[科普中國(guó)]-液態(tài)氮

液態(tài)氮是一種具有惰性的，無(wú)色，無(wú)臭，無(wú)腐蝕性，不可燃，溫度極低的液體。氮構(gòu)成了大氣的大部分（體積比78.03%，重量比75.5%）。氮是不活潑的，不支持燃燒；但是氮是維持生命的必要元素。

用途：食品冷藏、冶金工業(yè)、洗滌及保護(hù)氣、用于氣體激光器、空份設(shè)備、電力輸送和廢物處理。

液態(tài)氮簡(jiǎn)介液態(tài)氮

氮?dú)?/p>

NITROGEN

產(chǎn)品名稱 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（V/V）≥ 氧含量

ppm≤ 氫含量

ppm≤ CO+CO2+CH4

ppm≤ 水份含量}1

液態(tài)氮GB/T8980-96 99.999 2 1 2 不規(guī)定水含量

性狀：無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)味、幾乎完全惰性氣體、氮不可燃

物性：密度1.25kg/m3（0℃、氣體）、804kg/m3 (-183℃、液體)

熔點(diǎn)-210℃；沸點(diǎn)-195.8℃;臨界溫度-147℃；臨界壓力3.39Mpa

注意事項(xiàng)：它是一種使人窒息的氣體、液氮因?yàn)榈蜏貢?huì)對(duì)人造成凍傷，所以不可與皮膚接觸。

液態(tài)氮為無(wú)色、無(wú)味，不易燃燒，不會(huì)爆炸，沸點(diǎn)是—195.8攝氏度。

處置儲(chǔ)存處置1.此物質(zhì)是冷凍液體， 于封閉地區(qū)會(huì)產(chǎn)生很大的危險(xiǎn)， 需要工程控制及防護(hù)設(shè)備， 工作人員應(yīng)嚴(yán)格培訓(xùn)并告知此物質(zhì)之危險(xiǎn)性及安全使用法。

2.工作區(qū)應(yīng)通風(fēng)良好以避免缺氧。

3.若在封閉區(qū)域使用液態(tài)氮，應(yīng)小心遵循所有安全程序。

4.安裝連續(xù)式空氣偵測(cè)器以決定是否適當(dāng)?shù)耐L(fēng)。

5.不要與不兼容物一起使用( 如鎂) ，會(huì)起激烈反應(yīng)。

6.裝填液態(tài)氮容器的頸部避免被冰堵住。

7.小心運(yùn)送裝填冷凍液的容器。

8.以專用推車或手推車搬運(yùn)。

9.鋼瓶直于地板且固定于墻壁或柱子。

10.鋼瓶不可滾、拖、丟或者讓它們碰撞在一起。

11.若必須以升降機(jī)運(yùn)送冷凍液， 采取適當(dāng)措施以預(yù)防可能的傷害，如升降機(jī)沒有其它乘客。

12. 當(dāng)轉(zhuǎn)換冷凍液至其它容器，接收容器須預(yù)冷，轉(zhuǎn)運(yùn)過程初期應(yīng)緩慢， 冷凍液揮發(fā)而使接收容器變冷。

13.若要將物體放入冷凍液中，必須很緩慢以減少冷凍液沸騰或飛濺。

14.許多常用物質(zhì)如碳鋼、塑料和橡膠.，液態(tài)氮存在下的低溫變脆而容易破裂，或收縮而使接頭出現(xiàn)裂縫。

15. 所有裝填液態(tài)氮的容器和管線應(yīng)有適當(dāng)釋壓裝置以避免壓力過高。

16. 須備隨時(shí)可用于火災(zāi)及溢泄的緊急處理裝備。

17. 查閱液態(tài)氮的相關(guān)法規(guī)。

個(gè)人防護(hù)設(shè)備呼吸防護(hù)： 1.正常情況，不須任何呼吸防護(hù)具。 2.緊急或進(jìn)入未知?dú)鉂舛然蜓鯕鉂舛鹊?8% 的情況時(shí)需穿戴正 壓之全面型自攜式呼吸防護(hù)具或正壓之全面型供氣式呼吸防護(hù)具以正壓之自攜式呼吸防護(hù)具。

