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Un tanque criogénico es un tipo de tanque que se fabrica para contener líquidos a baja temperatura, como el nitrógeno líquido. Recibiendo el nombre de la palabra griega kryos, que significa frío, criogénico se refiere a temperaturas muy bajas. Los tanques criogénicos están diseñados con gruesas capas aislantes para evitar que el calor entre o salga y mantener el gas líquido estable y seguro.
Los tanques criogénicos de nitrógeno líquido son recipientes de almacenamiento que se utilizan para contener nitrógeno líquido a temperaturas de ebullición extremadamente bajas (alrededor de −196 °C o −321 °F). Estos tanques se utilizan ampliamente en el sector industrial. Existen varios diseños, cada uno ideal para un escenario de uso diferente.
Dewars:
Un tanque dewar criogénico, o simplemente dewar, es un contenedor de almacenamiento bien aislado que se utiliza para líquidos que deben mantenerse a temperaturas criogénicas. Un tanque dewar funciona con la idea de refrigeración criogénica, utilizando aislamiento de vacío de piel (VSI) para detener la fuga de calor por conducción, que es cuando la temperatura se transfiere a través de los materiales. Normalmente, un contenedor de doble pared que contiene nitrógeno líquido entre las dos paredes, el dispositivo, proporciona un aislamiento térmico excepcionalmente efectivo. Esto se debe a que no hay presión de aire entre las dos paredes. Algunos tanques dewar incluso utilizan un diseño de tres paredes para un aislamiento aún mejor.
Tanques criogénicos de vacío aislados (VCT):
El tanque criogénico de vacío aislado funciona de manera similar a un dewar, pero puede utilizarse para diversas aplicaciones, incluido el almacenamiento y transporte de nitrógeno, oxígeno y argón líquidos. Diseñado para una baja transferencia de calor y para mantener las temperaturas de ebullición a través del aislamiento al vacío.
Tanques criogénicos horizontales:
Disponible en diseños de pared simple y doble, un tanque criogénico horizontal es un recipiente de almacenamiento con una posición horizontal o acostado que se utiliza para contener nitrógeno líquido y también gases como el GNL (gas natural licuado). El diseño de doble pared proporciona seguridad y protección ambiental adicionales al evitar que cualquier líquido se escape.
Tanques criogénicos verticales:
El tanque criogénico vertical es un tanque cilíndrico alto con soportes de base. Por lo general, hecho de material de baja temperatura de acero al carbono, el tanque criogénico vertical puede tener una pared de tanque de nitrógeno líquido simple o doble. En los tanques de doble pared, un espacio de vacío entre los tanques interno y externo proporciona aislamiento térmico. Por lo tanto, estos tanques son adecuados para el almacenamiento a largo plazo de líquidos criogénicos que tienen una baja tasa de evaporación.
Conocer las especificaciones de un tanque criogénico de nitrógeno es esencial para comprender sus características y capacidades.
Capacidad y volumen
Los tanques de nitrógeno líquido se construyen y fabrican con una variedad de tamaños y capacidades para satisfacer una variedad de necesidades. La capacidad se suele dar en litros o galones. Por ejemplo, los tanques portátiles en miniatura pueden contener entre 2 y 50 litros de nitrógeno líquido, mientras que los tanques de almacenamiento grandes pueden contener cientos o miles de litros.
Diseño y estructura
Los contenedores de nitrógeno líquido constan de dos cilindros concéntricos: un contenedor externo y un contenedor interno. El contenedor exterior del tanque criogénico, que suele estar construido con materiales resistentes como el aluminio o el acero inoxidable, protege el tanque de nitrógeno de fuerzas externas, incluidos los impactos y la transferencia de calor. En la preservación biológica y otros campos, un tanque criogénico con una cabeza dewar se utiliza con frecuencia para mantener la estabilidad y seguridad de su contenido. Existe un espacio de vacío entre los contenedores interno y externo del tanque criogénico. La eliminación de calor de un contenedor a otro, conocida como "transferencia de calor", es posible gracias a este área de vacío.
