În criogenia industrială se utilizează temperaturi extrem de scăzute pentru a crea procese mai eficiente. Frigul este furnizat de gaze criogenice – fie lichide, fie solide. Aceste gaze lichefiate criogenice sunt obținute în principal prin separarea aerului. Utilizarea criogeniei industriale permite procese ecologice, sigure și eficiente în industrii precum industria auto, chimică, producția de materiale plastice, prelucrarea metalelor și producția de electronice, precum și industria alimentară și farmaceutică.
Aplicații criogenice ale gazelor industriale
Pentru criogenia industrială, gazele industriale criogenice sunt produse printr-o combinație de procese de răcire, compresie și condensare. Azotul este obținut de obicei prin procesul de lichefiere a aerului și are o temperatură de -196 °C. Dioxidul de carbon trebuie comprimat și răcit. Sub presiune și la temperaturi scăzute, CO2 se condensează și devine lichid. Dioxidul de carbon solid (gheață carbonică) atinge temperaturi de -78,5 °C. Aceste temperaturi scăzute influențează comportamentul substanțelor în sensul unei gestionări reușite a proceselor.
Gazele criogenice sunt utilizate pentru a face procesele de producție mai sigure și mai eficiente. De asemenea, ele cresc adesea calitatea produselor sau contribuie la o calitate constantă prin procese mai ușor de controlat.
Gaze industriale criogenice pentru răcirea proceselor
Reacțiile exotermice necesită o răcire controlată pentru o gestionare controlată a proceselor. Acest lucru permite o răcire rapidă și eficientă a reactoarelor cu control precis al temperaturii. Răcirea până la -150 °C cu azot lichid previne reacțiile secundare nedorite. Azotul utilizat pentru răcire poate fi reutilizat ulterior ca gaz inert. Acest lucru reduce semnificativ costurile procesului.
Gaze industriale pentru măcinarea criogenică
Multe substanțe, cum ar fi condimentele, unele medicamente sau materiale plastice, sunt necesare în calitate de produse fin măcinate pentru prelucrarea ulterioară. De exemplu, pentru a îmbunătăți suprafața și, astfel, reactivitatea produsului. Cu toate acestea, măcinarea la temperatura camerei poate duce la lipirea sau la pierderea calității/gustului substanțelor. Măcinarea criogenică permite un proces fără probleme în cazul substanțelor moi, flexibile sau uleioase.
Materialele plastice sunt transformate în granule pentru reciclare. Acest proces are loc în cazul materialelor din cauciuc, elastomerilor și materialelor plastice termoplastice, cu ajutorul azotului lichid, pentru a împiedica lipirea materialelor. În mediul rece, materialele devin fragile și pot fi măcinate fin. Termoplasticele și piesele din plastic galvanizate pot fi măcinate fin cu un consum redus de energie. Azotul lichid sau dioxidul de carbon, ca gaze inerte, reduc riscul de incendiu.
Gaze industriale pentru reciclarea criogenică
Reciclarea criogenică presupune, printre altele, răcirea materialelor compozite și separarea acestora prin coeficienții de dilatare diferiți ai materialelor. Pentru aceasta se utilizează azot lichid sau CO2 lichid.
Materialele separate în acest fel pot fi recuperate cu un grad foarte ridicat de puritate și astfel pot fi adăugate din nou în procesul de fabricație sau eliminate în funcție de tipul lor.
Cu un consum redus de energie, pot fi reciclate și termoplastele armate cu fibre sau metal și piesele din plastic galvanizate. Gazele industriale sunt utilizate și în reciclarea criogenică a bateriilor cu litiu.
Azotul lichid sau dioxidul de carbon, ca gaze inerte, reduc riscul de incendiu.
