Инновации в сфере криогенного оборудования: что нового?

Криогенные технологии играют важную роль в самых разных отраслях – от медицины и пищевой промышленности до космических исследований, и металлургии. Они позволяют работать с техническими газами и криогенными жидкостями при экстремально низких температурах, что делает их незаменимыми для высокотехнологичных направлений, где используются криогенные технологии. В последние годы, в этой области наметился значительный технологический прогресс. В данной статье мы рассмотрим ключевые инновации в сфере криогенного оборудования и то, как они меняют промышленные процессы.

Улучшенные системы теплоизоляции

Одной из главных проблем при работе с криогенными жидкими газами является неизбежная «паразитная» потеря жидкого газа при испарении, за счет теплопритока через теплоизоляцию из окружающей среды. В условиях сверхнизких температур даже минимальный теплоприток из внешней среды может привести к значительным потерям газа и снижению эффективности работы. Использование современных материалов для теплоизоляции направлено на решение этой проблемы.

• Многослойная вакуумная изоляция (MLI) стала стандартом для современных криоцилиндров и резервуаров. Она значительно снижает теплопередачу и, как следствие, уменьшает испарение сжиженного газа. Кроме того, данная изоляция отличается малым весом, что делает ее использование предпочтительным для мобильных решений – транспортабельных криоцилиндров небольшого объема на колесах и транспортных ИСО-контейнеров.
• Аэрогелевая теплоизоляция – новый, перспективный тип изоляционных материалов. Аэрогели обладают исключительными теплоизоляционными свойствами и используются для изоляции криогенных резервуаров. Эти материалы практически не проводят тепло и позволяют существенно сократить тепловые потери.

Использование современных подходов к теплоизоляции криогенного оборудования помогает снизить потери газа и сделать криогенные технологические процессы более экономичными.

Цифровизация и автоматизация

Цифровизация и автоматизация внедряются все больше в различных промышленных областях, и криогеника не является исключением. Сегодня на рынок выходят умные системы, которые позволяют дистанционно контролировать работу криогенного оборудования, повышая безопасность и оптимизируя производственные процессы.

• Интернет вещей (IoT), основанный на телеметрии и телеуправлении, в криогенном оборудовании позволяет проводить дистанционный мониторинг состояния резервуаров – следить за уровнем жидкой фракции, давлением и температурой в режиме реального времени. Это обеспечивает высокую степень контроля над оборудованием и минимизирует риск аварийных ситуаций.
• Автоматические системы управления газами позволяют точно контролировать параметры подачи газа в зависимости от текущих потребностей производства. Это исключает перерасход потребления газа и повышает эффективность технологических процессов.

Пример: на предприятиях, высокотехнологического сектора, таких как производство лекарственных препаратов, производство микропроцессоров, автоматизированные системы обеспечивают точную дозацию технических газов, поддерживая стабильность технологических процессов и предотвращая сбои.

Инновационные криогенные насосы и компрессоры

Криогенные насосы и компрессоры играют важную роль для перекачивания жидкой и газообразной фракции технических газов, и широко используются для разных задач – наполнение криогенных ёмкостей, раскачка газовых баллонов, газификация напитков и т.д. Новые поколения перекачивающих агрегатов становятся более эффективными и долговечными благодаря использованию современных материалов и передовых технологий.

• Безмасляные компрессоры: Эти компрессоры позволяют перекачивать технические газы без загрязнения их масляными парами, что особенно важно для использования в медицины и пищевой промышленности, где чистота газа играет критическую роль.
• Насосы с магнитным приводом: В насосах с магнитным приводом вращение от электродвигателя передается на рабочее колесо бесконтактно – с помощью магнитной муфты, благодаря чему рабочая полость насоса полностью герметична, отсутствуют уплотнения, которые подвержены износу и требуют регулярного обслуживания. Такое решение позволяет исключает риск протекания криогенной жидкости, делает оборудование более надежным и долговечным.

Эти инновации повышают надежность перекачивающих агрегатов и делают их использование более эффективным в различных отраслях.

Новые материалы для криогенного оборудования

Использование инновационных материалов – одна из главных тенденций в сфере криогенных технологий. Современные криогенные резервуары, трубопроводы и клапаны изготавливаются из материалов с повышенной устойчивостью к экстремально низким температурам и коррозии.

• Новые криогенные сплавы для создания узлов и деталей оборудования, работающего при сверхнизких температурах, обладающие уникальными механическими свойствами, позволяют создавать более прочные и долговечные элементы конструкций криогенных емкостей, трубопроводов, арматуры, что обеспечивает их более высокие эксплуатационные характеристики.