手部防護(hù)：可耐低溫的保溫手套。眼睛防護(hù)：化學(xué)防濺護(hù)目鏡、面罩。 皮膚及身體防護(hù)：可耐低溫且保溫的圍裙或工作靴。

儲(chǔ)存注意事項(xiàng)1. 檢查所有新進(jìn)鋼瓶是否確實(shí)標(biāo)示并無(wú)受損。

2.貯存區(qū)應(yīng)標(biāo)示清楚， 無(wú)障礙物并只允許指定或受過訓(xùn)的人員進(jìn)入。

3.貯存區(qū)與工作區(qū)分開。

4.張貼警告標(biāo)志。

5.定期檢查是否破損或溢漏，

6.貯存在陰涼、干燥、通風(fēng)良好、防火的地區(qū)， 遠(yuǎn)離可燃物質(zhì)、腐蝕性氣體、工作區(qū)、飲食區(qū)、

引火源、避免陽(yáng)光直接照射。

7.貯存區(qū)不要靠近升降機(jī)、走廊、裝卸區(qū)。

8.使用專為液態(tài)氮設(shè)計(jì)的貯存容器和設(shè)備。

9.遠(yuǎn)離不相容物。

10. 貯存容器避免與水氣接觸以免結(jié)冰而阻塞壓力釋放閥。

11. 貯存液態(tài)氮的容器直放于地板且固定于墻壁或柱子。

12. 充裝液態(tài)氮容器(Dewar fasks)的蓋子應(yīng)輕輕松開，阻止空氣或水氣進(jìn)多但可讓壓力釋放。

13. 若裝填液態(tài)氮容器的頸部被冰或結(jié)冰的空氣堵塞， 依制造商的指示移除。

14. 此物質(zhì)的空氣重和冷會(huì)累積在低洼地區(qū)， 必須低于地面貯存。

15. 遵循所有冷凍液體貯存的法規(guī)。

相關(guān)知識(shí)一般情況下，氮是不活潑的的。當(dāng)加熱到非常高的溫度時(shí)它會(huì)同更加活潑的金屬，如鋰和鎂反應(yīng)生成氮化物。它還會(huì)同氧反應(yīng)生成氮的氧化物，而且當(dāng)在有催化劑存在時(shí)它會(huì)同氫反應(yīng)生成氨。

由于氮無(wú)腐蝕性，不需要特殊的建材。但是，選擇的建材必須能抗液氮的低溫。容器和管道系統(tǒng)要根據(jù)相關(guān)的壓力和溫度按照按照國(guó)家相關(guān)機(jī)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)或交通部的規(guī)定來(lái)設(shè)計(jì)。

盡管通常作為氣體使用，氮一般以液態(tài)存儲(chǔ)和運(yùn)輸，這樣產(chǎn)品供應(yīng)成本更低。

當(dāng)?shù)D(zhuǎn)化成液態(tài)，就成為低溫液體。低溫液體是沸點(diǎn)溫度一般在–238°F(–150°C)以下的液化氣體。液氮的沸點(diǎn)是–320.5°F(–195.8°C)。因?yàn)楫a(chǎn)品和周圍環(huán)境的溫差即使是在冬天也非常大，保持液氮和周圍環(huán)境隔離是很重要的。產(chǎn)品還要求專門的使用和儲(chǔ)存設(shè)備。

1.一個(gè)典型的儲(chǔ)存系統(tǒng)由一個(gè)低溫儲(chǔ)存罐，一個(gè)或多個(gè)汽化器，一個(gè)壓力控制系統(tǒng)和所有的用于灌裝、汽化、供給的管道系統(tǒng)組成。低溫罐造得象個(gè)真空瓶。設(shè)計(jì)得使熱量無(wú)法進(jìn)入內(nèi)罐中的液氮。汽化器把液氮轉(zhuǎn)化成氣態(tài)。壓力控制管控制著輸入到過程的氣體壓力。使用液氮的過程不要求有汽化器和壓力控制管。

生產(chǎn)在空氣分離工廠，通過空氣液化和蒸餾分離出氮。接著氮作為低溫液體回收。

用途氮是世界上銷售量最大的無(wú)機(jī)化學(xué)品，有著廣泛的商業(yè)和技術(shù)應(yīng)用。作為液體，氮用于食品冷凍、塑料和橡膠拋光、冷卻、金屬處理、金屬噴鍍和其它同溫度相關(guān)的應(yīng)用。

在畜牧業(yè)方面的應(yīng)用1 、廣泛用于家畜凍配改良技術(shù)

在多種家畜中， 牛的精液冷凍制備、保存技術(shù)最為成功， 自上個(gè)世紀(jì)五十年代已形成一套完整定型的工藝流程。牛精液冷凍的冷源普遍應(yīng)用液氮。顆粒精液在經(jīng)液氮冷卻的氟板( 聚四氟乙烯) 、銅紗網(wǎng)、鋁板上滴凍。要使承接精液的表面與液氮面保持——定的距離(1 ～2 厘米) 。在滴凍的過程中，要維持在-80 ～- 120℃的溫度。滴凍前將經(jīng)過平衡的精液充分混勻，并檢查精子的活率。滴要迅速，顆粒要均勻，每毫升經(jīng)過稀釋的精液滴10 粒左右為宜。滴凍結(jié)束后， 要停留2～3 分鐘，待所有顆粒已凍結(jié)立即投入液氮。經(jīng)抽樣檢查( 一般隨機(jī)抽取2 粒) ，解凍活率在0.3 以上者，即可裝于紗布袋中， 經(jīng)標(biāo)記后在液氮中保存。每滴凍完一頭公牛的精液后， 必須更換氟板等用具。細(xì)管的容量分0.25 毫升和0.5 毫升兩種，由無(wú)毒塑料( 聚氯乙烯) 制成。管的一端填有棉塞和聚乙烯粉末，粉末遇水即固化自動(dòng)封口，輸精時(shí)又成為推送精液的活塞；另一端在注入精液后，可以聚乙烯粉或鋼珠( 或塑料珠) 封口，要注意在封口處與精液間留有10～13 毫米的空間， 防止冷凍過程中因膨脹引起細(xì)管爆裂。精液的貯存牛的冷凍精液是以液氮做冷源進(jìn)行貯存的，需要時(shí)可隨時(shí)取出。為防止溫度變化對(duì)精液品質(zhì)的影響， 取放動(dòng)作要迅速， 盡量減少在空氣中停留的時(shí)間。從貯存容器中提取冷凍精液時(shí)， 精液不應(yīng)超過液氮容器的頸基部， 避免因溫度的回升造成精液解凍活率的下降。牛的冷凍精液已有40 多年的歷史。試驗(yàn)證明，保存的冷凍精液仍具有授精能力。但一般認(rèn)為牛的冷凍精液隨保存時(shí)間的延長(zhǎng)，精子的活力和授精能力逐漸降低。牛冷凍精液長(zhǎng)期保存的確切時(shí)限，尚需繼續(xù)研究和觀察。

