Дроблення як спосіб переробки використовується з давніх-давен. Перетирання у ступі або жорнами, вручну або із залученням силвітру та води – трудомісткий процес, автоматизувати який вдалося після відкриття електрики. Наука розвивається, пропонуючи спеціальні способи подрібнення азотом на основі розробок кріогеніки. Результатами кріотехнологій ми користуємося щодня, навіть не підозрюючи про це.
З давніх-давен люди використовували природний холод для консервації їжі, заморожування води або загартування сталі. Вчені вдосконалили природні процеси: в 1810 р. Джон Леслі отримав штучний лід, а Карл фон Лінде в 1871 р. створив холодильну машину, яка працювала на з’єднанні азоту – аміаку, що стала прародичкою кріоустановок. У 30-40-х роках ХХ століття відбувся бурхливий розвиток кріофізики. У всьому світі десятки лабораторій займалися дослідженнями в галузі кріогеніки. Значний внесок у науку зробили радянські вчені П.Л. Капіца та Л.Д. Ландау.
Властивість матеріалів збільшувати крихкість за низьких температур (від -100°C до -190°C) дало можливість застосовувати кріотехнології для подрібнення будь-яких твердих тіл, у тому числі вибухонебезпечних речовин. Як холодоагент був обраний азот. Цей газ найбільше підходить, тому що інертний (без зовнішнього впливу не вступає в реакцію), пожежо-і вибухобезпечний. Так з’явилася технологія кріопомолу азотом.
Область застосування
Загальна методика cryomilling полягає в завантаженні сировини і тіл, що мелють (металевих куль Ø 20 мм), в кріомельницю барабанного типу, подрібнення відбувається в середовищі зрідженого азоту. В результаті виходять однорідні частинки заданого розміру, аж до дрібнодисперсного нанопорошку розміром 40 мкм.
Кріопомол азотом азотом застосовується в промисловості, харчовій та фармакологічній індустріях.
Промислове застосування.
• Утилізація відходів: автомобільні покришки, пластмаси, полімери та інші матеріали, що виділяють токсичні речовини в атмосферу під час нагрівання. Предмети подрібнюються в гранули, відокремлюються від металевих та інших домішок. Отримана крихта йде наступну переробку як сировину.
• Утилізація холодильної техніки – кріотехнології дозволяють уникнути попадання шкідливих речовин у атмосферу.
• Виробництво високотвердого високоякісного цементу. У спеціальну установку завантажується сировина та шихта, через патрубок з апарату подається рідкий азот, виділений із повітря. Після закінчення певного часу отриманий високомарочний цемент вивантажується з кріостата.
• Одержання металевих нанопорошків для синтезу нових сполук. При такому способі частинки зберігають постійні розміри при нагріванні до 900-950 ° C і відрізняються підвищеною стійкістю до спікання за рахунок утворення поверхні оксидно-нітридної плівки.
Харчова промисловість
• Сублімаційне консервування продуктів харчування (м’ясо, молоко, чай, кава, фрукти, овочі та ін.) – висушування та подрібнення за допомогою рідкого азоту азоту. Отримані порошки зберігають здатність швидко відновлюватись. Ця властивість широко використовується при заготівлі сухих концентратів: кавового напою, борошна з цикорію, сухого молока та ін.
• Виробництво спецій: перцю, насіння гірчиці, кориці, мускатного горіха, трав та ін. При традиційному способі подрібнення температура процесу підвищується, що призводить до окислення та втрати ефірних складових сировини. Кріопомол азотом запобігає цим негативним процесам, дозволяючи зберегти початкові властивості.
Фармакологія та космецевтика
• Кріопорошки – як продукт кріоподрібнення лікарської сировини широко застосовуються під час виробництва БАД. Ощадна технологія дозволяє отримати частки розмірами до 0,5 мкм без втрати вітамінів та мінералів. При нормальному помелі активні речовини засвоюються в повному обсязі, т.к. пов’язані з досить великою молекулою білка. При низьких температурах мікроелементи переходять у вільний стан – хелатні сполуки, які легко засвоюються організмом людини. Наприклад, порошки амаранту, чаги, обліпихи, валеріани, зародків пшениці та ін.
• Космецевтика – симбіоз косметології та фармакології. Виробники випускають лікувальну косметику, що включає до складу кріопорошки лікувальних рослин або компонентів пілінгу (яєчна шкаралупа).
Переваги методу
Сумарний вплив азоту азоту; та низьких температур дає ряд ефектів:
1. Запобігання окисленню, випаровування та карамелізації сировини.
2. Збереження кольору, ефірних олій, аромату та смаку.
3. Збереження вітамінів, амінокислот та повної біологічної активності вихідного продукту.
4. Відсутність хімічних домішок.
5. Атмосфера рідкого азоту запобігає викидам при переробці небезпечних речовин за рахунок виключення взаємодії матеріалу та атмосфери.
6. Кріопомол азотом безпечний, екологічний і не впливає на людину.
Це цікаво…
Кріоподрібнення – спосіб виробництва ароматизованої кави. Рідким азотом екстрагують ефірні олії, потім у кріомельницю завантажують обсмажені зерна та необхідний екстракт. Серед рідкого азоту відбувається помел з одночасним насиченням основного продукту ароматичними речовинами.
Кріоруйнація часто демонструється у фантастичних фільмах. Наприклад, Термінатор 2, а в «Руйнівниках Легенд» був заморожений і зруйнований одним ударом замок. Однак, це міф: для заморожування такого об’єкта потрібно не менше 25 хвилин.
На основі технології кріопомолу розроблено метод кріогенного різання – високоточного способу одержання заготовок з будь-якого матеріалу. Принцип дії полягає в керованому руйнуванні матеріалу потужним спрямованим струменем рідкого азоту азоту, що подається під тиском.
Кріоподрібнення допоможе у боротьбі з об’ємними вибухами на невибухонебезпечних виробництвах. Відомі випадки у борошномельних цехах та на підприємствах з переробки цукру. У приміщеннях скупчується завис дрібних частинок, велика площа контакту пилу з киснем створює вибухонебезпечну суміш, яка при випадковому попаданні іскри спалахує в частки секунди, охоплюючи весь обсяг речовини. Сам принцип кріопомолу азотом виключає подібні явища.
Компанія DP Air Gas пропонує азот рідкий технічний ДСТУ ГОСТ 9293-09, а також азот азот; газоподібний технічний, підвищеної та особливої чистоти ДСТУ ГОСТ 9293-09.
Будучи лідером продажів промислових газів в Україні та постачаючи продукцію до країн СНД та Євросоюзу, компанія DP Air Gas проводить постійний контроль якості продукції у сертифікованій лабораторії згідно з вимогами міжнародного стандарту ISO 9001:2008. До переліку послуг входить обслуговування та ремонт кріогенного обладнання. Клієнт може придбати або орендувати балони, ємності, резервуари для зріджених газів. Безумовний пріоритет групи компаній DP Air Gas – турбота про клієнта та дотримання норм та правил захисту довкілля. Перелік продукції – тут.
