Khí Nito là gì ? Các ứng dụng cơ bản của khí nitơ trong cuộc sống, công nghệ hiện nay

Ngày 11-04-2023

Để bạn có thể thấy được tính linh hoạt và sự quan trọng của khí Nitơ nay trong bài viết này MBG (KHÍ CÔNG NGHIỆP MIỀN BẮC) thông kê một số những ứng dụng của nitơ trong đời sống và ứng dụng của khí Ni tơ trong công nghiệp, Y tế, Thực phẩm v.v…

Các ứng dụng cơ bản của khí nitơ hiện nay

Có thể bạn đã biết đến các ứng dụng của nitơ trong dân dụng y tế và công nghiệp từ khí nitơ dùng trong thực phẩm đến công nghiệp, cơ khí. Có thể nói khí Nitơ N2 đóng góp rất lớn và quan trọng cho sự phát triển của con người và xã hội.

Khí nito có tác dụng gì trong ngành thực phẩm, khí nitơ dùng làm gì cho hàn cắt, sản xuất trang sức vàng bạc người ta dùng khí nitơ để làm gì hay khí nitơ dùng để làm gì trong phòng chữa cháy?

Thống kê thực tế sản phẩm bán ra thì nito lỏng là một trong những sản phẩm bán chạy hàng đầu không chỉ ở MBG (Khí Công nghiệp Miền Bắc) mà cả trên thị trường khí Việt Nam và thế giới.

Trong bài viết này chúng tôi sẽ giới thiệu chi tiết những ứng dụng của nito trong cuộc sống như cứu hỏa, bơm lốp xe, thực phẩm. Các ứng dụng của nito trong công nghiệp nổi bật luyện kim, hàn cắt, chế xuất và ứng dụng của nito trong y học, đua xe,….

Khí Nit tơ hiện nay được MBG (KHÍ CÔNG NGHIỆP MIỀN BẮC) cung cấp ra thị trường dưới các hình thức như : Từ các chai khí Nito tinh khiết nén áp suất, Bình chứa Nito lỏng 175-500 lít, Bình YDS, YDD, YDZ và các bồn trạm chứa công nghiệp v.v…

Hình 1 (Các loại sản phẩm khí nito phổ biến)

1. Nito giúp bảo quản tinh trùng, phôi, máu và tế bào gốc:

Cụ thể thì ứng dụng của nitơ lỏng được dùng để bảo quản mẫu tinh người, bảo quản phôi trong thụ tinh nhân tạo và bảo quản tinh trùng gia súc trong chăn nuôi.

Ngoài ra nó còn dùng bảo quản tế bào gốc, máu để đề phòng các trường hợp không mong muốn có thể xảy ra, kéo dài tuổi thọ và cứu sống bệnh nhân. Khí nito lỏng sẽ được bơm vào các bình chứa mẫu vật cần bảo quản để tạo ra môi trường vô khuẩn không có oxi, không duy trì sự sống, ức chế sự phát triển của các loại vi khuẩn hay vi sinh vật.

Ứng dụng nito rất quan trọng cho 15 ngân hàng tinh trùng đang hoạt động trên khắp cả nước. Khi được trữ đông trong môi trường nitơ lỏng với nhiệt độ -196 độ thì các mẫu tinh trùng trung bình bảo quản hơn 10 năm.

Nó là niềm hy vọng đối với những người được bác sĩ chẩn đoán mắc ung thư khi đang còn trẻ và vẫn mong muốn sinh con sau này. Việc gửi tinh trùng và đông lạnh nó trong ngân hàng tinh trùng là một những giải pháp tối ưu nhất để đảm bảo khả năng sinh sản cho các bệnh nhân.

Mẫu tinh trùng sẽ tái kích hoạt khi người gửi muốn có con sử dụng để thụ tinh nhân tạo hay thụ tinh trong ống nghiệm. Các nghiên cứu trên thế giới đã chứng minh sức khỏe của đứa trẻ được sinh ra bằng các phương pháp hỗ trợ sinh sản bảo quản lạnh phôi hay tinh trùng không khác gì so với trẻ em thụ tinh tự nhiên.

Điều này cũng đóng vai trò quan trọng trong chăn nuôi và bảo vệ động vật, bằng việc đông lạnh tinh trùng và phôi nhờ ứng dụng của nitơ lỏng mà các nhà khoa học có thể lại tạo giống mới hay bảo trì nòi giống, bảo vệ các loài động vật có nguy cơ tuyệt chủng.

2. Ứng dụng của nito lỏng (Liquid nitrogen) trong phẫu thuật lạnh.

Đây một dạng phẫu thuật nhằm loại bỏ phần da tăng sinh bằng cách sử dụng mức nhiệt độ cực lạnh của nito lỏng. Đây là một trong các phương pháp chữa trị dựa vào ứng dụng của nitơ có tác dụng hữu hiệu loại bỏ sẹo, mụn cóc, vết chai sần khó coi và những tổn thương tiền ung thư.