2 、家畜及多種動(dòng)物的胚胎移植中，制備保存胚胎

多采用胚胎冷凍儀， 屬智能型冷凍儀。該儀器采用微機(jī)控制技術(shù)， 專用軟件，能較準(zhǔn)確地控制液氮的施放量， 從而保證被凍存的生物制品以適宜的冷凍速率降溫冷凍。

3 、液氮超低溫保藏微生物技術(shù)

將菌種保藏在- 196℃的液氮長(zhǎng)期保藏方法，它的原理是利用微生物在- 130℃以下新陳代謝趨于停止而有效地保藏微生物。大型真菌是菌物中的一個(gè)重要類群( 菌物中形成大型子實(shí)體的一類真菌， 泛指廣義上的蘑菇或蕈菌) ，很多種類具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值， 是菌物中最有開發(fā)應(yīng)用前景的一類； 此外，一些大型真菌能夠分解枯死植物， 對(duì)維持自然界物質(zhì)循環(huán)、生態(tài)平衡有重要的作用，可開發(fā)應(yīng)用于造紙業(yè)和環(huán)境凈化； 一些大型真菌能引起樹木病害或損害多種木質(zhì)產(chǎn)品，對(duì)此類病原真菌的認(rèn)識(shí)的加強(qiáng)， 有利于預(yù)防和減少危害的發(fā)生。大型真菌的規(guī)范性保藏對(duì)于微生物菌種資源的安全、高效保藏及、對(duì)長(zhǎng)期有效保藏遺傳資源、異地保藏生物多樣性共享具有重意義。

4 、農(nóng)業(yè)生物基因保存

上海投資4100 多萬(wàn)元開始建設(shè)中國(guó)國(guó)內(nèi)首家農(nóng)業(yè)生物基因綜合庫(kù)。農(nóng)業(yè)界人士說，最具全國(guó)市場(chǎng)開發(fā)潛力的種子產(chǎn)業(yè)， 將以這個(gè)基因庫(kù)作為育種材料的來(lái)源?？偨ㄖ娣e超過3300 平方米的上海農(nóng)業(yè)生物基因庫(kù)，設(shè)于上海農(nóng)業(yè)科學(xué)院內(nèi)，將保藏植物種子、植物離體材料、動(dòng)物生殖細(xì)胞、微生物菌種和植物基因工程材料五大類農(nóng)業(yè)生物遺傳資源。

5 、保存液氮疫苗

液氮苗是80 年代中期逐漸推廣應(yīng)用的，先是使用Ⅲ型-FCl26 炎雞皰疹病毒液氮苗，后來(lái)國(guó)內(nèi)外又研制出SBl，301/B、Z4，814 等Ⅱ型液氮疫苗，并組合成II+III 型二價(jià)苗及I+II+III 三價(jià)苗，應(yīng)用后都曾一度有效的控制了一些地區(qū)的雞馬立克氏病， II+III 型二價(jià)苗好景不長(zhǎng)， 1993 年馬立克氏病又在北美和嚴(yán)態(tài)地區(qū)出現(xiàn)了較大規(guī)模的流行， 為有效控制馬立克氏病， 一些國(guó)家開始學(xué)習(xí)荷蘭自1927 年使用I 型CVl988/Rispens 液氮苗后，有效控制馬立克氏病的經(jīng)驗(yàn)，美國(guó)、加拿大、巴西、日本、歐洲都先后從荷蘭農(nóng)業(yè)漁業(yè)部引進(jìn)了CVl988/Rispens 制苗種毒，在各自國(guó)家使用不同的工藝技術(shù)生產(chǎn)，保存于液氮罐中。

6、用液氮治療奶牛乳頭乳孔外口閉合、家畜皮膚瘤子等也較為普通。

在醫(yī)療事業(yè)應(yīng)用1 、低溫醫(yī)學(xué)

