نیتروژن گازی دارای چندین ویژگی فیزیکی و شیمیایی مفید است که آن را به یک انتخاب محبوب در تولید تبدیل می‌کند. نیتروژن در طبیعت به عنوان یک مولکول دو اتمی بسیار پایدار وجود دارد. می‌توان از آن برای جابجایی عناصر و ترکیبات شیمیایی واکنش پذیرتر استفاده کرد. در نتیجه، این گاز در صنایعی که دارای محیط‌های انفجاری شدید هستند رایج است.
یکی دیگر از ویژگی‌های برجسته گاز نیتروژن بی بو بودن آن است. این ویژگی فیزیکی در فرآوری غذا و نوشیدنی مطلوب است زیرا طعم اصلی غذا و نوشیدنی مورد نظر تغییر نمی‌کند. ماهیت بی‌رنگ گاز نیتروژن باعث استفاده از آن در صنایع غذایی شده است. به عنوان مثال، گاز نیتروژن در بسته‌بندی مواد غذایی به روش اتمسفر اصلاح شده کاربرد دارد زیرا ظاهر آنها را تغییر نمی‌دهد.
نیتروژن مورد نیاز برای صنایع تولیدی چگونه تولید می‌شود؟
گاز نیتروژن برای تولید صنعتی با استفاده از تکنیک‌های مختلف کنترل می‌شود. در بسیاری از موارد، با استفاده از یکی از روش‌های زیر، حجم زیادی از گاز نیتروژن در محل مورد نیاز سنتز می‌شود.
جذب سطحی با نوسان فشار (PSA)
اساس فناوری تولید نیتروژن به روش PSA جداسازی انتخابی نیتروژن از هوا است.
تجهیزات معمولی جذب سطحی با نوسان فشار شامل دو سیلندر خشک‌کن حاوی مواد جاذب رطوبت است که بین جذب اکسیژن و آزاد شدن آن به طور متناوب تغییر می‌کند و در نتیجه نیتروژن با خلوص بالا تولید می‌شود.
تولید نیتروژن غشایی
برای سیستم‌های صنعتی که از نیتروژن غشایی برای منبع گاز خود استفاده می‌کنند، این فناوری از تفاوت سرعت اجزا مختلف هوا برای جداسازی و تولید نیتروژن خالص استفاده می‌کند. یک غشای نیمه تراوا با الیاف توخالی به طور انتخابی گاز نیتروژن را از مخلوط گازی فیلتر می‌کند.
تقطیر جزء به جزء
تقطیر جزء به جزء با خنک کردن هوا تا نقطه مایع شدن آن و سپس تقطیر گازهای تشکیل دهنده آن با توجه به نقطه جوش، گاز نیتروژن با خلوص بسیار بالا (9999/99 درصد) تولید می‌کند.
چگونه از فناوری نیتروژن در صنایع تولیدی استفاده می‌شود؟
فناوری نیتروژن در حال حاضر در چندین فرآیند تولید در صنایع مختلف استفاده می‌شود. برخی از صنایع رایج که از فناوری نیتروژن استفاده می کنند در زیر توضیح داده شده است.
ساخت قطعات فلزی
صنعت متالورژی نیاز به ساخت قطعات فلزی با کیفیت بالا دارد که در مونتاژ ماشین آلات مختلف استفاده می‌شود و نیتروژن نقش مهمی در این فرآیند ایفا می‌کند. از ژنراتورهای نیتروژن در محل می‌توان برای تولید حجم کافی نیتروژن مورد استفاده در لیزرهای برش فلز استفاده کرد و قطعات فلزی را با لبه‌های برش منظم و بدون ایجاد آسیب حرارتی تولید کرد.
تولید دارو
نیتروژن مولکولی یک ماده شیمیایی تقریبا ضروری در سنتز بسیاری از داروهای نجات دهنده زندگی است که امروزه از آنها استفاده می کنیم. ژنراتورهای گاز نیتروژن برای تولید آنتی بیوتیک‌های مصنوعی و داروهای بیهوشی استفاده می‌شوند.
تولید مواد غذایی و آشامیدنی
با استفاده از گاز نیتروژن در مرحله فرآوری می‌توان ماندگاری مواد غذایی تولید شده را افزایش داد. بسته بندی به روش اتمسفر اصلاح شده با گاز نیتروژن، محیطی را در بسته بندی مواد غذایی ایجاد می‌کند که از اکسید شدن سریع مواد غذایی جلوگیری می‌کند.
ساخت قطعات پلاستیک
فناوری N2 نیز در صنایع پلاستیک و پلیمرهای مصنوعی برای بهبود محصولات نهایی به کار می‌رود. به عنوان مثال، نیتروژن پلاستیک‌ها را سخت می‌کند و مقاومت کششی و دوام آنها را بهبود می‌بخشد.
تولید قطعات الکترونیک
الکترونیک مدرن از مدارهایی تشکیل شده است که اجزای مختلفی را در خود جای داده‌اند که توسط لحیم کاری به هم متصل می‌شوند. لحیم کاری گاز نیتروژن یک روش بسیار کارآمد برای مونتاژ اجزای الکترونیکی است زیرا نتیجه عالی را تضمین می‌کند. علاوه بر این، گاز نیتروژن می‌تواند سیستم‌های کامپیوتری را خنک کند و از آسیب‌های ناشی از گرما جلوگیری کند.
نیتروژن در محل در مقابل روش‌های عرضه انبوه
نیتروژن مورد استفاده در کاربردهای صنعتی را می توان توسط فروشندگان گاز در سیلندرها تامین کرد یا در محل با استفاده از ژنراتورهای نیتروژن تولید کرد. سنتز گاز نیتروژن در محل دارای مزایای قابل توجهی نسبت به گاز عرضه شده فله است.
- حذف هزینه‌های تکراری مانند خرید سیلندر باعث مقرون به صرفه بودن آن در بلند مدت می‌شود.
- ضایعات نیتروژن کمتر است چون گاز نیتروژن به اندازه مورد نیاز تولید و استفاده می‌شود.
- حذف خطرات شغلی مرتبط با ذخیره سازی گاز درون سیلندر.
- رفع انسدادهای زنجیره تامین، زیرا نیتروژن می‌تواند بر حسب تقاضا در هر نقطه از چرخه تولید، تولید شود.
- سهولت نصب و نیاز به نگهداری حداقلی.
