خزان النيتروجين السائل: دليل شامل للتعريف والأنواع والاستخدامات والسلامة
Oct 10, 2025
إذا كنت تبحث عن حل موثوق به لـ
تخزين ونقل النيتروجين السائل في درجات حرارة منخفضة (LN2، نقطة الغليان -196 درجة مئوية)
خزان النيتروجين السائل هو الجهاز الأساسي. صُمم بتقنية عزل تبريدية متقدمة، ويحافظ على درجات حرارة منخفضة للغاية لفترات طويلة، ويقلل من تبخر النيتروجين السائل، ويضمن التشغيل الآمن، مما يجعله لا غنى عنه في قطاعات مثل الطب الحيوي والبحث والتصنيع.
أ
خزان النيتروجين السائل
خزان النيتروجين السائل (يُسمى أيضًا خزان النيتروجين السائل أو خزان التخزين المبرد) هو حاوية معزولة متخصصة مصممة لتخزين ونقل وتوزيع النيتروجين السائل. هدفه الرئيسي هو الحفاظ على درجة حرارة منخفضة للغاية للنيتروجين السائل (-196 درجة مئوية) مع منع التبخر المفرط وضمان سلامة المستخدم. بخلاف الحاويات العادية، يستخدم هذا الخزان هيكلًا من "عزل مفرغ + مادة كظمية متعددة الطبقات" لمنع انتقال الحرارة، مما يتيح الحفاظ على درجة الحرارة المنخفضة لفترة طويلة.
تم تصميم خزانات النيتروجين السائل حول أولويتين رئيسيتين:
الحفظ بالتبريد العميق
و
أمان
. وتشمل وظائفهم الرئيسية ما يلي:
-
الاحتفاظ بدرجة حرارة منخفضة للغاية
:يثبت درجات الحرارة الداخلية عند حوالي -196 درجة مئوية باستخدام عزل عالي الأداء، مما يقلل من فقدان تبخر LN2 (وهو أمر بالغ الأهمية للتخزين طويل الأمد للعينات أو المواد).
-
النقل الآمن
تتميز خزانات النيتروجين السائل من نوع النقل بأغلفة مقاومة للصدمات وصمامات مانعة للتسرب ومزالج آمنة لحماية LN2 من الانسكابات أثناء النقل.
-
التوزيع المتحكم فيه
:تشتمل النماذج المتقدمة (على سبيل المثال، خزانات LN2 ذاتية الضغط) على أنظمة التحكم في الضغط ومنافذ التفريغ، مما يسمح بتوزيع LN2 بدقة للاستخدام الصناعي أو المختبري.
-
حماية العينة
:مزودة بسلال أو حاويات داخلية لتخزين العناصر بأمان مثل العينات البيولوجية أو مزارع الخلايا أو الأجزاء الصناعية، مع تجنب الاتصال المباشر مع LN2.
يعتمد اختيار النوع المناسب على حالة استخدامك - سواءً للتخزين أو النقل أو الإمداد الصناعي. فيما يلي تفصيل للفئات الشائعة:
يعتمد أداء العزل المبرد على بنية متعددة الطبقات لمنع ثلاثة مسارات رئيسية لنقل الحرارة (التوصيل، الحمل الحراري، الإشعاع):
-
خزان داخلي
:مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ المقاوم للتآكل، فهو يحمل LN2 مباشرة ويقاوم هشاشة درجات الحرارة المنخفضة للغاية.
-
طبقة الفراغ
:تعمل المساحة الفراغية بين الخزان الداخلي والخارجي على منع انتقال الحرارة عن طريق الحمل الحراري والتوصيل الجوي.
-
مادة أديباتية
:يتم ملء الطبقة المفرغة من الهواء بمواد عازلة متعددة الطبقات (على سبيل المثال، الألياف الزجاجية، ورقائق الألومنيوم) لتقليل امتصاص الحرارة المشعة.
-
سدادة الرقبة
:يقوم السداد العازل للحرارة (عادةً ما يكون من مادة البولي يوريثين) بإغلاق فتحة الخزان، مما يمنع دخول الهواء الدافئ مع السماح لكميات صغيرة من النيتروجين المتبخر بالهروب (موازنة الضغط الداخلي).
-
سلال/علب
:حاويات مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ قابلة للإزالة داخل الخزان الداخلي، تستخدم لتنظيم واسترجاع العينات دون تعريض اليدين لغاز النيتروجين LN2.
