Production d'azote liquide

Types de producteurs d'azote liquide

Un générateur d'azote liquide produit de l'azote liquide directement à partir de l'air ambiant. Il est également appelé séparateur d'air cryogénique d'azote. Le principe de fonctionnement d'un séparateur d'air cryogénique d'azote repose sur deux processus principaux : la distillation et la distillation fractionnée, qui séparent les éléments de l'air.

Les générateurs d'azote liquide industriels sont constitués de machines volumineuses avec des processus de production complexes. Leur fonctionnement nécessite un contrôle de la température et de la pression. Ils sont également utilisés par les entreprises forestières, alimentaires et agricoles qui ont des besoins importants en azote liquide.

Les systèmes de générateurs d'azote de petite taille fonctionnent rapidement et ont des dimensions compactes. Ils peuvent être placés à l'intérieur d'un conteneur ou en tant qu'unités mobiles. Malgré leur petite taille, ils disposent toujours de la technologie de compression et de séparation de l'air. Ils sont principalement utilisés dans les laboratoires, les hôpitaux et les centres de recherche où seule une quantité limitée d'azote liquide est nécessaire quotidiennement.

Le générateur VPSA crée de l'oxygène et de l'azote par adsorption de gaz sur des adsorbants solides. Le générateur comporte deux ou plusieurs récipients remplis de tamis moléculaires. Les tamis ont une forte sélectivité pour l'azote. Les générateurs d'azote libèrent de l'azote purifié en continu tandis que l'oxygène est adsorbé. Le processus se déroule en parallèle lorsque les récipients basculent entre les cycles d'adsorption et de désorption. Les générateurs d'azote utilisant des tamis moléculaires sont plus efficaces que les anciens systèmes d'adsorption par variation de pression (PSA). Les machines peuvent fonctionner pendant de plus longues périodes et produire plus d'azote avec moins d'énergie.

Les générateurs d'azote liquide portables peuvent être facilement transportés dans des véhicules. Ils constituent une source fiable d'azote liquide sur site. Les producteurs disposent de dewars haute capacité et de systèmes de régulation de pression. Les systèmes de pression garantissent que l'azote liquide reste à un niveau constant. Certains générateurs portables sont même montés sur des remorques. Ils sont souvent utilisés dans l'industrie pétrolière et gazière pour les services de fracturation hydraulique.

Les générateurs d'azote liquide conteneurisés sont livrés dans des conteneurs d'expédition standard. Ils conviennent aux entreprises qui ont besoin de grandes quantités d'azote à différents endroits. Le conteneur protège également le générateur des intempéries. Il facilite également le stockage et le transport.

Les mini-générateurs d'azote liquide sont de petite taille, mais produisent néanmoins une quantité considérable d'azote. Le générateur peut être intégré à un réservoir à isolation sous vide. Cela permet de stocker des liquides et des gaz à des températures fraîches. Le mini-générateur permet aux entreprises d'avoir une réserve d'azote liquide sur site. Il réduit également les coûts d'achat et de transport d'azote dans des réservoirs cryogéniques.

Les générateurs d'azote liquide mobiles constituent une source d'azote liquide à la demande. Ils peuvent être déplacés où et quand cela est nécessaire. L'azote peut être livré dans un dewar ou un autre récipient de stockage. Les services de livraison mobiles équipés de générateurs d'azote sont couramment utilisés dans l'industrie de la construction ainsi que dans les lieux d'événements et les laboratoires.

Spécifications et entretien des machines de production d'azote liquide

Les spécifications des machines de production d'azote liquide comprennent notamment leur capacité de travail ou leurs signes d'efficacité en termes d'unités, généralement en litres. Une machine typique peut fonctionner avec une alimentation électrique d'environ 380 à 400 volts avec une pression de la pompe cryogénique d'environ 1 à 10 bars. De plus, une machine standard d'azote liquide produira de l'azote liquide à une température d'au moins moins 196 degrés Celsius. Les spécifications supplémentaires comprennent sa capacité de refroidissement, qui est d'environ 0,5 à 4 kilowatts.