我國(guó)臨床低溫醫(yī)學(xué)工作發(fā)展迅速，促進(jìn)了移植醫(yī)學(xué)的發(fā)展，特別是在骨髓、造血干細(xì)胞、皮膚、角膜、內(nèi)分泌腺體、以及血管和瓣膜等的冷凍保存和移植應(yīng)用取得了顯著成績(jī)。成功的造血干細(xì)胞移植依賴于造血干細(xì)胞活力的保存。生物樣品在降溫冷凍過程中， 當(dāng)由液態(tài)向固態(tài)變化的相變期內(nèi)會(huì)釋放一定熱量， 使其溫度回升， 不控制降溫速率的冷凍過程將會(huì)導(dǎo)致組織細(xì)胞死亡。準(zhǔn)確地測(cè)定生物樣品的相變點(diǎn)， 用微機(jī)編制降溫程序， 以便在樣品相變時(shí)加大液氮輸入量， 克服相變樣品溫度的回升， 使細(xì)胞安全而迅速地度過相變期， 這是提高被凍樣品成活率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

冷凍治療是利用低溫作用于組織，使之發(fā)生壞死，以達(dá)到治療目的的一種方法，是一個(gè)生物化學(xué)過程。肌體組織受到0℃以下低溫利用時(shí)，組織中的水分凍結(jié)形成冰晶。作用的溫度不很低時(shí)，組織降溫緩慢，冰晶主要在細(xì)胞外形成；作用的溫度很低時(shí)，組織急驟降溫，則冰晶主要形成于細(xì)胞內(nèi)。細(xì)胞內(nèi)的冰晶致死性損傷作用更大，故致冷劑的溫度越低，對(duì)細(xì)胞的損傷作用也越大。冰晶可引起細(xì)胞的機(jī)械性損傷；組織中的水分結(jié)冰，細(xì)胞脫水，電解質(zhì)濃縮使細(xì)胞中毒死亡。

冰凍融解期對(duì)細(xì)胞的死亡有更為重要的作用。冰凍融解時(shí)，細(xì)胞間的冰晶先融解，從而吸收周圍的大量熱能，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)繼續(xù)結(jié)冰，形成更大的冰晶。緩慢融凍可加強(qiáng)和延長(zhǎng)此種作用，大的冰晶可致使細(xì)胞更嚴(yán)重的機(jī)械損傷，同時(shí)也使細(xì)胞更久地處于濃縮的電解質(zhì)環(huán)境中，加速細(xì)胞的死亡。因此，緩慢融凍對(duì)組織的破壞性更大。融凍快慢有關(guān)因素有致冷劑的溫度，冷凍治療的時(shí)間長(zhǎng)短，組織的含水量、導(dǎo)熱性，組織的血流供應(yīng)是否豐富。如果血供豐富，則融凍加快。

低溫引起血循環(huán)障礙，是冷凍引起組織壞死的另一因素。低溫引起血管收縮，血流減慢，進(jìn)而血栓形成，阻斷血流；低溫可直接損傷血管，引起血管內(nèi)皮細(xì)胞水腫、壞死，甚至細(xì)胞溶解，使組織發(fā)生缺血、死亡。

此外，低溫使構(gòu)成細(xì)胞的主要成分脂質(zhì)蛋白復(fù)合物發(fā)生變性，致使細(xì)胞破裂；低溫引起局部溫度驟然下降，使細(xì)胞發(fā)生溫度性休克，也是冷凍引起細(xì)胞死亡的原因。

組織被冷凍結(jié)成冰球，然后再讓其自然融凍，為一次凍融周期。實(shí)驗(yàn)及臨床證明，多次凍融較一次凍融具有更大的破壞作用，加深冷凍的深度，減少活細(xì)胞的殘存率。致冷劑接觸組織之處的溫度最低，由此向邊緣溫度逐漸升高。

一般認(rèn)為，細(xì)胞致死的低溫的最高溫度線在-20℃。各種細(xì)胞對(duì)低溫的敏感性不同，例如：色素細(xì)胞較為敏感，而皮膚組織、骨組織、神經(jīng)組織的耐受性則較高。

用于冷凍治療的致冷劑有液體氮（-195.8℃）、固體二氧化碳（-70℃）、氟利昂（-60～-90℃），其中液體氮的致冷溫度低，價(jià)格低廉，易于購(gòu)買，使用安全。

液體氮冷凍治療的方法有棉簽法、接觸法及噴射法

2 、臨床醫(yī)學(xué)

液態(tài)氮治療方法

治療前常規(guī)消毒，采用冷凍器，將噴射口管對(duì)準(zhǔn)斑禿區(qū)，距離2厘米，均勻噴射4—5次，見表面形成薄霜后即停止。等液態(tài)氮自然融化后，再重復(fù)凍融2—3次，每周一次，4次為一個(gè)療程。

