặc làm khô đông lạnh, làm mất nước các vật liệu nhạy cảm với nhiệt ( ví dụ , protein) bằng cách làm đông vật liệu bằng LIN, sau đó là thăng hoa có kiểm soát trong chân không. Vật liệu có thể được làm đông khô để bảo quản các cấu trúc cực nhỏ ( ví dụ , cấu trúc tế bào) và để tăng cường tính ổn định của sản phẩm khi bảo quản và vận chuyển trong thời gian dài. Làm lạnh cơ học bằng máy nén đã được sử dụng cho các ứng dụng đông khô, nhưng LIN đã trở nên phổ biến vì nó cho phép kiểm soát quá trình đông lạnh tốt hơn và phạm vi hoạt động rộng hơn (3) . Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Trong các hoạt động quy mô nhỏ, vật liệu có thể được làm đông lạnh bằng cách ngâm LIN hoặc làm mát bề mặt trực tiếp trước khi đưa vào buồng chân không. Trong các hoạt động quy mô lớn hơn ( Hình 3 ), làm mát mạch thứ cấp LIN (sử dụng chất lỏng truyền nhiệt) là phương pháp cấp đông kinh tế và hiệu quả nhất, vì nó cung cấp khả năng cấp đông nhanh, nhiệt độ lạnh và kiểm soát nhiệt độ linh hoạt để tăng tốc độ sấy chân không . Sau khi làm đông lạnh, bơm chân không làm thăng hoa phần lớn dung môi đông lạnh trong bước làm khô sơ cấp. Một bình ngưng đông lạnh, được làm mát thông qua làm mát bề mặt trực tiếp LIN, tối đa hóa tốc độ truyền khối lượng của dung môi từ vật liệu đông lạnh sang bề mặt bình ngưng. Bất kỳ dung môi liên kết hóa lý nào ( ví dụ, nước) không bị loại bỏ trong quá trình sấy sơ cấp được loại bỏ trong quá trình sấy thứ cấp, ở đó nhiệt độ vật liệu và chân không được tăng lên. Nếu vật liệu được làm đông khô nhạy cảm với oxy, thì việc lấp đầy lại bằng khí trơ sẽ phá vỡ chân không trong khi vẫn duy trì bầu không khí trơ. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

▲ Hình 2. Trong xay xát đông lạnh, LIN làm nguội các vật liệu khó nghiền ở nhiệt độ môi trường. Bởi vì quá trình xay xát tạo ra nhiệt, nhiệt độ của nhà máy cũng được điều chỉnh bằng cách phun LIN trực tiếp. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Cryopelletization

Cryopelletization là một kỹ thuật nhiệt độ thấp để sản xuất viên nén thường có hình cầu hoặc bán cầu và có đường kính từ 0,5 mm đến 5 mm (4) . Nó thường được sử dụng để tạo viên các vật liệu nhạy cảm với nhiệt, chẳng hạn như vi khuẩn nuôi cấy và chế phẩm sinh học. Bởi vì quá trình đông lạnh làm đông nhanh vật liệu một cách hiệu quả, nó được sử dụng để ngăn chặn sự tách pha của các thành phần trong dung dịch, chất keo hoặc huyền phù, cũng như để tạo thành các viên có mức độ đồng nhất cao. Ba hình thức phổ biến của quá trình đông lạnh làm mát bằng LIN là đông lạnh bề mặt trực tiếp, đông lạnh ngâm LIN và đông lạnh GAN. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Đóng băng bề mặt trực tiếp ( Hình 4a ). Các giọt đóng băng trên bề mặt lạnh, chẳng hạn như trống quay bằng thép không gỉ được làm mát bằng cách phun LIN trực tiếp vào bên trong trống. Các viên được tạo thành có hình bán cầu nhất quán với một đế phẳng. Kích thước và hình dạng có thể được sửa đổi bằng cách điều chỉnh các biến số của quá trình, chẳng hạn như khoảng cách các giọt nhỏ rơi và tốc độ đóng băng. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

