Криопомол азотом

Дробление, как способ переработки, используется с давних пор. Перетирание в ступе или жерновами, вручную или с привлечением сил ветра и воды – трудоемкий процесс, автоматизировать который удалось после открытия электричества. Наука развивается, предлагая специальные способы измельчения азотом на основе разработок криогеники. Результатами криотехнологий мы пользуемся каждый день, даже не подозревая об этом.

Издавна люди использовали природный холод для консервации пищи, замораживания воды или закалки стали. Ученые усовершенствовали естественные процессы: в 1810 г. Джон Лесли получил искусственный лед, а Карл фон Линде в 1871 г. создал холодильную машину, работавшую на соединении азота – аммиаке, ставшую прародительницей криоустановок. В 30–40-х годах ХХ века произошло бурное развитие криофизики. По всему миру десятки лабораторий занимались исследованиями в области криогеники. Значительный вклад в науку сделали советские ученые П.Л. Капица и Л.Д. Ландау.

Свойство материалов увеличивать хрупкость при низких температурах (от -100°C до -190°C) дало возможность применять криотехнологии для измельчения любых твердых тел, в том числе взрывоопасных веществ. В качестве хладагента был выбран азот. Этот газ наиболее подходит, т. к. инертен (без внешнего воздействия не вступает в реакцию), пожаро– и взрывобезопасен. Так появилась технология криопомола азотом.

Область применения

Общая методика cryomilling заключается в загрузке сырья и мелющих тел (металлических шаров Ø 20 мм), в криомельницу барабанного типа, измельчение происходит в среде сжиженного азота. В результате получаются однородные частицы заданного размера, вплоть до мелкодисперсного нанопорошка размером в 40 мкм.

Криопомол азотом применяется в промышленности, пищевой и фармакологической индустриях.

Промышленное применение.

• Утилизация отходов: автомобильные покрышки, пластмассы, полимеры и другие материалы, выделяющие токсические вещества в атмосферу при нагреве. Предметы измельчаются в гранулы, отделяются от металлических и прочих примесей. Полученная крошка идет на последующую переработку уже как сырье.

• Утилизация холодильной техники – криотехнологии позволяют избежать попадания вредных веществ в атмосферу.

• Производство быстротвердеющего высококачественного цемента. В специальную установку загружается сырье и шихта, через патрубок из аппарата подается жидкий азот, выделенный из воздуха. По истечении определенного времени полученный высокомарочный цемент выгружается из криостата.

• Получение металлических нанопорошков для синтеза новых соединений. При таком способе частицы сохраняют постоянные размеры при нагревании до 900–950°C и отличаются повышенной стойкостью к спеканию за счет образования на поверхности оксидно-нитридной пленки.

Пищевая индустрия

• Сублимационное консервирование продуктов питания (мясо, молоко, чай, кофе, фрукты, овощи и др.) – высушивание и измельчение с помощью жидкого азота. Полученные порошки сохраняют способность быстро восстанавливаться. Это свойство широко используется при заготовке сухих концентратов: кофейного напитка, муки из цикория, сухого молока и др.

• Производство специй: перца, семян горчицы, корицы, мускатного ореха, трав и пр. При традиционном способе измельчения температура процесса повышается, что приводит к окислению и потере эфирных составляющих сырья. Криопомол азотом предотвращает эти негативные процессы, позволяя сохранить первоначальные свойства.

Фармакология и космецевтика

• Криопорошки – как продукт криоизмельчения лекарственного сырья широко применяются при производстве БАД. Щадящая технология позволяет получить частицы размерами до 0,5 мкм без потери витаминов и минералов. При обычном помоле активные вещества усваиваются не полностью, т.к. связаны с довольно большой молекулой белка. При низких температурах микроэлементы переходят в свободное состояние – хелатные соединения, легко усваиваемые организмом человека. Например, порошки амаранта, чаги, облепихи, валерианы, зародышей пшеницы и др.

• Космецевтика – симбиоз косметологии и фармакологии. Производители выпускают лечебную косметику, включающую в состав криопорошки лечебных растений или компонентов пилинга (яичная скорлупа).

Преимущества метода

Суммарное воздействие азота и низких температур дает ряд эффектов:
1. Предотвращение окисления, испарения и карамелизации сырья.
2. Сохранение цвета, эфирных масел, аромата и вкуса.
3. Сохранение витаминов, аминокислот и полной биологической активности исходного продукта.
4. Отсутствие химических примесей.
5. Атмосфера жидкого азота предотвращает выбросы при переработке опасных веществ за счет исключения взаимодействия материала и атмосферы.
6. Криопомол азотом безопасный, экологичный и не оказывает влияния на человека.

Это интересно…

Криоизмельчение – способ производства ароматизированного кофе. Жидким азотом экстрагируют эфирные масла, затем в криомельницу загружают обжаренные зерна и необходимый экстракт. В среде жидкого азота происходит помол с одновременным насыщением основного продукта ароматическими веществами.

Криоразрушение часто демонстрируется в фантастических фильмах. Например, Терминатор 2, а в «Разрушителях Легенд» был заморожен и разрушен одним ударом замок. Однако, это миф: для заморозки такого объекта потребуется не менее 25 минут.

На основании технологии криопомола разработан метод криогенной резки – высокоточного способа получения заготовок из любого материала. Принцип действия заключается в управляемом разрушении материала мощной направленной струей жидкого азота, подаваемого под давлением.

Криоизмельчение поможет в борьбе с объемными взрывами на невзрывоопасных производствах. Известны случаи в мукомольных цехах и на предприятиях по переработке сахара. В помещениях скапливается взвесь мелких частиц, большая площадь контакта пыли с кислородом создает взрывоопасную смесь, которая при случайном попадании искры вспыхивает в доли секунды, охватывая весь объем вещества. Сам принцип криопомола азотом исключает подобные явления.

Компания DP Air Gas предлагает азот жидкий технический ДСТУ ГОСТ 9293–09, а также азот газообразный технический, повышенной и особой чистоты ДСТУ ГОСТ 9293–09.
Будучи лидером продаж промышленных газов в Украине и поставляя продукцию в страны СНГ и Евросоюза, компания DP Air Gas проводит постоянный контроль качества продукции в сертифицированной лаборатории согласно требованиям международного стандарта ISO 9001:2008. В перечень услуг входит обслуживание и ремонт криогенного оборудования. Клиент может приобрести или взять в аренду баллоны, емкости, резервуары для сжиженных газов. Безусловный приоритет группы компаний DP Air Gas – забота о клиенте и соблюдение норм и правил защиты окружающей среды. Перечень продукции — здесь.