治療過程中

患者多在治療1到2天后局部輕度瘙癢、疼痛、片狀脫屑，平靜冷凍1到2次后即可見效，7到14天新生毛發(fā)露出頭皮，長(zhǎng)0.4—0.5厘米。新生毛發(fā)開始為細(xì)軟的白色毳毛樣發(fā)外，以后逐漸變?yōu)楹诎l(fā)，其余均為粗黑的正常毛發(fā)。約3到4周后如正常頭發(fā)，并由邊緣部開始逐漸向中央生發(fā)。

液態(tài)氮的副作用

患者冷凍區(qū)的頭皮充血、水腫，2天后開始消退，輕微瘙癢疼痛，片狀脫屑，均能忍受，不影響治療。

液氮治療脫發(fā)的機(jī)理

液態(tài)氮冷凍噴射到脫發(fā)區(qū)域，使局部能溫度降低至零下1℃—零下6℃，冷的刺激通過神經(jīng)傳導(dǎo)，調(diào)整了皮膚血管舒張功能，使處于關(guān)閉狀態(tài)的毛細(xì)血管開放，毛囊血液供應(yīng)增加，從而改善局部營(yíng)養(yǎng)，促進(jìn)毛發(fā)增長(zhǎng)。

另外一種研究表明，脫發(fā)是一種自身性的免疫疾病，冷凍治療可改變淋巴細(xì)胞亞群組成，增強(qiáng)免疫功能，因此冷凍治療脫發(fā)可提高人體皮膚的免疫功能。

第三，液態(tài)氮是一種低溫液體，沸點(diǎn)為-195.8℃，液態(tài)氮噴射到脫發(fā)區(qū)域后，使皮膚迅速降溫，形成一層薄霜，這種迅速降溫過程會(huì)直接殺死附著在皮膚表面的真菌和螨蟲。2

在食品工業(yè)應(yīng)用1 、液氮在食品速凍中的應(yīng)用在眾多的保藏法中，冷凍保藏法應(yīng)用最為廣泛，效果也非常顯著。而作為冷凍保藏方法之一的液氮速凍早已被食品加工企業(yè)所采用， 由于它能實(shí)現(xiàn)低溫深冷的超速凍， 也有利于實(shí)現(xiàn)凍結(jié)食品的部分玻璃化， 使食品解凍后能最大限度地恢復(fù)到原來(lái)的新鮮狀態(tài)和原有的營(yíng)養(yǎng)成分， 極大提高了冷凍食品的品質(zhì)， 因此在速凍工業(yè)中顯示出特有的生命力。與其它冷凍方法相比， 液氮速凍具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)：

① 冷凍速度快 ( 凍結(jié)速度比一般凍結(jié)方法約快30-40 倍) ：采用液氮速凍， 可使食品迅速通過0℃～5℃最大冰晶生長(zhǎng)帶，食品研究人員已在這方面做了有益的嘗試。

②保持食品品質(zhì)：由于液氮速凍時(shí)間短，經(jīng)液氮速凍的食品可以最大限度地保持加工前的色、香、味及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。段振華等人用液氮對(duì)檳榔進(jìn)行速凍處理，結(jié)果表明經(jīng)液氮處理后的檳榔保持有較高葉綠素含量，風(fēng)味好。

③物料干耗?。阂话銉鼋Y(jié)的干耗損失率為3～6%，而液氮速凍可減少到0.25 ～0.5 %。

④設(shè)備與動(dòng)力費(fèi)用低，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化流水線，提高生產(chǎn)率。液氮速凍主要有噴淋凍結(jié)、浸漬凍結(jié)和冷空氣凍結(jié)三種方式，其中又以噴淋凍結(jié)應(yīng)用最為廣泛。

2 、液氮在飲料加工中的應(yīng)用

已有不少飲料生產(chǎn)廠家采用氮或氮與C02的混合物取代傳統(tǒng)的C02，對(duì)飲料進(jìn)行充氣包裝。充了氮的高碳酸型飲料， 比僅充填二氧化碳的飲料引起的問題要少； 氮對(duì)于灌裝無(wú)泡飲料， 如酒和果汁也是很理想的。在非充氣飲料罐頭中加注液氮的好處是， 所注入的少量液氮可排除每只罐頭頂部空間中的氧氣， 使貯罐上部空間的氣體呈惰性，從而延長(zhǎng)了易腐品的貯存期限。

3 、液氮在果蔬貯存保鮮中的應(yīng)用

液氮用于果蔬的貯存保鮮具有氣調(diào)的優(yōu)點(diǎn)，可調(diào)節(jié)農(nóng)副產(chǎn)品旺季和淡季供需方面的矛盾，減少貯存上的損失。氣調(diào)的功能是提高氮?dú)獾臐舛?，同時(shí)控制氮、氧與C02的氣體比例， 并使其保持在穩(wěn)定狀態(tài)， 降低果蔬的呼吸強(qiáng)度， 延緩后熟過程，從而使果品、蔬菜保持采摘時(shí)的新鮮狀態(tài)和原有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值， 延長(zhǎng)果蔬保鮮期。