Control de presión y temperatura
Controlar la temperatura y la presión de los tanques criogénicos de nitrógeno líquido es crucial para mantener el entorno estable y garantizar la seguridad del contenido. Una válvula de alivio de presión es un componente típico que se utiliza para controlar la presión en los tanques criogénicos. Como resultado, el nitrógeno líquido en el tanque no hervirá ni provocará un aumento de la presión. Los manómetros también se utilizan para monitorizar la presión de los tanques criogénicos de nitrógeno líquido. Los manómetros muestran el estado de presión del tanque criogénico al conectarse a dispositivos mecánicos. Los usuarios pueden monitorizar los cambios en la presión del tanque y realizar los ajustes necesarios o tomar medidas de precaución según sea necesario. Además, los sensores de temperatura, como las termopares o los detectores de temperatura de resistencia (RTD), pueden utilizarse para monitorizar la temperatura de los tanques criogénicos de nitrógeno líquido. Estos sensores de temperatura pueden monitorizar los cambios de temperatura del tanque criogénico, asegurando que permanezca en el rango de temperatura requerido.
Material
Los materiales utilizados en los tanques criogénicos para nitrógeno líquido deben tener una excelente resistencia al frío, así como cualidades como ligereza, resistencia a la corrosión y resistencia. El acero inoxidable se utiliza ampliamente como material para los tanques criogénicos de nitrógeno líquido. El acero inoxidable austenítico es extremadamente resistente a las bajas temperaturas y la corrosión.
Aislamiento al vacío
El tanque de nitrógeno está aislado por aislamiento al vacío, que es el espacio entre los cilindros interno y externo. Los tanques criogénicos pueden evitar la transferencia de calor y mantener las condiciones internas de baja temperatura gracias al aislamiento al vacío.
Para los compradores comerciales de tanques criogénicos de nitrógeno líquido, el mantenimiento adecuado es crucial para garantizar la longevidad y el rendimiento óptimo de los tanques. Aquí tienes algunos consejos y sugerencias de mantenimiento para tanques criogénicos de nitrógeno líquido:
Inspección y mantenimiento regulares:
Inspeccione regularmente el tanque criogénico de nitrógeno líquido. Compruebe el cuerpo del tanque, las válvulas y los conectores para detectar signos de daños, deformaciones o fugas. Repare o reemplace inmediatamente cualquier componente que muestre problemas. El mantenimiento regular ayuda a prevenir posibles riesgos y garantiza la seguridad y confiabilidad de los tanques.
Asegúrese de la ventilación durante el funcionamiento:
Mientras utiliza tanques criogénicos de nitrógeno líquido, asegúrese de que el entorno de trabajo esté bien ventilado. La ventilación adecuada ayuda a dispersar el exceso de gas nitrógeno y reduce el riesgo de asfixia en espacios cerrados. Proporcionar una ventilación adecuada es esencial para la seguridad de los operadores.
Limpie el tanque regularmente:
Limpie regularmente el interior y el exterior del tanque criogénico para nitrógeno líquido. Utilice agentes de limpieza no corrosivos para evitar degradar el material o causar daños al equipo. La limpieza evita la contaminación y asegura la pureza de las sustancias almacenadas.
Preste atención a los procedimientos operativos:
Siga las instrucciones del fabricante y los procedimientos operativos al utilizar y mantener los tanques criogénicos de nitrógeno líquido. Opere y mantenga correctamente cada componente para garantizar la seguridad y el rendimiento de los tanques.
Los tanques de nitrógeno líquido ofrecen una amplia gama de aplicaciones y beneficios en múltiples industrias, lo que los convierte en un activo significativo para proporcionar soluciones a diversos sectores.
Industria médica y sanitaria
En el campo de la medicina y la atención médica, los tanques de nitrógeno líquido juegan un papel crucial en una variedad de aplicaciones. Los tanques criogénicos se utilizan para almacenar esperma, óvulos, embriones y otras células y tejidos en clínicas e investigación biomédica. El almacenamiento a largo plazo de muestras biológicas es posible gracias a las temperaturas extremadamente bajas que proporcionan estos tanques. Además, los tanques criogénicos se utilizan para preservar muestras de sangre para la investigación de enfermedades, transfusiones de sangre y bancos de sangre. Los tanques de nitrógeno líquido también se utilizan ampliamente en el campo médico para la criopreservación de tejidos y órganos. Además, los tanques criogénicos encuentran su aplicación en el almacenamiento de vacunas y otros productos farmacéuticos sensibles a la temperatura, asegurando su estabilidad y eficacia.
Industria alimentaria
La industria alimentaria se beneficia significativamente del uso de tanques criogénicos de nitrógeno líquido. Estos tanques son instrumentales en el proceso de congelación rápida. Los tanques de nitrógeno líquido generan una gran cantidad de aire frío cuando se exponen a la atmósfera, lo que los convierte en un excelente agente de congelación. El proceso de congelación criogénica minimiza la formación de cristales de hielo, mantiene la textura de los alimentos y prolonga la vida útil. En la industria alimentaria, los tanques criogénicos también se utilizan para la conservación de alimentos. El nitrógeno líquido crea una capa protectora de nitrógeno congelado en la superficie de los alimentos en la congelación criogénica.