تُستخدم خزانات النيتروجين السائل في العديد من الصناعات بفضل قدرتها على الحفاظ على درجات حرارة تصل إلى -196 درجة مئوية. من الاستخدامات الشائعة:
-
الطب الحيوي والرعاية الصحية
تخزين منتجات الدم والخلايا الجذعية والأجنة واللقاحات في المستشفيات وعيادات الخصوبة والبنوك الحيوية. يُعدّ هذا التخزين بالغ الأهمية للحفاظ على النشاط البيولوجي.
-
البحث العلمي
:دعم التجارب المبردة (على سبيل المثال، اختبارات الموصلية الفائقة، والكيمياء منخفضة الحرارة) في مختبرات الفيزياء والأحياء وعلوم المواد.
-
المعالجة الصناعية
: تعزيز صلابة المعدن عن طريق
العلاج بالتبريد
(على سبيل المثال، الفولاذ المستخدم في الأدوات، وأجزاء السيارات)؛ واختبار المكونات الإلكترونية تحت درجات حرارة منخفضة للغاية.
-
صناعة الأغذية
:التجميد السريع للأطعمة (على سبيل المثال، الآيس كريم بالنيتروجين السائل، والمأكولات البحرية المجمدة) للحفاظ على نضارتها؛ والتجفيف بالتجميد للحفاظ على الأطعمة على المدى الطويل.
-
استخدامات أخرى
:تبريد المغناطيسات الفائقة التوصيل (على سبيل المثال، أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي)، واللحام بالتبريد العميق، وترميم الآثار الثقافية، وأنظمة التبريد القائمة على LN2.
تُشكّل درجة حرارة LN2 المنخفضة للغاية (-196 درجة مئوية) والنيتروجين المتبخر عديم اللون والرائحة مخاطر (مثل قضمة الصقيع والاختناق). يُرجى اتباع قواعد السلامة التالية:
-
ارتداء معدات الحماية الشخصية المبردة
:استخدم دائمًا قفازات معزولة ونظارات أمان وواقي للوجه لتجنب ملامسة الجلد/العين لـ LN2 (يمكن أن يسبب قضمة الصقيع الفورية).
-
ضمان التهوية
استخدم الخزان في أماكن جيدة التهوية. النيتروجين المتبخر يحل محل الأكسجين، وقد تؤدي التركيزات العالية إلى الاختناق.
-
مراقبة مستويات LN2
: افحص مستوى السائل بانتظام (باستخدام مقاييس المستوى أو الوزن). أعد تعبئة LN2 قبل نفاده لتجنب تلف العينة أو انخفاض الضغط.
-
تجنب سوء الاستخدام
لا تضع مواد غير مبردة (مثل الزجاجات البلاستيكية والزجاج) في الخزان (فقد تتشقق). تجنب إسقاط الخزان أو قلبه (خطر تلف الخزان الداخلي وتسرب غاز النيتروجين السائل).
قم باختيار الخزان بناءً على احتياجاتك المحددة من خلال تقييم هذه المعلمات الرئيسية:
-
سعة
تتراوح سعتها بين ١٠ و٢٠٠ لتر. اختر سعة ١٠-٣٠ لترًا للمختبرات الصغيرة، و٥٠-١٠٠ لتر للاستخدام الصناعي، وأكثر من ١٠٠ لتر للتخزين واسع النطاق.
-
معدل التبخر الثابت
: يقيس الفاقد اليومي من النيتروجين السائل (لتر/يوم). انخفاض المعدلات يعني عزلًا أفضل (مثلًا، ٠.٥-١.٠ لتر/يوم لخزانات التخزين عالية الجودة).
-
حجم فتحة الخزان
:تعمل الفتحات الصغيرة (50-80 مم) على تقليل التبخر (مثالية للتخزين طويل الأمد)؛ وتعمل الفتحات الكبيرة (100-150 مم) على تسهيل الوصول المتكرر للعينة.
-
الشهادات
:ضمان الامتثال للمعايير الدولية (على سبيل المثال، ISO، ASME) أو المعايير الإقليمية (على سبيل المثال، GB/T 5458 في الصين) لسلامة المواد ومقاومة التسرب.
-
قابلية النقل
:لأغراض النقل، اختر الخزانات المزودة بمقابض مدمجة وعجلات ومصدات مضادة للصدمات.
سواء كنت بحاجة إلى
خزان تخزين النيتروجين السائل
لعينات المختبر أو
خزان النيتروجين السائل المحمول
للاستخدام الصناعي في الموقع، يُعد فهم أنواعها ووظائفها وقواعد السلامة أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق أقصى قدر من الأداء وتجنب المخاطر. للحصول على توصيات مُخصصة، استشر موردي معدات التبريد العميق ذوي الخبرة المُثبتة في مجال عملك.
