Petite machine à azote liquide miniature

La petite machine à azote liquide miniature est un équipement cryogénique spécialisé dans la production d'azote liquide sur site et à petite échelle, largement utilisé dans les laboratoires universitaires, les instituts de recherche scientifique, les banques d'échantillons biologiques, les cliniques médicales, les petits ateliers de transformation des aliments et la recherche et le développement électroniques.

　　Petite machine à azote liquide miniatureC'est un équipement cryogénique spécialisé dans la production d'azote liquide sur site et à petite échelle, largement utilisé dans les laboratoires universitaires, les instituts de recherche scientifique, les banques d'échantillons biologiques, les cliniques médicales, les petits ateliers de transformation des aliments et la recherche et le développement électroniques. Comparé aux grandes unités de séparation d'air industrielles, la petite machine à azote liquide présente les avantages d'une structure compacte, d'une utilisation facile, d'une consommation d'énergie modérée et d'un faible coût de maintenance, particulièrement adaptée aux utilisateurs qui ont peu de demande d'azote liquide, mais qui ont besoin d'un approvisionnement stable et d'une grande pureté.

I. principe de fonctionnement de base

　　Petite machine à azote liquide miniatureIl s'agit essentiellement d'un système de séparation et de liquéfaction d'air miniature dont le fonctionnement repose sur les principes physiques fondamentaux de la rectification cryogénique et de la liquéfaction des gaz. L'ensemble du processus peut être divisé en cinq étapes principales:

Aspiration et compression d'air: l'air ambiant entre dans l'appareil par une prise d'air et est pressurisé à 5 - 8 bar par un compresseur d'air intégré sans huile ou micro - huile. L'adoption d'une compression sans huile peut éviter la contamination du système de suivi par la vapeur d'huile, essentielle pour l'azote liquide de haute pureté.

Traitement de purification de l'air: l'air comprimé passe successivement à travers des filtres à plusieurs étages (y compris des séparateurs d'eau, des filtres de précision, des adsorbeurs à charbon actif) et des tours de séchage à tamis moléculaire pour éliminer les impuretés telles que l'humidité, le dioxyde de carbone, le brouillard d'huile et la poussière. Cette étape est la clé pour éviter le blocage du givrage dans les sections cryogéniques.

Pré - refroidissement et échange de chaleur: l'air purifié à haute pression entre dans l'échangeur principal (généralement du type à ailettes à plaques ou à enroulement) pour un échange de chaleur à contre - courant avec de l'azote cryogénique à reflux, la température tombant progressivement à près de - 190 ° c.

Séparation et liquéfaction cryogéniques: l'air refroidi en profondeur entre dans la colonne de rectification (ou boîte froide), en utilisant la différence de point d'ébullition entre l'azote (point d'ébullition - 195,8 ° c) et l'oxygène (point d'ébullition - 183 ° c) pour obtenir une séparation efficace dans la colonne. Le gaz riche en azote s'enrichit en tête de colonne et se liquéfie en outre par refroidissement au moyen d'un étranglement ou d'un détendeur.

Collecte et stockage de l’azote liquide: l’azote liquide généré s’écoule dans des conteneurs Dewar intégrés ou externes (généralement d’une capacité de 50 à 200 litres) à partir desquels l’utilisateur peut l’utiliser directement. L'azote non liquéfié est alors évacué après avoir participé à l'échange de chaleur en tant que gaz de reflux, permettant une récupération d'énergie.

L'ensemble du processus est généralement basé sur un cycle Linde modifié ou un cycle Claude avec un détendeur à plat, et certains modèles intègrent également un contrôle de fréquence variable pour s'adapter aux différents besoins de charge.

II. Composantes essentielles

Système de compression d'air: plusieurs utilisent un compresseur silencieux à piston ou à vis sans huile pour assurer un gaz propre et à faible bruit.

Unité de purification: contient un tamis moléculaire à double tour (régénération alternée), un ensemble de filtres à haute efficacité garantissant la qualité de l'air entrant dans la boîte froide.

Boîte froide (coldbox): échangeur de chaleur intégré, colonne de rectification, étranglement et autres composants cryogéniques de base, isolation thermique complète par isolation sous vide ou remplissage de sable nacré.

Système de contrôle: basé sur un PLC ou un microprocesseur intégré avec démarrage automatique et arrêt, alarme de défaut, surveillance du niveau de liquide, communication à distance telle que Wi - fi / 4G, etc.

Système de réservoir: petit réservoir isolé sous vide intégré ou interface de bouteille Dewar standard pour un accès flexible par l'utilisateur.

Dispositifs de protection de sécurité: y compris la vanne de libération de pression, la surveillance de la concentration d'oxygène, la protection contre la surchauffe, la protection contre les fuites d'électricité, etc., pour assurer la sécurité de fonctionnement.

Iii. Caractéristiques techniques et indicateurs de performance

Gamme de capacité: la production quotidienne typique est de 10 à 100 litres d'azote liquide et certains modèles haute performance peuvent atteindre 150 litres / jour.

Pureté de l'azote: généralement ≥ 99995% (c'est - à - dire 4,5 n), pour répondre à la plupart des utilisations scientifiques et médicales; Certains modèles peuvent atteindre 99999% (5n).

Niveau de consommation d'énergie: * Le modèle consomme environ 0,7 à 1,2 kWh / l par unité, ce qui est nettement supérieur aux produits précédents.

Surface au sol: la taille de la machine entière est plus de 0,5 à 1,5 m? Et peut être placée dans un coin de laboratoire ou à côté d'une armoire de ventilation.

Contrôle du bruit: le bruit de fonctionnement est généralement inférieur à 60 dB (A) et convient à une utilisation intérieure.

Degré élevé d'automatisation: prend en charge le fonctionnement continu sans surveillance, certains appareils ont une fonction de « démarrage en un clic».

Iv. Scénarios d'application typiques

Recherche en sciences de la vie: pour la cryopréservation de souches cellulaires, de cellules souches, de coupes de tissus, d'échantillons d'ADN / ARN, etc., afin d'éviter la perte d'échantillons précieux en raison de la rupture de l'alimentation en azote liquide.

Reproduction médicale et assistée: dans les centres de FIV, les banques de sperme, la cryothérapie dermatologique, les petites machines à azote liquide fournissent une source stable et propre d'azote liquide.

Expériences d'enseignement supérieur: les expériences de démonstration à basse température dans les cours de physique, de chimie, de matériaux, etc. (par exemple, les tests de supraconductivité et de fragilisation) peuvent produire de l'azote liquide sur site, améliorer la sécurité et la commodité de l'enseignement.

Traitement à petite échelle des aliments: comme la congélation rapide de la crème glacée artisanale, le broyage à basse température des épices, la conservation des fruits de mer en petites quantités, etc., sans compter sur la distribution externe.

Recherche et développement en électronique et optique: pour le refroidissement des détecteurs infrarouges, le contrôle de la température du laser, les tests de semi - conducteurs, etc., lorsque des environnements temporaires à basse température sont nécessaires.

Applications sur le terrain ou dans des zones éloignées: dans les zones sans réseau d'approvisionnement en azote liquide (par exemple, station de kokao plateau, clinique Sea Island), les petites machines à azote liquide deviennent des équipements de protection clés.