Fabricación industrial
El sector de la fabricación industrial depende en gran medida de los tanques criogénicos de nitrógeno líquido. En la metalurgia, los tanques criogénicos se utilizan para el temple de nitrógeno líquido, un proceso de enfriamiento rápido que se aplica a materiales metálicos calientes. Este método puede mejorar la dureza, la resistencia y la durabilidad de los metales, haciéndolos aplicables en diversas industrias. Los tanques criogénicos de nitrógeno líquido también se utilizan ampliamente en el enfriamiento rápido de máquinas, moldes y equipos en el proceso de fabricación.
Además, los tanques criogénicos se utilizan en la producción y almacenamiento de gases licuados. Muchas industrias utilizan la capacidad del nitrógeno líquido para enfriar y estabilizar las reacciones químicas.
Industria aeroespacial
En la industria aeroespacial, los tanques criogénicos de nitrógeno líquido se emplean para una variedad de aplicaciones. Estos tanques se utilizan para el almacenamiento y transporte de muestras biológicas como tejidos humanos y sangre. Además, se utilizan para enfriar materiales superconductores, que se utilizan ampliamente en la tecnología espacial.
Existen muchos tipos de tanques de nitrógeno con diferentes especificaciones. Por lo tanto, los compradores deben tener cuidado al elegir estos tanques.
Comprender las necesidades
En primer lugar, los compradores deben aclarar sus propósitos de uso de tanques criogénicos para poder seleccionar los tanques adecuados. Deben determinar los tipos de líquidos que almacenarán, como nitrógeno líquido u otros tipos de líquidos. Además, los compradores deben considerar la capacidad de los tanques criogénicos que necesitan. La capacidad de los tanques criogénicos varía desde tamaños portátiles pequeños hasta tanques a escala industrial grande. Los compradores deben pensar en la cantidad de líquido que deben almacenar y la cantidad de espacio que tienen para determinar el tamaño del tanque que necesitan. Además, el entorno en el que se utilizará el tanque criogénico también influye en las elecciones de los compradores. Por ejemplo, si los compradores buscan un tanque criogénico que pueda almacenar gas nitrógeno a una temperatura extremadamente baja, deben optar por un tanque que tenga un aislante de vacío de alto rendimiento.
Evaluar el material
Normalmente, los tanques criogénicos están hechos de acero inoxidable 304 u otros aceros de aleación. El material de un tanque criogénico afectará la durabilidad y el rendimiento del tanque. Los compradores deben evaluar los materiales de los tanques criogénicos y elegir los que puedan satisfacer sus requisitos específicos.
Comprobar las características de seguridad
Los compradores deben asegurarse de que los tanques criogénicos de nitrógeno que eligen tengan características de seguridad confiables, como válvulas de alivio de presión, sistemas de parada de emergencia y contención de derrames.
Investigar a los proveedores
Los compradores deben seleccionar proveedores de renombre que tengan una amplia experiencia en la fabricación o el suministro de tanques criogénicos. Deben investigar diferentes proveedores de nicho y comparar sus productos y servicio al cliente. Además, los compradores deberían leer reseñas de clientes para conocer las ventajas y desventajas de diferentes proveedores.
P: ¿Cómo se transportan los tanques criogénicos?
R: Los tanques criogénicos se transportan utilizando camiones o remolques especializados que están equipados con tanques de nitrógeno líquido de tanques criogénicos con un aislamiento adecuado y sistemas de sujeción para garantizar una entrega segura.
P: ¿Cuáles son las tendencias en el mercado de tanques criogénicos?
R: Se espera que el mercado de criogénicos crezca a una CAGR de alrededor del 6% durante el período de pronóstico. El mercado global de tanques criogénicos está impulsado por la creciente demanda de gases naturales en el mercado energético, junto con el desarrollo de innovaciones tecnológicas en tanques criogénicos.
P: ¿Cuánto tiempo dura el nitrógeno líquido en un tanque?
R: Un tanque criogénico bien mantenido suele tener una tasa de ebullición de nitrógeno entre 0,5 y 2 litros por hora y puede mantener el nitrógeno líquido durante unas 2 a 4 semanas.