• Композитные материалы становятся все более популярными в производстве криогенного оборудования – например, ракетных топливных баков. Они легче традиционных металлических материалов, обладают уникальными механическими свойствами и дают возможность изготавливать детали конструкций в процессе создания самого материала.
• Использование сверхпроводящих материалов в электроэнергетике, благодаря в криогенному охлаждению, позволяет значительно снизить энергетические потери при передаче электрической энергии, а также создавать сверхпроводящие магниты, способные генерировать сильные магнитные поля для ускорителей частиц, МРТ-диагностики, электротранспорта будущего.

Эти новые материалы позволяют создавать оборудование с уникальными характеристиками, повышают эффективность работы и увеличивают срок эксплуатации, что важно для предприятий, стремящихся получить технологическое преимущество и сократить издержки.

Современные системы хранения и транспортировки газа

С каждым годом требования к логистике и эффективности технологий хранения криогенных газов становятся все более строгими, особенно в таких отраслях, как медицина и пищевая промышленность, где бесперебойность работы систем хранения и выдачи газов являются основным условием. Инновации в системах хранения и транспортировки направлены на решение этих задач.

• Модульные криогенные системы позволяют подстраивать объем хранения газа в зависимости от текущих потребностей предприятия. Это увеличивает гибкость в использовании оборудования и позволяет масштабировать его под задачи бизнеса.
• Транспортные ИСО-контейнеры с улучшенной вакуумной изоляцией позволяют значительно продлить срок хранения криогенных газов без потерь на испарение в условиях транспортировки. Это особенно важно для предприятий, где логистика играет ключевую роль и требуется доставка газов на большие расстояния.

Такие нововведения делают логистику и хранение криогенных материалов более безопасными, надежными и экономически выгодным.

Криогенные технологии в науке и космической отрасли

Криогенные технологии открывают новые возможности в развитии науки и освоении космоса. 

• Криогенная техника для космоса: Криогенные технологии используются для хранения ракетного топлива, для испытания систем космических аппаратов и работы научных приборов, предназначенных для функционирования при низких температурах. Новые разработки в этой области позволяют создавать технику и приборы, которые могут длительное время работать в космических условиях, сохраняя стабильность и эффективность.
• Криогенное оборудование для научных исследований: Современные криогенные системы, широко используемые в научных лабораториях, позволяют проводить эксперименты при сверхнизких температурах. Это особенно важно для развития криоэлектроники, изучения сверхпроводящих материалов, криобиологии и других передовых научных направлений.

Криогенные технологии для экологии

С ростом осознания необходимости внедрения экологически чистых технологий многие предприятия стремятся уменьшить углеродный след и минимизировать выбросы вредных веществ. Использование криогенного оборудования способствует развитию экологически чистые технологии, которые помогают достичь этих целей.

• Криогенные системы рекуперации газа: Использование криогенного оборудования в системах рекуперации газов и паров углеводородов, в химическом производстве, позволяет извлекать и конденсировать испаряющиеся пары и возвращать их обратно в системы хранения или в технологический цикл для повторного использования. Это экономит потребление нефтепродуктов и уменьшает вредные выбросы.
• Энергоэффективные решения: Современные криогенные системы потребляют меньше энергии благодаря улучшенной теплоизоляции и использованию высокоэффективных криогенных насосов и компрессоров. Это помогает предприятиям снизить затраты на энергоресурсы и уменьшить воздействие на окружающую среду.
• Водородная энергетика: Переход от углеводородных источников энергии к водороду в энергетической отрасли и на транспорте сулит свести к минимуму выбросы парниковых газов в масштабах все планеты. Развитие водородной энергетики невозможно представить без криогенных технологий для хранения и использования жидкого водорода.

Заключение

Инновации в сфере криогенного оборудования продолжают расширять возможности использования жидких газов в промышленности, медицине, науке и других областях. Перспективные теплоизоляционные материалы, цифровизация, автоматизация, использование новых конструкционных материалов и экологические решения делают криогенные системы более эффективными, надежными и безопасными. Эти технологии не только повышают производительность, но и позволяют компаниям оптимизировать затраты, улучшить качество продукции и сократить влияние на окружающую среду.

Если ваше предприятие нуждается в передовых криогенных решениях, специалисты компании КРИОБАК готовы предложить комплексные решения, соответствующие последним мировым стандартам. Мы поможем вам выбрать оборудование, которое будет соответствовать вашим потребностям, и обеспечим его техническую поддержку на всех этапах эксплуатации.