4 、液氮在肉制品加工中的應(yīng)用

液氮在對(duì)原料肉絞制、斬拌或混合等工序中加入，可有效提高產(chǎn)品質(zhì)量。如在沙拉米型香腸加工中， 液氮的使用可提高肉保水性， 阻止脂肪氧化， 改善切片性和外觀質(zhì)量； 用于肉制點(diǎn)心、肉脯等再制肉的加工， 不僅可使肉糜混合時(shí)加速蛋白質(zhì)溶解和增強(qiáng)保水性， 且對(duì)保持產(chǎn)品特有形狀尤為有效。另外原料肉經(jīng)液氮快速冷卻， 既可在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持熱肉特性， 氣又保證了肉品衛(wèi)生安全； 在加工工藝上，無(wú)須再擔(dān)心溫度上升對(duì)肉質(zhì)的影響， 且加工可不受原料溫度、加工時(shí)間、季節(jié)因素的影響， 同時(shí)還可使加工過程處于低氧分壓， 在一定范圍延長(zhǎng)了產(chǎn)品的貨架壽命。

5 、液氮在食品低溫粉碎中的應(yīng)用

低溫粉碎，就是將冷卻到脆化點(diǎn)溫度的物質(zhì)，在外力作用下破碎成粉體的過程。食品的低溫粉碎是發(fā)展起來(lái)的一種食品加工新技術(shù)， 該技術(shù)特別適宜于加工含芳香成分多、含脂量高、含糖量多和含膠狀物質(zhì)多的食品。用液氮進(jìn)行低溫粉碎處理，可連原料的骨、皮、肉、殼等一次性全部粉碎，使成品顆料細(xì)小并保持其有效營(yíng)養(yǎng)。如日本將經(jīng)液氮凍結(jié)后的海藻、甲殼素、蔬菜、調(diào)味品等，投入粉碎機(jī)粉碎，可使成品微細(xì)粒度高達(dá)100μm以下，且基本保持原有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。此外，用液氮進(jìn)行低溫粉碎，還可粉碎常溫下難以粉碎的物料、熱敏性及受熱易變質(zhì)，易分解的物質(zhì)。另外，液氮可以粉碎如脂肪多的肉類、水分多的蔬菜等在常溫下難以粉碎的食品原料，并可以制造迄今未曾有過的新加工食品。

6 、液氮在食品包裝中的應(yīng)用

英國(guó)倫敦一家公司開發(fā)出一種簡(jiǎn)單實(shí)用的食品保鮮包裝方法，就是在給食品進(jìn)行包裝時(shí)， 往包裝袋內(nèi)加入幾滴液氮。當(dāng)液氮蒸發(fā)轉(zhuǎn)化成氣體時(shí)它的體積迅速擴(kuò)大，在包裝袋內(nèi)快速取代原有的大部分氣體，減少食品因氧化而造成的變質(zhì)，從而大大延長(zhǎng)食品的保鮮期。

7 、液氮在食品冷藏運(yùn)輸中的應(yīng)用

冷藏運(yùn)輸是食品工業(yè)中很重要的一部分。開發(fā)液氮制冷技術(shù)，發(fā)展液氮冷藏火車、冷藏汽車及冷藏集裝箱是現(xiàn)今國(guó)際上的共同發(fā)展趨勢(shì)。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家多年的應(yīng)用實(shí)踐表明， 液氮制冷系統(tǒng)是在商業(yè)上可與機(jī)械制冷系統(tǒng)相競(jìng)爭(zhēng)的冷藏保鮮技術(shù)，也是食品冷藏運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展方向。

8 、液氮在食品工業(yè)中的其它應(yīng)用

由于液氮的制冷作用，蛋汁、液體調(diào)味品、醬油能夠加工成可自由流動(dòng)并能倒出的顆粒狀冷凍食品， 這些食品可隨時(shí)使用并且很容易配制。在研磨香料和吸水的食物添加劑， 如糖的替代品和卵磷脂時(shí)， 液氮被注入到研磨機(jī)中來(lái)保護(hù)有價(jià)值的成分， 同時(shí)也增加了研磨產(chǎn)量。周順華等人研究證明， 利用液氮淬冷協(xié)同高溫解凍進(jìn)行花粉破壁具有效果好、破壁率高、速度快及花粉生理活性保持穩(wěn)定、不受污染等特點(diǎn)。

在電子工業(yè)中應(yīng)用1 、超導(dǎo)技術(shù)