L'entretien des machines de production d'azote est crucial pour leur efficacité, leur durabilité et leur fonctionnement constant. Les entreprises doivent s'assurer que les vérifications et les pratiques d'entretien sont effectuées régulièrement afin que l'équipement ne tombe pas en panne pendant le cycle de production d'azote liquide. L'un des conseils d'entretien les plus simples mais les plus efficaces pour une machine à azote liquide est de la nettoyer régulièrement. Les fabricants recommandent de rincer et d'essuyer toutes les parties de l'équipement avec de l'eau propre. Le respect du processus de nettoyage garantit non seulement que l'équipement est protégé contre tout dépôt résiduel d'impuretés, mais protège également l'azote liquide de la contamination. En outre, des détergents de qualité commerciale peuvent être utilisés pour nettoyer la machine afin de s'assurer qu'elle est impeccable. Une autre solution d'entretien pour ces machines est d'inspecter régulièrement les filtres, ce qui est crucial pour la production d'azote liquide de haute pureté. Les filtres doivent être exempts de blocages afin qu'il y ait un flux de gaz approprié dans l'équipement pour que la liquéfaction puisse avoir lieu.

De plus en plus de technologies dans le monde sont adaptées à la production d'azote liquide en raison de ses avantages. L'une des pratiques avancées, aujourd'hui populaire auprès de nombreuses entreprises et industries alimentaires, est l'utilisation d'un générateur d'azote. Ce générateur fonctionne pendant le processus de séparation de l'air pour convertir l'azote gazeux en forme liquide, qui est ensuite stocké dans des récipients isolés pour son utilisation.

Scénarios industriels pour l'azote liquide

Les machines qui produisent de l'azote liquide sont largement utilisées dans les industries, voici des scénarios industriels typiques pour l'utilisation de l'azote liquide :

• Industrie alimentaire : L'azote liquide est utilisé pour la congélation instantanée des aliments, comme les fruits et les légumes, immédiatement après la récolte. Cela préserve la valeur nutritionnelle, le goût et la texture des aliments, et leur confère une durée de conservation plus longue.
• Établissements médicaux et de santé : L'azote liquide est utilisé en cryothérapie pour l'élimination des verrues, des grains de beauté et des étiquettes cutanées. Il est également utilisé en cryoconservation. L'azote liquide est maintenu à des températures ultra-basses dans les banques de tissus pour la conservation des cellules souches, des cellules reproductrices et des tissus humains en vue d'une utilisation future. De plus, l'azote liquide est utilisé pour refroidir les microscopes électroniques cryogéniques, qui se trouvent généralement dans les centres de diagnostic médicaux et de santé, permettant l'étude d'échantillons biologiques à des grossissements extrêmement élevés et à basse température.
• Industries aérospatiale et automobile : L'azote liquide joue un rôle important dans les industries aérospatiale et automobile en abaissant la température des pièces métalliques pendant les opérations d'usinage telles que le fraisage, le perçage, la coupe et l'alésage.
• Fabrication électronique : L'azote liquide est utilisé pour refroidir les composants, les substrats et les plaquettes de semi-conducteurs pendant le traitement et la manipulation dans l'industrie de la fabrication électronique. Il garantit la stabilité et la qualité des produits électroniques. Parmi les exemples, citons les circuits intégrés, les semi-conducteurs et les micro-puces.
• Institutions éducatives et de recherche : Les universités et les institutions de recherche utilisent l'azote liquide pour des expériences dans des domaines tels que la chimie, la biologie et la physique, ainsi que pour la conservation d'échantillons et de matériaux biologiques.
• Logistique et expédition : L'azote liquide est utilisé pour maintenir des environnements à basse température pour des produits tels que les vaccins et certains médicaments lors de leur expédition et de leur stockage. Cela garantit leur intégrité et leur sécurité.
• Industrie métallurgique : L'azote liquide est utilisé en métallurgie pour refroidir et tempérer rapidement les métaux, modifiant ainsi leurs qualités. Pour le traitement cryogénique, certains outils et pièces sont également exposés à l'azote liquide. Le traitement cryogénique améliore la durabilité et la résistance à l'usure des outils.

Comment choisir une machine produisant de l'azote liquide

Les acheteurs commerciaux qui souhaitent investir dans une machine de production d'azote liquide à des fins commerciales doivent prendre en compte différents facteurs.

