Tipos de Congeladores Criogênicos de Metal
Um congelador criogênico pode armazenar materiais em temperaturas extremamente baixas. Existem vários tipos de congeladores criogênicos de metal com base em seu design, uso e mecanismo de funcionamento.
- Congelador de nitrogênio líquido: Este congelador armazena amostras em nitrogênio líquido (LN2). Ele possui duas formas de congeladores criogênicos, incluindo congeladores dewar de LN2 e congeladores de copo aberto ou de banho. Eles são geralmente usados por indústrias de laboratório.
- Congelador criogênico mecânico: Este tipo de congelador criogênico de metal utiliza refrigeração mecânica para atingir temperaturas criogênicas. Os criorefrigeradores estão incluídos nesta categoria. Um criorefrigerador é uma máquina que é usada para resfriar um objeto a uma temperatura baixa. A baixa temperatura que ele é capaz de atingir é chamada de temperatura criogênica. Um criorefrigerador funciona isolando a área que precisa ser resfriada. Isso é feito colocando isolamento térmico ao redor da área a ser resfriada. É usado principalmente em aplicações científicas e industriais. Outro exemplo é um refrigerador criogênico, onde um objeto é resfriado a temperaturas criogênicas usando o efeito Joule-Thompson ou o ciclo Stirling. Este refrigerador pode resfriar seu ambiente a temperaturas tão baixas quanto -253 graus Celsius. Ele funciona bombeando diretamente o calor para fora de uma área. É comumente usado em ímãs supercondutores, liquefação de gás e resfriamento espacial.
- Congelador criogênico híbrido: Um congelador criogênico híbrido combina duas ou mais técnicas de resfriamento, por exemplo, refrigeração mecânica e fluidos criogênicos. Como combina duas ou mais tecnologias de resfriamento, ele possui faixas de temperatura e capacidades variadas. É comumente usado em aplicações de armazenamento de alto desempenho, como a indústria de semicondutores e a indústria de saúde.
- Congelador de explosão: Um congelador criogênico de metal de explosão é um congelador comercial que utiliza a rede de gasodutos de gás natural para produzir gás criogênico. Ele usa uma unidade de separação de ar (ASU) para transformar o gás em um gás criogênico que é então armazenado. O gás criogênico é vaporizado no congelador e o congelador esfria até temperaturas muito baixas. Pode ser usado para congelamento de alimentos de alta capacidade, congelamento de peças industriais e resfriamento de produtos.
Especificações e manutenção
As especificações de um congelador criogênico de metal podem variar muito dependendo do modelo e do fabricante específicos. No entanto, certas especificações gerais podem influenciar a aplicação e o desempenho do congelador.
- Gás de congelamento: Os congeladores criogênicos são tipicamente alimentados por gases liquefeitos (muitas vezes chamados de fluidos criogênicos), como nitrogênio ou hélio. O tipo específico de gás criogênico pode afetar a taxa de congelamento e a faixa de temperatura.
- Faixa de temperatura: Os congeladores criogênicos de metal podem atingir temperaturas extremamente baixas, tipicamente entre -150°C e -196°C. Congeladores projetados para aplicações de temperatura mais alta podem atingir temperaturas tão altas quanto -85°C.
- Tecnologia de resfriamento: Os congeladores criogênicos utilizam diferentes tecnologias de resfriamento, como resfriamento criogênico em fase de vapor e em fase líquida. Cada método possui suas vantagens e é adequado para diferentes aplicações e ambientes.
A manutenção regular de um congelador criogênico de metal é essencial para garantir seu funcionamento normal, segurança e longevidade. Aqui estão algumas dicas de manutenção para um congelador criogênico de metal:
- Inspeção diária: Verifique a condição geral do congelador criogênico de metal, como se houver algum dano, vazamento ou ruído anormal. Realize uma inspeção detalhada do sistema de fornecimento de gás para garantir que a pressão e o fluxo sejam normais.
- Limpeza: Limpe regularmente o exterior e o interior do congelador. Use um pano macio e um pouco de detergente neutro para limpar a superfície do congelador. Para o interior do congelador, consulte as instruções do fabricante e use a solução de limpeza adequada para evitar danificar seus componentes.
- Verifique o isolamento: O isolamento é crítico para manter as baixas temperaturas dentro do congelador criogênico. Verifique se há algum sinal de dano ou degradação no isolamento e repare ou substitua-o conforme necessário.
- Peças de reposição: Algumas peças do congelador criogênico podem se desgastar ou precisar de substituição com o tempo, como válvulas de gás, manômetros, etc. Garanta a qualidade e compatibilidade das peças de reposição e contrate profissionais para instalação e substituição.
- Manutenção e reparo regulares: Agende manutenção e reparo regulares para seu congelador criogênico. Isso deve incluir inspeções abrangentes, calibrações, reparos e limpeza de componentes-chave. A manutenção regular garante que o desempenho ideal do congelador seja mantido, minimiza o risco de quebra e prolonga a vida útil do equipamento.
Aplicações de congeladores criogênicos de metal
Os congeladores criogênicos de metal oferecem benefícios valiosos a uma variedade de empresas que lidam com diferentes produtos que exigem congelamento criogênico. Aqui está uma lista de indústrias onde os congeladores criogênicos de metal são comumente usados.