LIN ngâm đông lạnh ( Hình 4b ). Các giọt đóng băng khi chúng được ngâm trong LIN. Khi các giọt nhỏ bị ngâm, LIN sôi lên hỗn loạn, điều này làm cho việc kiểm soát sự phân bố kích thước và hình dạng của các viên thức ăn trở nên khó khăn hơn. Tuy nhiên, phương pháp này thường tạo ra một tỷ lệ cao các viên nén hình cầu. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Lạnh đông GAN ( Hình 4c ) . GAN lạnh đóng băng các giọt khi chúng rơi tự do, tạo ra các viên hình cầu với phân bố kích thước hẹp. Tuy nhiên, điều quan trọng là phải kiểm soát các biến số của quá trình, chẳng hạn như kích thước giọt, nhiệt độ GAN và hình dạng của buồng đông lạnh, để ngăn các giọt kết tụ hoặc dính vào thành bên khi chúng rơi xuống. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Pelletization có lợi vì nó cải thiện độ chảy và khả năng hòa trộn của sản phẩm. Khả năng lưu chuyển được nâng cao giúp việc vận chuyển và đóng gói xuống dòng trở nên dễ dàng hơn. Viên có thể được trộn hoặc trộn một cách dễ dàng và chính xác để tạo thành các sản phẩm với nhiều đặc tính khác nhau. Ngoài ra, quá trình tạo viên sẽ giảm thiểu việc tạo ra các hạt nhỏ và bụi, giảm nguy cơ nổ bụi và ảnh hưởng đến sức khỏe đường hô hấp.

▲ Hình 3. LIN cung cấp độ lạnh cho các lọ mẫu thông qua mạch chất lỏng truyền nhiệt thứ cấp (HTF). Trong quá trình làm khô chân không, LIN cũng làm mát bình ngưng để tạo ra một bẫy lạnh nhiệt độ thấp để loại bỏ dung môi. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Xịt đông lạnh làm khô/ Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Làm khô đông lạnh dạng phun sương (SFD) tạo ra bột mịn (thường nhỏ hơn 100 µm), tỷ trọng thấp, khô ( ví dụ , dược phẩm hít được) ở nhiệt độ thấp. Nó kết hợp các nguyên tắc đông khô và sấy phun. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Các giọt mịn được tạo ra từ dung dịch, huyền phù hoặc chất keo, sau đó được đông lạnh nhanh chóng bằng cách phun LIN trực tiếp ( Hình 5a ) hoặc ngâm LIN ( Hình 5b ). Các vòi phun áp điện siêu âm hoặc đơn chất lỏng hoặc hai chất lỏng tạo ra các giọt có kích thước siêu nhỏ hoặc nano. Công thức sản phẩm lỏng, các thông số nguyên tử hóa và tốc độ đóng băng có thể được sửa đổi để kiểm soát các đặc tính của hạt khô, chẳng hạn như hình dạng, kích thước, sự phân bố kích thước và hình thái tổng thể. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Bột đông lạnh có thể là sản phẩm cuối cùng, nhưng thường là một quá trình làm khô nhẹ nhàng, chẳng hạn như chân không (đông khô) hoặc làm khô khí quyển, sau bước đông lạnh. Sấy khô bằng khí quyển giới thiệu GAN khô, lạnh được kiểm soát nhiệt độ để làm khô bột đông lạnh thông qua chuyển khối đối lưu dưới áp suất khí quyển. GAN ẩm, lạnh sau đó được thoát ra khỏi quy trình hoặc được hút ẩm và tái chế. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Các hạt bột khô được tạo ra bởi SFD có hình cầu, nhẹ và có độ xốp cao, và chúng có đặc tính khí động học hấp dẫn, làm cho chúng rất thích hợp cho các loại thuốc dạng bột hít được sử dụng qua đường mũi hoặc phổi. Ngoài ra, bột khô có thể được hoàn nguyên nhanh hơn so với nguyên liệu được làm khô bằng phương pháp sấy phun và đông khô truyền thống, điều này rất quan trọng đối với dược phẩm có độ hòa tan trong nước thấp. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

▲ Hình 4. Quá trình đông lạnh có thể sử dụng (a) đóng băng bề mặt trực tiếp, (b) đông lạnh ngâm LIN, hoặc (c) đông lạnh GAN.