• Capacité de production

  La capacité du générateur d'azote liquide à produire de l'azote liquide est un facteur crucial. Les acheteurs doivent évaluer leurs besoins actuels et futurs afin de s'assurer que la machine qu'ils choisissent peut répondre à leurs besoins sans excédent d'approvisionnement ou pénuries potentielles.

• Source de la technologie de séparation de l'air

  Le principe de fonctionnement d'un générateur d'azote liquide implique la séparation précise des composants de l'air. Il existe différentes méthodes de séparation de l'air, telles que la séparation membranaire, l'adsorption par variation de pression (PSA). Il est essentiel de bien connaître les avantages et les inconvénients des différentes technologies de séparation de l'air et de choisir l'option la plus appropriée en fonction des exigences spécifiques de l'application.

• Pureté

  Les générateurs d'azote liquide peuvent atteindre différents niveaux de pureté de l'azote. L'azote à pureté plus élevée est souvent nécessaire dans certaines industries, telles que l'électronique ou la fabrication chimique. Les acheteurs doivent tenir compte du niveau de pureté de l'azote requis et choisir un générateur capable de fournir la pureté nécessaire.

• Système de refroidissement

  Certaines industries exigent l'utilisation de températures extrêmement basses. Les acheteurs doivent choisir un générateur doté d'un système de refroidissement efficace pour répondre aux besoins de leur application.

• Besoins en air comprimé

  Certains générateurs d'azote liquide nécessitent l'utilisation d'air comprimé. Les acheteurs doivent tenir compte de leur système d'air comprimé existant et de l'infrastructure associée pour répondre aux besoins d'alimentation en air du générateur.

• Coûts d'exploitation

  Les coûts d'exploitation, y compris la consommation d'énergie et les dépenses de maintenance, doivent être pris en compte lors du choix d'un générateur d'azote liquide. Pour garantir la viabilité économique à long terme, les acheteurs doivent évaluer le coût d'exploitation du générateur et en choisir un qui trouve un équilibre approprié entre les performances et le coût.

• Dispositifs de sécurité

  Le générateur d'azote liquide doit inclure des éléments de sécurité tels que des soupapes de sécurité, des verrous de sécurité et des détecteurs d'azote. Pour protéger le personnel et les biens, les acheteurs doivent s'assurer que le générateur est doté de dispositifs de sécurité appropriés et respecter les procédures de sécurité et les réglementations concernant la manipulation de l'azote.

• Maintenance et assistance

  Tenez compte des services de maintenance et d'assistance de la machine. Choisissez un fournisseur réputé et disposant d'un large réseau de distribution, en vous assurant qu'il offre une maintenance et un soutien technique rapides en cas de besoin.

Production d'azote liquide Q&A

Q1 : Quel gaz est utilisé pour la production d'azote liquide ?

A1 : L'azote est le gaz principal pour la production d'azote liquide. Cependant, d'autres gaz, notamment l'hélium et le néon, peuvent être liquéfiés et stockés à des températures extrêmement basses.

Q2 : Quelle quantité d'azote liquide est produite chaque année ?

A2 : Le marché mondial de l'azote liquide était évalué à environ 14 milliards de dollars en 2023. Ce marché devrait atteindre 18,2 milliards de dollars en 2030, ce qui indique un taux de croissance annuel composé de 3,6 %. La demande d'azote liquide est en hausse dans le monde entier, ce qui devrait accélérer la production d'azote liquide dans les années à venir.

Q3 : Quelle est la température pendant la production d'azote liquide ?

A3 : La température de l'azote liquide est de -196 degrés Celsius. Cette température descendra à -210 degrés Celsius dans l'atmosphère. Cependant, l'azote liquide n'atteint jamais cette température car, à -196 degrés Celsius, il atteint la solidification de l'azote.

Q4 : Quelles industries utilisent la production d'azote liquide ?

A4 : Les industries qui utilisent l'azote liquide comprennent l'industrie manufacturière, l'industrie alimentaire, l'industrie médicale et l'industrie de la cryogénie et de la spectroscopie. Selon les données du marché, environ 63 % de l'azote liquide est utilisé dans l'industrie alimentaire, suivi d'environ 20 % dans l'industrie médicale.