Gaze industriale pentru criocondensare
Compușii organici volatili (COV) sunt adesea componenți ai fluxurilor de aer evacuat din reacții chimice sau farmaceutice, procese de acoperire și procese de reciclare. Conform actualei „Instrucțiuni tehnice pentru purificarea aerului” – TA Luft din 2022 – se aplică noi valori limită pentru emisii. Cu ajutorul purificării criogenice a aerului evacuat, producătorii pot elimina COV-urile din fluxurile de aer evacuat. Azotul lichefiat la temperaturi foarte scăzute răcește fluxul de aer evacuat până când componentele organice gazoase se condensează. Cu eforturi reduse de întreținere și costuri foarte mici ale mijloacelor de exploatare, se pot respecta cerințele legale privind emisiile.
Azotul utilizat pentru condensare poate fi reutilizat ulterior ca gaz inert. Acest lucru reduce semnificativ costurile de proces.
Gaze industriale pentru extrudarea aluminiului
Extrudarea aluminiului este utilizată în prelucrarea aluminiului pentru a da aliajelor de aluminiu forme și profile specifice. Aluminiul este presat cu o mașină specială. Avantajul este că extrudarea permite fabricarea de profile de aluminiu complexe și precise, cu rezistență și durabilitate ridicate. Extrudarea este astfel o tehnică foarte importantă, care permite fabricarea unei varietăți de forme și dimensiuni.
Din punct de vedere tehnic, inertizarea matriței cu argon sau azot de înaltă puritate previne oxidarea extrudatului și elimină astfel principala sursă de defecte de suprafață, cum ar fi liniile de crestare ale matriței sau fisurile la cald. Acest lucru reduce deșeurile și face inutilă lustruirea produsului.
O altă aplicație este răcirea matriței cu azot lichid. Gazul răcește materialul și matrița. Astfel, viteza de extrudare poate fi crescută cu până la 30% și durata de viață a matrițelor poate fi prelungită semnificativ.
Gaze industriale pentru răcirea betonului
Răcirea betonului se referă la procesul de control al întăririi betonului proaspăt turnat prin răcire. Răcirea lentă a betonului cu azot poate preveni fisurarea și alte probleme de calitate. Temperatura betonului este menținută într-un anumit interval pentru a asigura rezistența și durabilitatea produsului final și pentru a îndeplini cerințele directivelor și specificațiilor constructorului.
Răcirea betonului cu azot este o metodă eficientă de îmbunătățire a calității betonului și de prevenire a problemelor în condiții de temperatură ambientală foarte ridicată. Este adesea utilizată în proiecte de construcții mari și masive pentru a îmbunătăți calitatea betonului și a scurta durata construcției.
Gaze industriale pentru o curățare eficientă
Curățarea cu dioxid de carbon în formă solidă (gheață carbonică) reprezintă o metodă inovatoare de îndepărtare a impurităților de pe suprafețe. Gheața carbonică este utilizată pentru a îndepărta în mod delicat și eficient murdăria, grăsimea, vopseaua și alte depuneri. Dioxidul de carbon solid fragilizează impuritățile. Materialul solid se acumulează în microfisurile rezultate. În funcție de materialul de bază, se utilizează două procedee diferite:
- În cazul curățării cu gheață carbonică, se utilizează CO2 solid sub formă de pelete. Acestea sunt pulverizate cu o duză pe suprafața care trebuie curățată.
- În cazul curățării cu zăpadă carbonică, se utilizează dioxid de carbon lichid sub presiune. Imediat ce acesta este eliberat, are loc o transformare în CO2 solid – zăpadă carbonică. Această zăpadă carbonică fină este utilizată sub formă de jet fin pentru îndepărtarea murdăriei fără a deteriora suprafața.
Avantajele curățării cu dioxid de carbon constau în evaporarea completă a agentului de curățare. Astfel, nu mai sunt necesare etape ulterioare ale procesului, ceea ce duce la o economie semnificativă de timp și costuri. Ca produs secundar al multor procese industriale, CO2 este un agent de curățare ecologic. Curățarea cu gheață carbonică este o metodă nedistructivă și, prin urmare, este potrivită și pentru curățarea în stare montată.