超導(dǎo)體得天獨(dú)厚的特性，使它可能在各種領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。以液態(tài)氮代替液態(tài)氦作超導(dǎo)制冷劑獲得超導(dǎo)體，使超導(dǎo)技術(shù)走向大規(guī)模開發(fā)應(yīng)用，認(rèn)為是20 世紀(jì)科學(xué)上最偉大的發(fā)現(xiàn)之一。超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)的基礎(chǔ)是由釔鋇銅氧(YBCO)構(gòu)成的超導(dǎo)陶瓷，當(dāng)這種超導(dǎo)材料被冷卻到液氮溫度(78K，相當(dāng)于-196~C) 時(shí)，就從正常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)態(tài)。由屏蔽電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與軌道磁場(chǎng)相互排斥， 如果排斥力大于列車的重量， 車體就可以懸浮在空中。同時(shí)，在冷卻過程中，由于超導(dǎo)體的磁通釘扎效應(yīng)，一部分磁場(chǎng)被俘獲在超導(dǎo)體內(nèi)。這一俘獲磁場(chǎng)與軌道磁場(chǎng)相互吸引， 由于斥力和吸引力的同時(shí)存在，車體得以穩(wěn)定地懸浮在軌道上方。與常規(guī)磁鐵之間同性相斥， 異性相吸的作用不同， 超導(dǎo)體和外磁場(chǎng)之間的這種既排斥又相吸的相互作用， 使超導(dǎo)體或永久磁鐵都可以克服自身重力，懸浮或倒掛在對(duì)方的下面。

2 、電子元件制造與檢測(cè)

環(huán)境應(yīng)力篩選就是選擇若干典型環(huán)境因素，將適量的環(huán)境應(yīng)力作用于組件或整機(jī)，把元器件工藝缺陷， 即生產(chǎn)和裝配過程中的缺陷激發(fā)出來(lái)， 給予修正或更換。環(huán)境應(yīng)力篩選采用溫度循環(huán)和隨機(jī)振動(dòng)較為有效。溫度循環(huán)試驗(yàn)是采用高的變溫率、大的熱應(yīng)力，使那些不同材料組成的元器件，因結(jié)合不良、材料本身的不均勻性、工藝中缺陷等所造成的隱患而迅速失效，采用變溫率為5℃/分；極限溫度為- 40℃，+60℃；循環(huán)次數(shù)為8 次。這樣的環(huán)境參數(shù)組合使得虛焊、夾傷部位、元器件本身缺陷的暴露較明顯。對(duì)于大批量的溫度循環(huán)試驗(yàn)， 可以考慮采用二箱法。在這種情況下，應(yīng)當(dāng)在級(jí)進(jìn)行篩選。液氮是一種更快和更有效的屏蔽和測(cè)試電子元器、電路板的方法。

3 、低溫球磨技術(shù)

低溫行星式球磨機(jī)是將液氮?dú)怏w源源不斷地輸入裝有保溫罩的行星式球磨機(jī)中，這些冷氣將高速旋轉(zhuǎn)的球磨罐產(chǎn)生的熱量及時(shí)吸收， 使裝有物料、磨球的球磨罐始終處于一定的低溫環(huán)境中． 在低溫環(huán)境中混合、細(xì)磨、新產(chǎn)品研制和小批量生產(chǎn)技術(shù)材料的必備裝置。該產(chǎn)品體積小、功能全、效率高、噪聲低，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化工、環(huán)保、輕工、建材、冶金、陶瓷、礦產(chǎn)等部門。．

4 、綠色切削加工技術(shù)

低溫切削是利用低溫流體如液態(tài)氮、液態(tài)二氧化碳和冷風(fēng)等噴向加工系統(tǒng)的切削區(qū)域，造成切削區(qū)的局部低溫或超低溫狀態(tài)，利用工件在低溫條件下產(chǎn)生的低溫脆性，提高工件的切削加工性、刀具壽命和工件表面質(zhì)量。根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同，低溫切削可分為冷風(fēng)切削和液氮冷卻切削。低溫冷風(fēng)切削法是通過向刀尖的加工部位噴- 20℃～ - 30℃ ( 甚至更低) 的低溫氣流，并混入微量的植物性潤(rùn)滑劑( 每小時(shí)10~20m 1)，從而起到降溫、排屑、潤(rùn)滑的作用。低溫冷風(fēng)切削與傳統(tǒng)切削相比，能夠提高加工效率，改善工件表面質(zhì)量，而且對(duì)環(huán)境幾乎無(wú)污染。日本安田工業(yè)公司的加工中心采用在電機(jī)軸、刀桿軸的中心插入絕熱風(fēng)管的結(jié)構(gòu)， 使用- 30℃ 的低溫冷風(fēng)直接通向刀刃。 該結(jié)構(gòu)大大改善了切削條件，有利于低溫冷風(fēng)切削加工工藝的實(shí)施。橫川和彥對(duì)車削和銑削中的冷風(fēng)冷卻進(jìn)行了研究。在銑削試驗(yàn)中，分別采用水基切削液、常溫風(fēng)（ +10℃）和冷風(fēng)(- 30℃ ) 三種條件進(jìn)行比較，結(jié)果表明，采用冷風(fēng)切削時(shí)刀具耐用度顯著提高。在車削試驗(yàn)中，冷風(fēng)(- 20℃ ) 切削時(shí)刀具磨損率比常溫風(fēng)(+20℃ ) 切削時(shí)顯著下降。

