Dewar nitrógeno líquido

Tipos de Dewars de Nitrógeno Líquido

Un dewar de nitrógeno líquido es un contenedor diseñado para transportar y almacenar nitrógeno líquido. Está construido para mantener el nitrógeno líquido en su estado más frío para mantener su punto de ebullición. El nitrógeno líquido hierve a una temperatura de -196 °C, y si hay alguna transferencia de calor, comenzará a hervir y evaporarse. El dewar necesita tener un vacío entre la pared para evitar cualquier transferencia de calor.

Hay dos tipos de dewars de nitrógeno líquido. Ellos son:

• Dewars criogénicos estáticos: Los dewars criogénicos estáticos son contenedores de almacenamiento para líquidos criogénicos sin partes móviles. El almacenamiento estático de nitrógeno líquido se utiliza para el almacenamiento a largo plazo. Presenta un diseño sin presión, con camisa de vacío, para manejar bajas temperaturas. Hay dos tipos populares de dewars criogénicos estáticos. Ellos son:
• Dewar esférico: Un dewar esférico presenta una forma esférica y almacena o transporta cantidades generosas de nitrógeno líquido. Tiene una abertura grande en la parte superior y un cuerpo construido de acero inoxidable y aluminio. El recipiente interno del dewar criogénico esférico está hecho de materiales con baja conductividad térmica para minimizar la transferencia de calor. Su aislamiento al vacío asegura que la temperatura interna permanezca extremadamente baja. Los dewars esféricos se utilizan comúnmente en laboratorios, entornos industriales e instalaciones médicas. Son herramientas multifuncionales para investigadores, técnicos y profesionales de la salud que necesitan almacenar o transportar líquidos a temperaturas criogénicas.
• Dewar cilíndrico: El dewar cilíndrico tiene un diseño similar al dewar esférico, pero presenta una forma cilíndrica. Al igual que el dewar esférico, los recipientes cilíndricos también vienen en varias capacidades. La gran abertura en la parte superior redonda facilita que los usuarios viertan o coloquen materiales en el dewar.
• Criostato síncrono de vacío: Un flujo de nitrógeno líquido criogénico es un dispositivo para enfriar la temperatura de un objeto a temperaturas criogénicas, que están por debajo de -150 °C. Tiene dos partes principales: una cámara de vacío y un sistema de suministro de criógeno. La cámara de vacío aísla el criógeno, mientras que el sistema de suministro de criógeno controla y mueve el criógeno. Ambos trabajan juntos para obtener la temperatura deseada. Los criógenos no se limitan al nitrógeno líquido. Otros materiales como el helio líquido o la nieve de dióxido de carbono también se pueden utilizar como refrigerante. La función de un criógeno es enfriar un objeto o una muestra a temperaturas extremadamente bajas.

Especificación y mantenimiento de un Dewar de Nitrógeno Líquido

Especificación

Un frasco Dewar mantiene bajas temperaturas minimizando la transferencia de calor a través de la conducción, la convección y la radiación. Comprender sus especificaciones ayuda a determinar las aplicaciones adecuadas y los procedimientos de manejo.

• Material

  Los frascos Dewar están disponibles en frascos Dewar de vidrio y con aislamiento al vacío. Los frascos Dewar de vidrio, que tienen un diseño de doble pared para la retención del calor, son lo suficientemente fuertes como para no romperse a temperaturas extremadamente bajas. Los frascos Dewar con construcción metálica también están disponibles para nitrógeno líquido.

• Volumen

  Los frascos Dewar de nitrógeno líquido están disponibles en una gama de tamaños, desde volúmenes pequeños hasta grandes. Los frascos Dewar de pequeño volumen (hasta 1 litro) son apropiados para experimentos a baja temperatura o la preservación limitada de muestras. Para el almacenamiento a largo plazo de grandes muestras, se requiere un frasco Dewar de gran volumen (de más de 20 litros).