- Curățarea cu gheață carbonică în industria chimică: În industria chimică, curățarea cu gheață carbonică este utilizată frecvent pentru reactoare, componente de instalații, conducte, rezervoare și containere.
- Curățarea cu zăpadă carbonică în industria chimică și a materialelor plastice: Pentru instalații sensibile, cum ar fi schimbătoarele de căldură sau unitățile de control, curățarea cu zăpadă carbonică este preferată în industria chimică.
- Gaze industriale pentru suprafețe din plastic: Pentru curățarea suprafețelor din plastic înainte de acoperire se utilizează adesea o instalație de spălare cu putere mare cu detergent alcalin. Acest procedeu necesită mai multe etape de curățare și clătire. Curățarea cu zăpadă carbonică sau gheață carbonică reprezintă o metodă eficientă și temeinică pentru componentele turnate prin injecție, componentele din fibre compozite, dar și pentru curățarea uneltelor.
- Curățarea cu gheață carbonică în turnătorii: Curățarea cu gheață carbonică este utilizată în turnătorii pentru curățarea eficientă a echipamentelor de modelare, a matrițelor de turnare sub presiune și a cofrajelor. Reziduurile de liant, resturile de lubrifianți și alte impurități sunt îndepărtate în mod ecologic și delicat. Curățarea cu gheață carbonică în turnătorie economisește adesea demontarea. Chiar și cutiile de miez cu geometrii complexe pot fi curățate complet cu această metodă.
- Sablarea cu zăpadă a metalelor neferoase: Sablarea cu zăpadă, care nu dăunează mediului, permite curățarea temeinică și totuși delicată a uneltelor și accesoriilor utilizate la prelucrarea metalelor neferoase.
„Recuperarea frigului” cu Eco-Chiller
Multe procese de producție necesită oxigen, azot, argon sau dioxid de carbon ca gaz de proces. Din motive de transport, aceste substanțe sunt adesea stocate în formă lichidă criogenică în așa-numite gazificatoare reci. Prin urmare, gazul de proces trebuie evaporat. La evaporarea gazului industrial lichid, se eliberează o cantitate mare de căldură sub formă de „energie de răcire”, care poate fi utilizată de un circuit de răcire. Recuperarea gazului criogenic poate fi utilizată în mod eficient în industria automobilelor, în construcția de mașini, în industria chimică, în producția alimentară sau farmaceutică și în electronică.
Forme de livrare a gazelor industriale pentru criogenie
Pentru gazele industriale criogenice, cum ar fi azotul lichid și dioxidul de carbon solid sau lichid, trebuie respectate câteva aspecte în ceea ce privește livrarea și depozitarea. Obiectivul este aprovizionarea optimă în funcție de nevoile dvs. individuale.
- Livrarea azotului lichid se face de obicei în camioane-cisternă. Pentru depozitare, Air Liquide vă pune la dispoziție un rezervor de stocare izolat sub vid, de dimensiunea necesară.
- Dioxidul de carbon lichid pentru zăpadă carbonică uscată vă este livrat în butelii de gaz sau în pachete de butelii sau în rezervoare de stocare
- Gheața carbonică este disponibilă sub formă de pelete în cutii de transport corespunzătoare. Aceste recipiente izolate sunt disponibile în diferite dimensiuni, în funcție de necesități.
Servicii Air Liquide pentru criogenia industrială
Căutați gaz criogenic pentru procesul dumneavoastră? Cu produsele noastre, vă oferim gaze de înaltă calitate pentru aplicațiile dumneavoastră individuale. La cerere, veți primi consultanță completă cu privire la avantajele utilizării criogeniei industriale pentru domeniul dumneavoastră de aplicare. Departamentele noastre tehnice vă stau la dispoziție pentru planificare, proiectare și design. Profitați de cunoștințele și experiența noastră pentru a crea un proces sigur și cât mai optim posibil. Folosind formularul de contact alăturat, puteți solicita răspunsul unui partener tehnic pentru toate întrebările dvs.