Die Kryotechnik ist keine neue Erfindung, seit Jahrzehnten arbeiten Unternehmen bereits mit ihr und halten ihre Prozesse am Laufen. Doch die Forschungen und Entwicklungen in diesem Bereich gehen immer weiter, damit die Nutzung der Kältetechnik noch effektiver wird.
Worum es bei der Kryogenie geht
Das Wort Kryogenie enthält das griechische Wort „Kryos“, was soviel wie „Kälte“ bedeutet. Darum geht es letztlich um die Herstellung, Lagerung, den Transport und die Anwendung von Materialien bei extrem kalten Temperaturen. Extreme Kälte wirkt sich auf Materialien unterschiedlich aus und bewirkt bei Gasen zum Beispiel eine Verflüssigung ab einer bestimmten Temperatur.
Bleibt man beim Beispiel der Gase, verflüssigen sich manche bereits bei minus 160 Grad, andere Gase wiederum müssen noch deutlich tiefer gekühlt werden. Eine solche Technik wird in verschiedenen Industrien erfolgreich eingesetzt. Damit diese Technik aber funktionieren kann, benötigt es die Erfahrung von Spezialisten, wie man sie zum Beispiel bei Demaco-Cryogenics.com finden kann. Über die Beratung, die Entwicklung, bis hin zur Konstruktion und Installation werden alle Projekte individuell nach Kundenbedarf durchgeführt.
Da die Kryotechnik gewisse Risiken birgt, sind die benötigten Anlagen speziell ausgelegt und müssen auf die Bedürfnisse der Kunden passen. Bei falscher Handhabung kann es sonst zum Verlust von hochwertigen Gasen kommen. Aber insbesondere die Gefahr von Verletzungen durch die extreme Kälte, der Austritt von gefährlichen Giftstoffen und eine Brand- sowie Explosionsgefahr sind nicht zu vernachlässigen. Die Kryogenie ist ein Bereich, in dem man spezielle Kenntnisse und Maschinen benötigt, um eine unfallfreie Arbeit zu gewährleisten.
Wie man solch tiefe Temperaturen erreichen kann
Damit man solch tiefe Temperaturen erhält, um Gase zu verflüssigen, benötigt man hoch entwickelte Techniken und Methoden. Die gängigste Methode der cryogenic ist die Ausnutzung der Wärmeleitung, sprich den Übergang der Wärme von dem wärmeren Material auf das kältere Material zu nutzen. Hierzu nutzt man eine kryogene Flüssigkeit, die mit dem Gas, einer Flüssigkeit oder einem Feststoff in Kontakt gebracht wird. Die Wärme wird entzogen und das Material auf die gewünschte Temperatur abgekühlt.
Die Verdunstungskühlung ist eine recht weit verbreitete Methode. Hierbei nutzt man die Tatsache aus, dass Atome oder Moleküle in flüssiger Form weniger Energie an der Oberfläche haben als in gasförmiger Form. Verdampft man eine Flüssigkeit, erhalten die Atome oder Moleküle genügend Energie von der umgebenden Flüssigkeit, um in den gasförmigen Zustand überzugehen. Die verbleibende Flüssigkeit hat hingegen weniger Energie und wird dadurch kälter. So kann man durch einen Verdampfungsprozess eine Abkühlung einer Flüssigkeit erreichen.
Bei der Verflüssigung von Wasserstoff und Helium nutzt man hingegen den Joule-Thomson-Effekt. Hierbei werden die Gase durch eine abrupte Expansion oder einen ebenso schnellen Druckabfall abgekühlt.
Moleküle spielen bei der Krogenie eine Rolle; Bildquelle: Gerd Altmann auf Pixabay
Viele Branchen nutzen die Kryogenie
Während es vor über 100 Jahren nur die Möglichkeit gab, mittels Kryogenie einige wenige Gase zum verflüssigen, entwickelten sich immer mehr Methoden die Temperaturen weiter zu senken und so auch die Menge an Gasen zu erhöhen, die man verflüssigen konnte. Sauerstoff war 1877 das erste Gas, welches verflüssigt wurde.
Doch auch immer neue Branchen entdecken die Kryogenie für sich und wussten sie zu nutzen. Die Kryochirurgie, bei der durch langsame Abkühlung ungesundes menschliches Gewebe zerstört wurde, war der erste Erfolg in der Medizintechnik. Auch die Raumfahrtindustrie führte die kryogene Technik ein und nahm es 1961 erstmals mit in sein Raumfahrtprogramm auf.
Neben den genannten beispielhaften Anwendungen wird die Kryotechnik auch in der Grundlagenforschung, der Schiffbauindustrie, der Nahrungsmittelindustrie, im Bereich der Elektronik und der LNG-Industrie zum Einsatz.
Ein Fazit
Die Anwendungsmöglichkeiten der Kryogenie sind sehr vielseitig und daher auch interessant für verschiedene Branchen. Die Entwicklungen in diesem speziellen Bereich werden noch weiter gehen, davon darf man ausgehen. Auf die Kryogenie spezialisierte Unternehmen werden auch in Zukunft erfolgreich an der wirtschaftlichen Entwicklung mitwirken können.