Đông lạnh màng mỏng/ Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Đông lạnh màng mỏng (TFF) là một quy trình nhiệt độ thấp tương đối mới tạo ra các hạt khô có kích thước nhỏ, xốp, kích thước micromet và submicron của các vật liệu nhạy cảm với nhiệt, chẳng hạn như protein, phù hợp cho các ứng dụng phân phối thuốc qua đường tiêu hóa và phổi. . Quá trình này tương tự như quá trình tạo viên đông lạnh bằng cách làm mát bề mặt trực tiếp bằng cách sử dụng trống quay bằng thép không gỉ. Các giọt dung dịch, huyền phù hoặc chất keo rơi xuống bề mặt thép không gỉ lạnh từ khoảng cách xa cho phép các giọt nhỏ xuống thành các màng phẳng, mỏng (dày micromet hoặc submicron) khi chúng đóng băng nhanh chóng ( Hình 6 ). Độ dày màng có thể được thay đổi bằng cách điều chỉnh khoảng cách rơi tự do và các đặc tính vật lý của chất lỏng. Các màng đông lạnh được đông khô để sản xuất bột khô. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Trong quá trình xử lý TFF, giao diện khí-lỏng được giảm thiểu trong quá trình đóng băng (ngược lại với SFD), điều này làm giảm sự biến tính của protein (5) . TFF được sử dụng ở quy mô phòng thí nghiệm, đặc biệt để nghiên cứu về việc hoàn nguyên thuốc không tan. Không rõ liệu nó có phải là giải pháp tiết kiệm chi phí cho sản xuất quy mô lớn hay không. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Làm lạnh phản ứng đông lạnh/ Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Làm lạnh phản ứng đông lạnh cung cấp khả năng làm lạnh và kiểm soát nhiệt độ thấp cho các quá trình nhạy cảm với nhiệt độ, chẳng hạn như các phản ứng hóa học và tỏa nhiệt cao. Ví dụ, trong tổng hợp hữu cơ và kim loại, hoạt động ở nhiệt độ thấp là quan trọng để cân bằng khả năng phản ứng, độ chọn lọc và năng suất. Đối với các phản ứng tỏa nhiệt cao, việc làm mát là rất quan trọng để kiểm soát sự thoát nhiệt và tránh các phản ứng chạy trốn. Làm mát phun trực tiếp, làm mát bán gián tiếp và làm mát gián tiếp với HTF là ba lựa chọn chính để làm mát bình phản ứng bằng LIN. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

▲ Hình 5. Trong sấy khô bằng phun đông lạnh, khí nguyên tử hóa tạo ra các giọt mịn đóng băng như khi chúng (a) được phun với LIN hoặc (b) được ngâm trong LIN. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Làm mát phun trực tiếp ( Hình 7a ). LIN được tiêm trực tiếp vào phản ứng. Phương pháp này đạt được hiệu quả tối đa và lắp đặt không tốn kém, nhưng có thể xảy ra hiện tượng cuốn theo dung môi, tạo bọt và đóng băng cục bộ. Nó thường được sử dụng trong các trường hợp khẩn cấp, vì LIN hóa hơi có thể làm nguội nhanh phản ứng không an toàn hoặc bỏ chạy. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Làm lạnh bán gián tiếp ( Hình 7b ). LIN chảy qua cuộn dây bên trong lò phản ứng hoặc áo khoác làm mát lò phản ứng. Phương pháp đơn giản này cho phép làm mát nhanh và tái chế nitơ. Tuy nhiên, những hạn chế bao gồm hiệu quả làm mát thấp hơn và chi phí cao hơn cho cấu trúc đông lạnh và vật liệu chống ăn mòn. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Làm lạnh gián tiếp bằng HTF ( Hình 7c ). Trong bộ trao đổi nhiệt bên ngoài, LIN làm mát chất lỏng truyền nhiệt, chất lỏng này sau đó chảy qua mạch thứ cấp để làm mát lò phản ứng. Cách tiếp cận linh hoạt này cung cấp khả năng kiểm soát nhiệt độ chính xác và chứa tải nhiệt lớn. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Dung môi đông lạnh và thu hồi VOC

Các dung môi hữu cơ và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) có thể được ngưng tụ với LIN và thu hồi. Khả năng thu hồi và tái sử dụng dung môi đã bay hơi làm giảm lượng dung môi phải mua. Tiết kiệm chi phí thường đủ đáng kể để các hệ thống khôi phục có thể tự trả chỉ trong vài năm. Thu hồi VOC bằng phương pháp đông lạnh thường là một cách thân thiện với môi trường và tiết kiệm chi phí hơn để kiểm soát lượng khí thải VOC hơn là các kỹ thuật ôxy hóa. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

