Die Kryotechnik kommt heute in vielfältigen Bereichen zum Einsatz. Großer Beliebtheit erfreut sie sich aber in der Industrie. Hier dient sie vordergründig dem Transport tiefgekühlter Gase. Fragen Sie sich, wodurch sich jene Technologie auszeichnet, sind Sie in diesem Beitrag genau richtig. Sie können sich hier über die wichtigsten Merkmale des Prozesses informieren.
Das Erzeugen tiefer Temperaturen
Von der kryogenen Technik ist dann die Rede, wenn Temperaturen weit unter dem Gefrierpunkt erzeugt werden. Dies ist unter anderem dann erforderlich, wenn Gase verflüssigt werden sollen. Diese ändern ihren Aggregatzustand nur dann, wenn deren Gefrierpunkt erreicht ist. Es handelt sich hierbei um einen Temperaturbereich zwischen -150°C und -280°C. Um solche Temperaturen zu erzeugen, bedienen sich Spezialisten wie Demaco Holland B.V. hochentwickelter Techniken. Es kommen in den meisten Fällen folgende Methoden zur Anwendung:
1. Die Verdunstungskühlung
In flüssiger Form haben Moleküle und Atome weniger Energie, als in einem gasförmigen Zustand. Verdampft ein flüssiges Produkt, haben die Teilchen an der Oberfläche nun ausreichend Energie, um sich in Gas umzuwandeln. Die verbleibende Flüssigkeit erfährt nun eine Energiereduktion, wodurch sie kühler wird. Wird der Verdampfungsprozess induziert, ist es also möglich, die Temperatur der Flüssigkeit zu senken.
2. Die Wärmeleitfähigkeit
Hierbei handelt es sich um eine bekannte Methode, welche auch eine beliebte kryogene Technik von Demaco Holland BV darstellt. Werden zwei Materialien in Verbindung gebracht. Die Temperatur vom wärmeren Produkt überträgt sich dann auf den kältesten Stoff. Dasselbe Prinzip lässt sich in der Kryotechnik anwenden. Es kommt hierbei zur Übertragung der extremen Kälte. Ein Feststoff, eine Flüssigkeit oder ein Gas kommen mit der kryogenen Substanz in Kontakt. Das betreffende Material erhält auf diese Weise die gewünschte Temperatur.
3. Die Adiabatische Entmagnetisierung
Diese Methode kommt vordergründig zur Kühlung von flüssigem Helium zum Einsatz. Es werden hier paramagnetische Salze zur Auskühlung verwendet. Mit ihnen ist es nämlich möglich, Wärme zu absorbieren. Jene Partikel stellen nichts anderes, als eine Vielzahl an kleinen Magneten dar. Werden diese in ein starkes Magnetfeld eingefügt und zusätzlich mit einem Elektromagneten bearbeitet, nutzen sie Energie oder erzeugen diese. Wird die Energie mit jenen Materialien aus einem Gas absorbiert, verringert sich die Temperatur desselben.
4. Die Auskühlung durch die schnelle Ausdehnung
Bei dieser Technik wird der sogenannte Joule-Thomson-Effekt genutzt. Das Ziel besteht hierbei darin, bei den Gasen einen Druckabfall durch eine schnelle Expansion des Volumens zu erzielen. Dies führt nämlich zum Auskühlen des Aggregats. Jene Methode kommt besonders häufig bei der Verflüssigung von Helium und Wasserstoff zum Einsatz.
Immer mehr Branchen nutzen die Kryotechnik
Die beschriebenen Technologien kommen heute in vielen Sparten zur Anwendung. Sogar in der Chirurgie entdeckten Mediziner 1961 den Nutzen der Methode. Wird menschliches Gewebe nämlich stark heruntergekühlt, besteht die Möglichkeit, krankhafte Zellen zu zerstören.
Erwähnenswert ist des Weiteren die Raumfahrtindustrie. Auch hier wurden im Jahr 1961 zum ersten Mal flüssiger Stickstoff und flüssiger Wasserstoff für das Raumfahrtprogramm verwendet. Damit startete immerhin die Atlas-Centaur-Rakete. In der Kryogenie gilt dieses Ereignis als bedeutender Meilenstein.
Die Kryotechnik findet mittlerweile zudem in der Schiffbauindustrie, in der Grundlagenforschung sowie in der Produktion verflüssigter Gase in Luftzerlegungsanlagen Verwendung. Geht es um die praktische Anwendung der Kryogenie, kommen in erster Linie industrielle Gase zum Einsatz. Zu den Industriegasen zählen unter anderem Kohlendioxid, Sauerstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Argon, Acetylen und Helium.