液氮的用途有哪些？

液氮是低溫-196℃的液體，是由占用空氣成分百分之七十多的氮?dú)獾脕淼?。惰性、無色、無毒，易揮發(fā)，使用范圍非常廣。液氮低溫易揮發(fā)，所以一般儲(chǔ)存在專用容器—液氮罐中。

按照液氮純度用途分類，常分為食品級(jí)液氮，工業(yè)級(jí)液氮。食品級(jí)液氮純度較高，因?yàn)橐紤]到人食用安全，純度達(dá)到5個(gè)9即99.999%。工業(yè)級(jí)液氮純度不如食品級(jí)液氮純度那么高，不同的行業(yè)對液氮純度的要求不一樣。

食品級(jí)液氮的應(yīng)用像液氮冰淇淋、液氮餅干，醫(yī)學(xué)方面液氮冷凍、麻醉也需要高純度的液氮。其他行業(yè)如化工、電子、冶金等對液氮純度有不同要求。

一、在畜牧業(yè)方面的應(yīng)用

1、廣泛用于家畜凍配改良技術(shù)

牛精液冷凍的冷源普遍應(yīng)用液氮，需要時(shí)可隨時(shí)取出。

2、家畜及多種動(dòng)物的胚胎移植中，制備保存胚胎 目前多采用胚胎冷凍儀，屬智能型冷凍儀。該儀器采用微機(jī)控制技術(shù)，專用軟件，能較準(zhǔn)確地控制液氮的施放量，從而保證被凍存的生物制品以適宜的冷凍速率降溫冷凍。

3、液氮溫保藏微生物技術(shù)菌種用-196℃的液氮長期

4、農(nóng)業(yè)生物基因保存

5、保存液氮疫苗

6、用液氮治療奶牛乳頭乳孔外口閉合、家畜皮膚瘤子等也較為普通。

二、 在醫(yī)療事業(yè)應(yīng)用

1、低溫醫(yī)學(xué)

我國臨床低溫醫(yī)學(xué)工作發(fā)展迅速，促進(jìn)了移植醫(yī)學(xué)的發(fā)展，特別是在骨髓、造血干細(xì)胞、皮膚、角膜、內(nèi)分泌腺體、以及血管和瓣膜等的冷凍保存和移植應(yīng)用取得了顯著成績。成功的造血干細(xì)胞移植依賴于造血干細(xì)胞活力的保存。生物樣品在降溫冷凍過程中，當(dāng)由液態(tài)向固態(tài)變化的相變期內(nèi)會(huì)釋放一定熱量，使其溫度回升，不控制降溫速率的冷凍過程將會(huì)導(dǎo)致組織細(xì)胞死亡。準(zhǔn)確地測定生物樣品的相變點(diǎn)，用微機(jī)編制降溫程序，以便在樣品相變時(shí)加大液氮輸入量，克服相變樣品溫度的回升，使細(xì)胞安全而迅速地度過相變期，這是提高被凍樣品成活率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2、臨床醫(yī)學(xué)

液氮是目前冷凍外科中應(yīng)用廣泛的冷凍劑。是目前為止發(fā)現(xiàn)的一種的制冷劑，把它注入低溫醫(yī)療器內(nèi)，就像手術(shù)刀一樣，可以做任何手術(shù)。冷凍是用低溫來破壞病灶組織的一種治療方法。細(xì)胞由于溫度的急劇變化，組織內(nèi)外水晶形成，使細(xì)胞脫水、皺縮，以致電解質(zhì)等發(fā)生變化，冷凍還可使局部血流速度變慢，微血管血液瘀滯或栓塞造成細(xì)胞缺氧死亡。

采用液氮冰凍配合中藥治療，無毒副作用，痛苦小，，復(fù)發(fā)率低，術(shù)后并發(fā)癥少，治療時(shí)間短，經(jīng)濟(jì)，是治療的理想方法之一。

液氮冷凍療法治療結(jié)節(jié)性癢診、粘液囊腫、多發(fā)性尋常疣及神經(jīng)性皮炎采用的液氮直接噴射法治療慢性咽炎，將液氮直接噴射在病變表面，降溫快、深、面廣，并能消滅中間地帶，收到滿意的近期效果。每個(gè)凍融周期掌握在1min左右，連續(xù)4～5個(gè)凍融周期。每周僅1次。