▲ Hình 6. Trong quá trình đông lạnh màng mỏng, các giọt nhỏ rơi xuống trống thép không gỉ, quay, làm mát bằng LIN, tại đây chúng xẹp xuống thành các màng mỏng phẳng khi chúng nhanh chóng đóng băng. Quá trình đông khô làm khô màng đông lạnh để tạo ra bột khô. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Trái tim của hệ thống đông lạnh là một bộ trao đổi nhiệt, cung cấp khả năng làm lạnh LIN, thường thông qua làm mát mạch thứ cấp với chất lỏng truyền nhiệt hoặc làm mát phun LIN trực tiếp, để ngưng tụ hơi dung môi hoặc VOC. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Làm mát bề mặt trực tiếp, bao gồm việc truyền LIN qua bộ trao đổi nhiệt dạng ống và vỏ truyền thống, thường không được khuyến nghị cho các hoạt động thu hồi VOC, đặc biệt là các hoạt động do các quy định về môi trường. Các ứng dụng này yêu cầu mức độ kiểm soát nhiệt độ và độ tin cậy cao hơn so với việc làm mát bề mặt trực tiếp có thể cung cấp. Việc đóng băng VOC hoặc cắm bộ trao đổi nhiệt không ổn định có thể dẫn đến vi phạm tuân thủ VOC hoặc tắt quy trình ngoài kế hoạch, cả hai đều có thể là những sự cố nghiêm trọng và tốn kém. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Làm mát mạch thứ cấp bằng chất lỏng truyền nhiệt là một phương pháp phù hợp hơn, vì nó cho phép điều chỉnh nhiệt độ chính xác để đáp ứng hiệu quả thu hồi VOC mong muốn. HTF được nạp vào mặt vỏ của bình ngưng nhiệt độ thấp, nơi nhiệt độ được kiểm soát chính xác thông qua trao đổi nhiệt LIN. Đồng thời, VOC hoặc hơi dung môi được ngưng tụ bên trong bình ngưng bằng HTF được làm lạnh. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Làm mát bằng cách phun LIN trực tiếp để phục hồi VOC là một kỹ thuật mới hơn vẫn đang được phát triển. LIN được bơm trực tiếp vào các dòng thông hơi chứa nhiều VOC để làm đông cứng các VOC. Một bộ lọc xuôi dòng thu thập và tách các VOC đóng băng khỏi dòng thông hơi. Kỹ thuật này đặc biệt hữu ích cho các luồng VOC tuân theo các quy định nghiêm ngặt. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Bảo quản lạnh/ Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Bảo quản lạnh (hay bảo quản lạnh) bảo quản các mẫu sinh học ở nhiệt độ đông lạnh nhằm mục đích bảo quản kéo dài hoặc vô thời hạn. Quá trình hoạt động theo nguyên tắc: nhiệt độ thấp làm giảm tốc độ phản ứng liên quan đến hoạt tính sinh học theo cấp số nhân. Do đó, hoạt tính sinh học của mẫu ở nhiệt độ đông lạnh bị chậm lại trong phạm vi thời gian thực sự dừng lại đối với mẫu. Mục đích là mẫu đã ổn định có thể được làm ấm bằng nhiệt độ môi trường vào một thời điểm nào đó trong tương lai – trong một số trường hợp, lên đến 1.000 năm sau (6) – để tiếp tục hoạt động bình thường. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

▲ Hình 7. LIN có thể cung cấp khả năng làm lạnh cho các phản ứng hóa học hoặc tỏa nhiệt cao thông qua (a) làm mát phun trực tiếp, (b) làm mát bán gián tiếp, hoặc (c) làm lạnh gián tiếp bằng chất lỏng truyền nhiệt (HTF). Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Bảo quản lạnh là một hoạt động đang phát triển được sử dụng để lưu trữ nhiều loại vật liệu sinh học, bao gồm protein, axit nucleic, cấu trúc tế bào, sinh vật đơn bào hoặc đa bào, mô và cơ quan. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Đối với hầu hết các mẫu, phần quan trọng nhất của quá trình bảo quản lạnh là bước đông lạnh. Nếu quá chậm, nước đóng băng bên ngoài tế bào sẽ hút các phân tử nước trong tế bào ra ngoài nhờ áp suất thẩm thấu. Sự giảm nước trong tế bào làm tăng nồng độ chất tan bên trong tế bào đến mức có thể gây chết người. Ngoài ra, quá trình đông lạnh chậm khiến các phân tử nước nội bào sắp xếp trong các cấu trúc tinh thể lớn có thể xuyên qua màng tế bào và gây ra thiệt hại không thể phục hồi cho mẫu. Nói chung, sự đóng băng nhanh hơn sẽ tạo thành các tinh thể băng nhỏ hơn, ít gây tổn hại đến cấu trúc tế bào hơn. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Thông thường, chất bảo vệ lạnh ( ví dụ , glycerol, glucose, dimethylsulfoxide) và tốc độ làm lạnh 1 ° C mỗi phút là các quy trình tiêu chuẩn để làm đông lạnh các mẫu sinh học (7) .