• Sistema de cierre

  El sistema de cierre en un frasco Dewar garantiza un cierre seguro y hermético para minimizar la fuga de gas nitrógeno. Algunos frascos Dewar tienen una tapa de rosca, mientras que otros tienen un tapón deslizante.

• Cubierta protectora

  La pared externa de la mayoría de los frascos Dewar metálicos tiene una cubierta protectora que ofrece aislamiento y protege el frasco de los elementos ambientales.

Mantenimiento

• Limpieza regular

  El primer paso para mantener el frasco Dewar de nitrógeno líquido es limpiar el frasco con una toallita húmeda. Los frascos de nitrógeno líquido son peligrosos porque el líquido puede derramarse y causar quemaduras, por lo que el único método de limpieza es limpiarlos con toallitas húmedas.

• Evite los cambios bruscos de temperatura

  Debido a la frágil construcción de vidrio del frasco Dewar de vidrio, exponerlo directamente a altas temperaturas o al frío es peligroso. La exposición repentina a la temperatura puede provocar roturas o grietas. Al calentar o enfriar el frasco, los operadores deben hacerlo de forma gradual y uniforme.

• Reparaciones según sea necesario

  Es posible que se requiera la reparación del frasco Dewar de nitrógeno líquido en algunos casos si la falla es crítica. Los servicios de reparación para producir o reemplazar partes de válvulas que son reparables y daños deben utilizarse, ya que esto garantizará la eficiencia y seguridad del frasco.

Aplicaciones de los dewars de nitrógeno líquido

• Médico: Una de las aplicaciones más populares de un dewar de nitrógeno líquido es probablemente la criopreservación. Garantiza que las células, los tejidos y los cuerpos humanos se puedan almacenar a bajas temperaturas sin cambiar su integridad. Además, un dewar puede almacenar vacunas que necesitan almacenamiento en frío para mantener su eficacia. Es esencial para el transporte seguro de medicamentos.
• Industrial: Los dewars pueden almacenar grandes volúmenes de nitrógeno líquido. Una vez que se evaporan, el resultado ayuda a preservar productos perecederos y extiende la vida útil. Los contenedores de dewar de nitrógeno también enfrían componentes, como superconductores, sensores fotónicos y semiconductores, mejorando drásticamente su rendimiento. Además, son ampliamente utilizados en la fabricación de acero e acero inoxidable. El nitrógeno líquido, junto con el contenedor dewar, ayuda a bajar la temperatura del acero. Como resultado, el nitrógeno líquido juega un papel indispensable en la fabricación del acero.
• Laboratorios: En los laboratorios, los dewars de nitrógeno líquido sirven para muchas funciones. Se utilizan comúnmente para conservar muestras biológicas como ADN, ARN, muestras de tejido y células humanas. Además, son instrumentales en la preservación criostática, el enfriamiento ultrafrío y la congelación rápida. Los contenedores Dewar de nitrógeno líquido proporcionan un entorno de baja temperatura para la cristalización.
• Universidades: El nitrógeno líquido se utiliza a menudo en experimentos de física. Ayuda a alcanzar temperaturas muy bajas. También estudia la superconductividad a altas temperaturas. El nitrógeno líquido permite a los científicos realizar reacciones químicas específicas. Esas reacciones solo pueden ocurrir a temperaturas muy bajas.
• Otros: Los dewars de nitrógeno líquido también se encuentran en talleres. Los joyeros y artistas utilizan con frecuencia dewars para congelar metales antes de cortarlos o darles forma para lograr precisión. El nitrógeno también se utiliza para la soldadura y la unión de metales, lo que protege el área de soldadura de la oxidación.

Cómo elegir un dewar de nitrógeno líquido

Al seleccionar un dewar de nitrógeno líquido, entran en juego varios factores clave, incluido el diseño, el tamaño, el método de dispensación, el aislamiento al vacío, las características de seguridad y la calidad.

• Diseño y tamaño

  Los dewars de nitrógeno líquido están disponibles en varios diseños y tamaños, típicamente cilíndricos, para satisfacer diferentes necesidades. El diseño y el tamaño de un dewar afectan su portabilidad y capacidad de almacenamiento para materiales criogénicos.