三、在食品工業(yè)應(yīng)用

1、液氮在食品速凍中的應(yīng)用

在眾多的保藏法中，冷凍保藏法應(yīng)用尤為廣泛，效果也非常顯著。而作為冷凍保藏方法之一的液氮速凍早已被食品加工企業(yè)所采用，由于它能實(shí)現(xiàn)低溫深冷的超速凍，也有利于實(shí)現(xiàn)凍結(jié)食品的部分玻璃化，使食品解凍后能限度地恢復(fù)到原來的新鮮狀態(tài)和原有的營養(yǎng)成分，極大提高了冷凍食品的品質(zhì)，因此在速凍工業(yè)中顯示出*的生命力。

2、液氮在飲料加工中的應(yīng)用

目前，已有不少飲料生產(chǎn)廠家采用氮或氮與C02的混合物取代傳統(tǒng)的C02，對飲料進(jìn)行充氣包裝。充了氮的高碳酸型飲料，比僅充填二氧化碳的飲料引起的問題要少;氮對于灌裝無泡飲料，如酒和果汁也是很理想的。在非充氣飲料罐頭中加注液氮的好處是，所注入的少量液氮可排除每只罐頭頂部空間中的氧氣，使貯罐上部空間的氣體呈惰性，從而延長了易腐品的貯存期限。

3、液氮在果蔬貯存保鮮中的應(yīng)用

液氮用于果蔬的貯存保鮮具有氣調(diào)的優(yōu)點(diǎn)，可調(diào)節(jié)農(nóng)副產(chǎn)品旺季和淡季供需方面的矛盾，減少貯存上的損失。氣調(diào)的功能是提高氮?dú)獾臐舛龋瑫r(shí)控制氮、氧與C02的氣體比例，并使其保持在穩(wěn)定狀態(tài)，降低果蔬的呼吸強(qiáng)度，延緩后熟過程，從而使果品、蔬菜保持采摘時(shí)的新鮮狀態(tài)和原有營養(yǎng)價(jià)值，延長果蔬保鮮期。

4、液氮在肉制品加工中的應(yīng)用

液氮在對原料肉絞制、斬拌或混合等工序中加入，可有效提高產(chǎn)品質(zhì)量。如在沙拉米型香腸加工中，液氮的使用可提高肉保水性，阻止脂肪氧化，改善切片性和外觀質(zhì)量;用于肉制點(diǎn)心、肉脯等再制肉的加工，不僅可使肉糜混合時(shí)加速蛋白質(zhì)溶解和增強(qiáng)保水性，且對保持產(chǎn)品*形狀尤為有效。另外原料肉經(jīng)液氮快速冷卻，既可在較長時(shí)間內(nèi)保持熱肉特性，氣又保證了肉品衛(wèi)生安全;在加工工藝上，無須再擔(dān)心溫度上升對肉質(zhì)的影響，且加工可不受原料溫度、加工時(shí)間、季節(jié)因素的影響，同時(shí)還可使加工過程處于低氧分壓，在一定范圍延長了產(chǎn)品的貨架壽命。

5、液氮在食品低溫粉碎中的應(yīng)用

低溫粉碎，就是將冷卻到脆化點(diǎn)溫度的物質(zhì)，在外力作用下破碎成粉體的過程。食品的低溫粉碎是近幾年發(fā)展起來的一種食品加工新技術(shù)，該技術(shù)特別適宜于加工含芳香成分多、含脂量高、含糖量多和含膠狀物質(zhì)多的食品。用液氮進(jìn)行低溫粉碎處理，可連原料的骨、皮、肉、殼等一次性全部粉碎，使成品顆料細(xì)小并保持其有效營養(yǎng)。如日本將經(jīng)液氮凍結(jié)后的海藻、甲殼素、蔬菜、調(diào)味品等，投入粉碎機(jī)粉碎，可使成品微細(xì)粒度高達(dá)100μm以下，且基本保持原有營養(yǎng)價(jià)值。此外，用液氮進(jìn)行低溫粉碎，還可粉碎常溫下難以粉碎的物料、熱敏性及受熱易變質(zhì)，易分解的物質(zhì)。另外，液氮可以粉碎如脂肪多的肉類、水分多的蔬菜等在常溫下難以粉碎的食品原料，并可以制造迄今新加工食品。

6、液氮在食品包裝中的應(yīng)用

英國倫敦一家公司開發(fā)出一種簡單實(shí)用的食品保鮮包裝方法，就是在給食品進(jìn)行包裝時(shí)，往包裝袋內(nèi)加入幾滴液氮。當(dāng)液氮蒸發(fā)轉(zhuǎn)化成氣體時(shí)它的體積迅速擴(kuò)大，在包裝袋內(nèi)快速取代原有的大部分氣體，減少食品因氧化而造成的變質(zhì)，從而大大延長食品的保鮮期。

