Naczynia Dewera – czym są i kiedy się je stosuje?

W 1883 roku dwaj polscy naukowcy z Uniwersytetu Jagiellońskiego dokonali odkrycia, które zrewolucjonizowało wiele gałęzi przemysłu. Udało im się bowiem, metodą skroplonego powietrza otrzymać skroplony azot, co stało się podstawą rozwoju kriotechniki. Otrzymana przez nich substancja miała niezwykle niską temperaturę - wrzała na poziomie -195,8°C,  więc aby móc ją badać oraz wykorzystywać, należało stworzyć specjalne naczynie, które będzie izolowało ją od temperatury środowiska.

Ciekły azot - zastosowanie

Dzięki rozwojowi kriotechniki odkryliśmy wiele praktycznych zastosowań ciekłego azotu. Obecnie jest on niezwykle popularną substancją, wykorzystywaną w wielu branżach, do zadań takich jak: zabiegi medyczne, przechowywanie próbek i materiałów biologicznych, zamrażanie artykułów spożywczych czy obróbka metalu.

Ciekły azot produkowany jest w wyspecjalizowanych laboratoriach, a następnie dostarczany do firm, ale by mogło się to udać, należało najpierw zadbać o to, aby ten skroplony gaz mógł być bezpiecznie przewożony i magazynowany. Niezwykłym odkryciem okazało się stworzenie naczynia Dewara, popularnie nazywanego dewarem.

Naczynia do zadań specjalnych

Naturalna reakcja wymiany ciepła w przypadku substancji wrzących w wysokich temperaturach, jak woda nie stanowi problemu z jej transportem. Inaczej rzecz się miała jednak w przypadku azotu, który wrze w ekstremalnie niskiej temperaturze -195,8°C.  Przechowywanie tej substancji w standardowym pojemniku momentalnie doprowadziłoby do jego nagłego odparowania, a tym samym utraty właściwości.

Na początku XX wieku skonstruowano więc, niezawodne do dziś, naczynie kriogeniczne zwane, od nazwiska pierwszego konstruktora, naczyniem Dewara. Mimo zaawansowanych już obecnie technologii kriotechnicznych budowa i samo działanie tego naczynia przypomina popularny termos, który każdy z nas posiada w domu.

Jak działa naczynie kriogeniczne?

Dewar to naczynie zbudowane z podwójnych, oddzielonych od siebie ścianek, pomiędzy którymi znajduje się próżnia techniczna. Posiada ona wysokie właściwości izolacyjne, dzięki czemu niska temperatura panująca wewnątrz naczynia z azotem nie wpływa na temperaturę jego zewnętrznej powłoki i otoczenia. Ma to  ogromne znaczenie dla bezpieczeństwa pracy z ciekłym azotem.

Pierwotnie dewary były naczyniami wykonanymi w całości ze szkła, materiał ten bowiem jest znacznie lepszym izolatorem, niż metal. Z uwagi na to, że konstrukcje szklane dużo łatwiej ulegają zniszczeniu, postanowiono zmienić nieco konstrukcję. Tym sposobem postały współczesne naczynia Dewara. Wykonywane są one ze szkła borokrzemowego, pokrytego srebrem i umieszczonego w obudowie z tworzywa sztucznego lub stali nierdzewnej powlekanej proszkowo. Zamknięcie naczynia pełni funkcję izolatora cieplnego, a ścianki zewnętrzne zbiornika pokryte są materiałem, który odbijają promienie UV. Pojemniki Dewara dostępne są na rynku w różnych wariantach pojemnościowych, w specjalistycznych sklepach, takich jak Cryogen.

„Współczesne naczynia Dewara wyposażone są w dodatkowe, zaawansowane technologicznie systemy. W zależności od ich pojemności i przeznaczenia posiadają one zawory bezpieczeństwa lub systemy alarmujące o niskim poziomie cieczy w naczyniach. Ma to szczególne zastosowanie zwłaszcza w przypadku pojemników, w których przechowuje się zamrożone cenne próbki np. w tzw. bankach materiałów biologicznych. Montuje się w nich także wskaźniki poziomu napełnienia i systemy ułatwiające odlewanie części cieczy: pompy oraz lewary” tłumaczy Jan Pilch, ekspert z firmy Cryogen.

Zastosowanie naczynia Dewara

Podstawowym przeznaczeniem tych pojemników jest transport oraz magazynowanie skroplonego azotu. Odnajduje to swoje zastosowanie w wielu dziedzinach przemysłu. W zależności od przeznaczenia, na rynku dostępne są pojemniki o różnej pojemności, obejmującej najczęściej zakres od 4 do 50 litrów. Czasami, w przypadku szczególnej potrzeby, produkuje się także konstrukcje o innych pojemnościach.

Z naczyń kriogenicznych wyposażonych w specjalne stelaże (kanistry), umożliwiające bezpieczne przechowywanie próbek i materiałów biologicznych w osobnych opakowaniach korzysta wiele laboratoriów badawczych.

Naczynia Dewara odnajdują swoje zastosowanie także w innych branżach, gdzie wykorzystuje się ciekły azot, takich jak przemysł, branża spożywcza czy medycyna.

Bezpieczeństwo użytkowania

Zasady przechowywania butli z ciekłym azotem są ściśle określone przez przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy. Wraz z produktem dostarczona do firmy powinna być także karda produktu, w której zawarte są wszystkie najważniejsze informacje oraz instrukcje użytkowania i przechowywania takiego naczynia. Jeśli mamy wątpliwości odnośnie warunków przechowywania pojemników, warto skontaktować się ze specjalistami, takimi jak firma Cryogen, sklep z naczyniami Dewara. Udzielą oni specjalistycznych porad oraz doradzą przy wyborze pojemności i rodzaju naczynia na azot.

Pamiętaj, że jedynie poprawne przechowywanie oraz korzystanie z naczyń kriogenicznych zapewni nam pełne bezpieczeństwo. Przede wszystkim dewary należy przechowywać w pomieszczeniach wentylowanych, z dala od źródeł ciepła oraz materiałów łatwopalnych. Co ważne butle powinny być ustawione pionowo, a także dodatkowo zabezpieczone przed przewróceniem.