  Elegir un dewar con un diseño y un tamaño adecuados es crucial para garantizar que pueda almacenar y transportar el nitrógeno líquido de manera efectiva.

• Método de dispensación

  El método de dispensación se refiere a cómo el dewar entrega o dispensa nitrógeno líquido. Hay dos métodos de dispensación comunes: vertedor y manguera de transferencia. Los dewars con vertedor permiten a los usuarios verter el nitrógeno líquido directamente, lo que proporciona una forma simple y conveniente para diversas aplicaciones. Por otro lado, los dewars con manguera de transferencia utilizan una manguera flexible para dispensar el nitrógeno líquido. Las tapas de los dewars con mangueras son adecuadas para aplicaciones que requieren precisión o que necesitan que el nitrógeno se entregue a una ubicación específica.

• Aislamiento al vacío

  Las paredes de vacío de un dewar crean una barrera aislante que minimiza la transferencia de calor, lo que ayuda a mantener la baja temperatura requerida para mantener el nitrógeno en estado líquido. Es importante seleccionar un dewar con un aislamiento al vacío adecuado para garantizar un mantenimiento efectivo de la temperatura y minimizar la evaporación del nitrógeno.

• Características de seguridad

  Es esencial elegir un dewar que posea características de seguridad como válvulas de alivio de presión y tapas ventiladas. Las válvulas de alivio de presión son dispositivos de seguridad que permiten que el exceso de presión dentro del dewar escape, reduciendo el riesgo de posibles peligros. La tapa ventilada proporciona una salida para que el gas escape, evitando la acumulación de presión. Seleccionar un dewar con estas características de seguridad es crucial para garantizar la seguridad del usuario y mitigar los riesgos durante el almacenamiento y manejo del nitrógeno líquido.

• Calidad

  En segundo lugar, un dewar de nitrógeno de alta calidad puede proporcionar un almacenamiento y distribución confiables de nitrógeno líquido, a la vez que garantiza la seguridad del usuario y la sostenibilidad ambiental. Al mismo tiempo, la durabilidad y el rendimiento duradero del dewar ofrecen una mejor rentabilidad y reducen la necesidad de reemplazos frecuentes.

Preguntas y respuestas

P: ¿Cuál es la diferencia entre un dewar de nitrógeno líquido y un frasco?

R: En general, un dewar se refiere a un contenedor de almacenamiento para nitrógeno líquido, mientras que un frasco se refiere a un dispositivo de laboratorio utilizado para contener y transportar nitrógeno líquido en pequeñas cantidades. Más específicamente, son recipientes de doble pared con un vacío intermedio, diseñados para contener y preservar líquidos en ebullición. Los frascos de laboratorio, por otro lado, no son necesariamente de doble pared o con aislamiento al vacío, y su objetivo principal es contener gases o líquidos, pero no conservarlos.

P: ¿El dewar de nitrógeno líquido se enfría en el exterior?

R: No, debido al aislamiento al vacío entre las paredes interna y externa, el dewar permanece caliente al tacto, lo que significa que no hay transferencia de calor y la pared externa permanece a temperatura ambiente.

P: ¿Cuánto dura un dewar de nitrógeno?

R: Los dewars de almacenamiento suelen estar diseñados para almacenamiento a largo plazo y pueden contener nitrógeno líquido durante semanas o incluso meses. El dewar a corto plazo, por otro lado, puede contener el nitrógeno líquido solo durante 6-10 horas.

P: ¿Cuáles son los peligros del nitrógeno líquido?

R: Los peligros incluyen quemaduras por frío, explosión, asfixia y peligros de implosión al vacío.

P: ¿Cómo manejan los dewars las quemaduras por frío?

R: Para evitar quemaduras por frío, no toque el nitrógeno líquido directamente. Utilice siempre guantes de protección adecuados. Es crucial manipular los dewars con cuidado con herramientas, evitar el contacto directo con la piel y prestar atención a las advertencias.