7、液氮在食品冷藏運(yùn)輸中的應(yīng)用

冷藏運(yùn)輸是食品工業(yè)中很重要的一部分。開發(fā)液氮制冷技術(shù)，發(fā)展液氮冷藏火車、冷藏汽車及冷藏集裝箱是現(xiàn)今國際上的共同發(fā)展趨勢。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家多年的應(yīng)用實(shí)踐表明，液氮制冷系統(tǒng)是在商業(yè)上可與機(jī)械制冷系統(tǒng)相競爭的冷藏保鮮技術(shù)，也是食品冷藏運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展方向。

8、液氮在食品工業(yè)中的其它應(yīng)用

由于液氮的制冷作用，蛋汁、液體調(diào)味品、醬油能夠加工成可自由流動(dòng)并能倒出的顆粒狀冷凍食品，這些食品可隨時(shí)使用并且很容易配制。在研磨香料和吸水的食物添加劑，如糖的替代品和卵磷脂時(shí)，液氮被注入到研磨機(jī)中來保護(hù)有價(jià)值的成分，同時(shí)也增加了研磨產(chǎn)量。周順華等人研究證明，利用液氮淬冷協(xié)同高溫解凍進(jìn)行花粉破壁具有效果好、破壁率高、速度快及花粉生理活性保持穩(wěn)定、不受污染等特點(diǎn)。

四、在電子工業(yè)中應(yīng)用

1、超導(dǎo)技術(shù)

超導(dǎo)體得天獨(dú)厚的特性，使它可能在各種領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。以液態(tài)氮代替液態(tài)氦作超導(dǎo)制冷劑獲得超導(dǎo)體，使超導(dǎo)技術(shù)走向大規(guī)模開發(fā)應(yīng)用，認(rèn)為是2 0世紀(jì)科學(xué)上最偉大的發(fā)現(xiàn)之一。

2、電子元件制造與檢測

液氮是一種更快和更有效的屏蔽和測試電子元器、電路板的方法。

3、低溫球磨技術(shù)

低溫行星式球磨機(jī)是將液氮?dú)怏w持續(xù)地輸入裝有保溫罩的行星式球磨機(jī)中，這些冷氣將高速旋轉(zhuǎn)的球磨罐產(chǎn)生的熱量及時(shí)吸收，使裝有物料、磨球的球磨罐始終處于一定的低溫環(huán)境中。在低溫環(huán)境中混合、細(xì)磨、新產(chǎn)品研制和小批量生產(chǎn)高新技術(shù)材料的裝置。該產(chǎn)品體積小、功能全、效率高、噪聲低，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化工、環(huán)保、輕工、建材、冶金、陶瓷、礦產(chǎn)等部門。

4、綠色切削加工技術(shù)

低溫切削是利用低溫流體如液態(tài)氮、液態(tài)二氧化碳和冷風(fēng)等噴向加 工系統(tǒng)的切削區(qū)域，造成切削區(qū)的局部低溫或溫狀態(tài)，利用工件在低 溫條件下產(chǎn)生的低溫脆性，提高工件的切削加工性、刀具壽命和工件表面質(zhì)量。 液氮冷卻切削主要有兩種應(yīng)用形式，一種是利用瓶裝壓力將液氮像切削液一樣直接噴射到切削區(qū);另一種是利用液氮受熱蒸發(fā)循環(huán)來間接冷卻刀具或工件。目前低溫切削加工主要應(yīng)用于鈦合金、高錳鋼、淬硬鋼等難 加工材料的加工中。

五、其它領(lǐng)域

酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心特燃站生產(chǎn)液氮，它是燃料的推送劑，大量的液氮用高壓把燃料推向燃燒室。 應(yīng)用于高溫超導(dǎo)電力電纜開發(fā);應(yīng)用于緊急維修中對液體管道進(jìn)行凍結(jié);應(yīng)用于物質(zhì)的低溫穩(wěn)定和低溫淬火;液氮冷裝配技術(shù)(熱脹冷縮現(xiàn)象在工業(yè)中的應(yīng)用)也廣泛使用;液氮人工增雨技術(shù);液氮排液技術(shù)及時(shí)降液誘噴，正在不斷深入研究。

采用氮?dú)饩聹缁?，火勢被迅速撲滅，同時(shí)又消除了瓦斯爆炸危險(xiǎn)等。 為什么選擇液氮：因?yàn)楸绕渌椒ɡ鋮s得更快，并且不與其它物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)，大大地節(jié)省空間，提供了干燥的氣氛，它是環(huán)保的(液氮使用后直接揮發(fā)成氣體返回大氣中，不會(huì)留下任何污染)，它用起來簡單方便。