- Alimentos e bebidas: Na indústria alimentícia, os congeladores criogênicos de metal são usados para congelar diferentes tipos de alimentos, como carne, aves, produtos lácteos, lanches, frutas e vegetais. Eles também são usados para preservar a qualidade e o sabor dos alimentos com congelamento instantâneo de nitrogênio líquido em sistemas de armazenamento refrigerado, congelamento rápido e congelamento IQF (congelamento rápido individual).
- Médica e farmacêutica: Os congeladores criogênicos de metal têm usos importantes na indústria médica e farmacêutica. Eles são usados para preservar amostras biomédicas, como tecidos humanos, sangue, esperma e DNA. Eles também armazenam produtos farmacêuticos, como vacinas, que precisam de temperaturas específicas para manter sua eficácia e confiabilidade. Além disso, os congeladores criogênicos de metal desempenham um papel importante na preservação de órgãos e células para pesquisa, armazenamento protegido e transplante.
- Manufatura: Os congeladores criogênicos de metal são comumente usados na indústria de manufatura. Eles são usados para tratamentos de metal e materiais, como têmpera criogênica e congelamento, que melhoram a durabilidade, resistência e resistência ao desgaste dos materiais. Além disso, os congeladores criogênicos de metal são usados para armazenar e preservar gases, como oxigênio, hélio, nitrogênio, argônio, hidrogênio, etc.
- Aeroespacial e aviação: Os congeladores criogênicos de metal desempenham um papel importante nas indústrias aeroespacial e de aviação. Eles são usados para armazenamento e resfriamento de propelentes de foguetes. Nitrogênio líquido, armazenado em um congelador criogênico, é frequentemente usado para resfriamento de componentes eletrônicos também.
- Química e petroquímica: Os congeladores criogênicos de metal são usados nas indústrias química e petroquímica para destilação criogênica. Além disso, diferentes compostos químicos e reações exigem que os produtos químicos sejam preservados em temperaturas criogênicas.
- Pesquisa e desenvolvimento: Os congeladores criogênicos de metal desempenham um papel importante em laboratórios de pesquisa e desenvolvimento de diferentes campos científicos. Eles são usados para realizar experimentos criogênicos, como reações químicas e propriedades físicas em temperaturas criogênicas. Os congeladores criogênicos de metal também são usados para preservação de amostras biológicas, como bactérias, culturas de células e enzimas, que precisam ser armazenadas para uso e pesquisa futuros.
Como escolher congeladores criogênicos de metal
A escolha de um congelador criogênico de metal adequado exige uma avaliação cuidadosa de vários fatores. O primeiro passo é determinar o objetivo do congelador criogênico. Isso inclui identificar o tipo de material que será armazenado no congelador criogênico de metal, seja um sólido, líquido ou gás, bem como sua temperatura necessária.
O comprador também deve considerar o espaço disponível para garantir que o congelador se ajuste adequadamente na área designada. Se congeladores criogênicos grandes e volumosos não forem adequados para uma área de armazenamento, um congelador criogênico portátil será mais ideal.
Avalie o desempenho do congelador. O comprador deve garantir que o congelador tenha controle de temperatura e recursos de monitoramento consistentes. Ele também deve ter recursos de segurança, como alarmes, sistemas de trava e válvulas de alívio de pressão para evitar acidentes e evitar contratempos.
Os congeladores vêm em tamanhos e capacidades diferentes, por isso é importante escolher um congelador criogênico com o tamanho e a capacidade adequados para atender às necessidades de armazenamento específicas.
Considere o design e a construção do congelador criogênico, bem como o isolamento, para garantir que ele possa lidar com as demandas da aplicação pretendida. Verifique se o congelador é econômico, energeticamente eficiente e ecologicamente correto. O comprador também pode precisar considerar os serviços de manutenção e suporte disponíveis para o modelo de congelador escolhido.
Perguntas e Respostas
P1: De que é feito um congelador criogênico de metal?
A1: Os congeladores criogênicos de metal são tipicamente feitos de materiais fortes e duráveis, como aço inoxidável, que podem suportar as baixas temperaturas que produzem. O aço inoxidável é escolhido devido às suas qualidades que o tornam menos propenso a ser danificado ou enferrujar quando usado em temperaturas muito baixas.
P2: Como os congeladores criogênicos diferem dos congeladores tradicionais?
A2: Os congeladores criogênicos congelam os itens rapidamente usando gases que são frios, como nitrogênio ou hélio, em temperaturas extremamente baixas, evitando a formação de cristais de gelo. Os congeladores tradicionais congelam em temperaturas mais quentes, em torno de zero grau Celsius, usando métodos de refrigeração padrão.
P3: Quais são os benefícios do congelamento criogênico?
A3: As vantagens do congelamento criogênico incluem taxas de congelamento mais rápidas, preservação da textura e do sabor do produto, redução da formação de cristais de gelo e a manutenção da integridade do congelamento por longos períodos. Os congeladores criogênicos de metal também têm uma ampla gama de aplicações e podem operar em temperaturas muito baixas.