液氮冷卻切削主要有兩種應(yīng)用形式，一種是利用瓶裝壓力將液氮像切削液一樣直接噴射到切削區(qū)； 另一種是利用液氮受熱蒸發(fā)循環(huán)來(lái)間接冷卻刀具或工件。低溫切削加工主要應(yīng)用于鈦合金、高錳鋼、淬硬鋼等難加工材料的加工中。KPRaijurkar 采用H13A硬質(zhì)合金刀具、并用液氮循環(huán)冷卻刀具的方法對(duì)鈦合金進(jìn)行了低溫切削加工試驗(yàn)， 試驗(yàn)結(jié)果表明， 與傳統(tǒng)的切削方法相比， 刀具磨損明顯減少，切削溫度降低30%，工件表面加工質(zhì)量得到很大改善。萬(wàn)光民采用間接冷卻方法對(duì)高錳鋼進(jìn)行了低溫切削加工試驗(yàn)，結(jié)果表明，采用間接冷卻方法低溫加工高錳鋼時(shí)， 刀具所受沖擊力減少， 刀具磨損減小， 加工硬化現(xiàn)象得到改善，工件表面質(zhì)量也有所提高。王連鵬等人采用液氮噴淋的方法在數(shù)控機(jī)床上低溫切削加工45 淬硬鋼，試驗(yàn)結(jié)果表明， 采用液氮噴淋式低溫加工45 淬硬鋼可以提高刀具耐用度，改善工件表面質(zhì)量。在液氮冷卻加工狀態(tài)下，硬質(zhì)合金材料能保持其抗彎強(qiáng)度、斷裂韌性和耐沖擊強(qiáng)度，其硬度隨溫度的降低而增大， 因此硬質(zhì)合金刀具材料在液氮冷卻中能夠保持其優(yōu)良的切削性能， 并且和在常溫下一樣， 其性能決定于粘結(jié)相的數(shù)量。對(duì)于高速鋼， 隨溫度的降低， 其硬度增大而抗沖擊強(qiáng)度降低， 但總體上能保持較好的切削性能。他對(duì)一些材料在低溫下提高其切削加工性進(jìn)行了研究， 選用了低碳鋼AISll010 、高碳鋼AISl070 、軸承鋼 AISIE52100 、鈦合金Ti-6A 1-4V 、鑄造鋁合金A390五種材料，實(shí)驗(yàn)研究表明：由于低碳鋼表現(xiàn)出良好的低溫脆性，低溫切削可獲得理想的加工效果； 對(duì)于高碳鋼和軸承鋼， 應(yīng)用液氮冷卻可抑制切削區(qū)溫升和刀具磨損速度； 在切削鑄造鋁合金時(shí)， 應(yīng)用低溫冷卻可提高刀具硬度和刀具抗硅相磨粒磨損能力， 在加工鈦合金時(shí)， 同時(shí)低溫冷卻刀具和工件， 可有效地降低切削溫度和減少鈦和刀具材料之間的化學(xué)親和力。3

其它領(lǐng)域酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心特燃站生產(chǎn)液氮，它是火箭燃料的推送劑，大量的液氮用高壓把火箭燃料推向燃燒室。應(yīng)用于高溫超導(dǎo)電力電纜開發(fā)； 應(yīng)用于緊急維修中對(duì)液體管道進(jìn)行凍結(jié)； 應(yīng)用于物質(zhì)的低溫穩(wěn)定和低溫淬火；液氮冷裝配技術(shù)( 熱脹冷縮現(xiàn)象在工業(yè)中的應(yīng)用)也廣泛使用； 液氮人工增雨技術(shù)； 液氮排液技術(shù)及時(shí)降液誘噴， 正在不斷深入研究。

采用氮?dú)饩聹缁?，火?shì)被迅速撲滅，同時(shí)又消除了瓦斯爆炸危險(xiǎn)等。為什么選擇液氮：因?yàn)楸绕渌椒ɡ鋮s得更快，并且不與其它物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)，大大地節(jié)省空間，提供了干燥的氣氛，它是環(huán)保的（液氮使用后直接揮發(fā)成氣體返回大氣中，不會(huì)留下任何污染），它用起來(lái)簡(jiǎn)單方便。4

影響健康由于無(wú)嗅、無(wú)色、無(wú)味、無(wú)刺激性，氮沒有警告性特征。人類沒有能夠探測(cè)到氮的存在的官能。盡管氮無(wú)毒且很大程度上不活潑，通過取代空氣中的氧，使之下降到維持生命所必須的水平以下，它可以成為簡(jiǎn)單的窒息物。過量吸入氮會(huì)導(dǎo)致眩暈、惡心、嘔吐、失去知覺和死亡。死亡可能來(lái)源于錯(cuò)誤的判斷、精神混亂或者阻止了自救的失去知覺。在低氧濃度情況下，意識(shí)不清和死亡會(huì)在幾秒鐘內(nèi)發(fā)生，而且沒有警告。 除非備有自給式呼吸器（SCBA）或空氣管呼吸器，任何人，包括救援人員，都不能進(jìn)入氧濃度低于19.5%的區(qū)域。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

侯傳濤 - 副教授 - 青島大學(xué)