Vitrification là một cách tiếp cận mới để làm đông lạnh các mẫu để bảo quản lạnh. Chất bảo vệ lạnh làm giảm nhiệt độ đông đặc, và chất phụ gia làm tăng độ nhớt của mẫu. Sau đó, mẫu được tiếp xúc với chế độ đông lạnh cực nhanh để đông cứng trong nước đá vô định hình và ngăn chặn sự hình thành tinh thể nước. Điều quan trọng là các mẫu này phải được bảo quản ở nhiệt độ đông lạnh thấp hơn thời điểm mà các phân tử nước bắt đầu kết tinh. Làm lạnh nhanh bằng Nito lỏng

Nguyên tắc chung đối với hầu hết các mẫu bảo quản lạnh là bảo quản chúng dưới –130 ° C. Cách hiệu quả và tiết kiệm nhất để lưu trữ mẫu là ngâm mẫu trong LIN hoặc bằng cách làm lạnh chúng bằng hơi GAN lạnh bên trong tủ lạnh được thiết kế đặc biệt.

Bớt tư tưởng

Kể từ khi được thương mại hóa quy mô lớn vào đầu thế kỷ 20, nitơ đã trở thành yếu tố cần thiết đối với chỉ số giá tiêu dùng. Khả năng trơ ​​của nó giúp tăng cường sự an toàn của nhiều hoạt động và chất lượng của nhiều sản phẩm. Việc sử dụng nó như một chất làm lạnh để làm lạnh ở nhiệt độ cực thấp tiếp tục phát triển khi các quá trình đông lạnh được phát triển và cải tiến.

Việc tối ưu hóa các điều khiển quy trình tiên tiến cho các hệ thống làm lạnh và làm lạnh nitơ lỏng là một lĩnh vực đang được nghiên cứu. Việc kiểm soát chính xác các điểm đặt nhiệt độ ( ví dụ: ± 0,5 ° C) và tốc độ truyền nhiệt trong quá trình hoạt động ở nhiệt độ cực thấp (từ –150 ° C đến –196 ° C) là một thách thức vì sự rò rỉ nhiệt ra môi trường, ngay cả với chân không vật liệu cách nhiệt. Các nỗ lực đang được tiến hành để phát triển các hệ thống điều khiển mạnh mẽ hơn có khả năng cung cấp hệ thống làm lạnh nitơ lỏng ở nhiệt độ cực thấp một cách chính xác hơn nhưng vẫn tiết kiệm chi phí. 

Lý do nên mua khí công nghiệp do Công Ty TNHH Venmer Việt Nam cung cấp

– Venmer là công ty chuyên sản xuất và cung cấp các loại khí công nghiệp, khí đặc biệt, khí y tế, khí hiếm tại địa bàn Hà Nội nói riêng và trên toàn Việt Nam nói chung.

– Đây là đơn vị cung cấp khí uy tín, dành nhiều phản hồi tốt từ phía các đối tác.

– Khi mua khí công nghiệp tại Venmer, bạn hoàn toàn có thể yên tâm về chất lượng sản phẩm. Bởi các sản phẩm khí công nghiệp tại Venmerluôn được đảm bảo, có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng.

– Giá cả, chi phí hơp lý, mang tính cạnh tranh trên thị trường nhưng vẫn đảm bảo chất lượng cho người tiêu dùng.

– Đội ngũ nhân viên kinh doanh trẻ, chuyên nghiệp, nắm vững kiến thức trong ngành. Sẵn sàng tư vấn và giải đáp mọi thắc mắc cũng như yêu cầu của khách hàng.

– Bên cạnh việc cung cấp khí công nghiệp. Venmer còn cung cấp các thiết bị, vật tư liên quan. Ví dụ như van điều áp, ống dẫn khí, vỏ chai khí, bồn chứa khí,.

CÔNG TY TNHH VENMER VIỆT NAM nhập khẩu chính hãng và phân phối khí trên toàn quốc với số lượng lớn. Chúng tôi luôn cam kết chất lượng hàng hóa tới quý khách hàng.

Liên hệ: Mr Hoàng 09.06.05.04.21