Các bạn có thể yên tâm với độ an toàn và tính hiệu quả của nó mang lại so với các phương pháp phẫu thuật khác, nhất là áp dụng với vết sẹo.

3. Bảo quản thực phẩm, dược phẩm.

Trong dược phẩm khí nitơ được dùng để phủ, để làm trơ và sục khí nhằm chống sự Oxy hóa, làm giảm quá trình hoạt hóa của Dược liệu và các sản phẩm thuốc trong y tế.

Trong thực phẩm sản xuất bánh kẹo : Được sử dụng như một khí bảo vệ các sản phẩm bánh kẹo như làm phồng các túi bánh trứng, túi kẹo và làm khí môi trường cho các nguyên liệu sản suất thực phẩm, đồ uống.

Là khí tích áp làm căng phồng cho các chai nước uống, đồ uống, có thể thay thế cho khí CO2 trong nhiệm vụ này.

Bảo quản thủy sản : Khí Nito được sử dụng như một loại khí dùng để đẩy các phân tử khí oxy ra khỏi môi trường nước, tạo môi trường nước không có oxy để bảo quản thủy sản lâu hơn, và tươi hơn. Khí Nito lỏng sử dụng tạo sự đông cứng nhanh thực phẩm hải sản, quá trình đông cứng nhanh nó không phá vỡ các mô sinh học trong hải sản tươi, bảo quản hải sản tươi sống lâu hơn, khi rã đông vẫn giữ nguyên độ tươi ngon của hải sản như lúc tươi sống.

Trong công nghiệp thì nitơ lỏng LN2 được sản xuất ra bằng cách chưng cất phân đoạn không khí lỏng. Trong ngành công nghiệp thực phẩm, LN2 được ứng dụng khá rộng rãi để dùng bảo quản thực phẩm vì nó là chất lỏng đông lạnh đóng băng nhanh chóng.

4. Ứng dụng của nitơ trong công nghệ luyện kim, hàn công nghiệp, hàn kỹ nghệ.

Khí nito có tác dụng gì trong luyện kim

Do Nito có tính trơ, độ hoạt tính kém nên nitơ thường được dùng để làm môi trường khí trơ trong khi luyện kim và hàn kỹ nghệ cao.

Trong luyện thép, khí nito kết hợp với khí Argon được sử dụng để làm trơ bề mặt các thành phẩm sau tôi luyện tạo thành mầu nâu xám, giữ cho chất lượng thép được tốt hơn, bền hơn (Hình ảnh phôi thép sau tôi luyện). Tinh luyện nhôm thép. Bề mặt sắt thép sau khi được thấm nito bên ngoài thì sẽ tăng được độ cứng cao hơn, tăng độ ổn định của austenite, chống lại hiện tượng mỏi bề mặt kim loại, chống mòn và chống phá hủy.

Trong các công nghệ RAM, các lò nhiệt luyện công nghệ chân không : Sau khi hút triệt để khí Oxy tạo môi trường chân không ở nhiệt độ cao người ta dùng khí Nito thể dạng khí dùng để thấm khí nito và các bề mặt của các loại sản phẩm khuôn dập nguội trong công nghiệp, má phanh đĩa xe ô tô tạo độ bền, bề mạt bóng đẹp, cứng và dai các các loại sản phẩm này. Giải pháp giúp kiểm soát oxy trong lò luyện kim tránh việc có thể gây nổ. Nito sẽ tạo ra một lớp cứng trên bề mặt của kim loại để làm kim loại bền màu và giảm mài mòn, tăng tuổi thọ. Giúp nâng cao tuổi thọ các dụng cụ cắt gọt v.v…

Trong công nghệ hàn người ta thường sử dụng Nitơ ở các giai đoạn hàn để làm giảm những vết rỗ và giúp cho mối hàn mịn hơn, tăng tính thẩm mỹ sản phẩm nhìn bóng đẹp.

Trong công nghiệp hàn khí, ứng dụng nito lỏng được sử dụng thay thế cho khí Heli để hàn những đồ vật làm từ đồng hay hợp kim đồng. Bởi vì khí Nitơ cung cấp lượng nhiệt để hàn giống như Heli nhưng mức giá thành lại rẻ hơn rất nhiều nên rất tiết kiệm chi phí cho các đơn vị doanh nghiệp.

5. Ứng dụng của nitơ trong công nghiệp sản xuất kính, cao su, nhựa.

Khí nito có tác dụng gì trong công nghiệp sản xuất?

Ứng dụng nito lỏng nổi bật trong cách lĩnh vực công nghiệp sản xuất kính nổi. Nó tạo ra một tấm kính sản xuất theo công nghệ kéo nổi thủy tinh nóng chảy theo phương nằm ngang nằm trên bề mặt kim loại nóng chảy cụ thể là thiếc.

Phương pháp làm kính nổi này cho phép chúng ta thu được sản phẩm có độ dày đồng đều và bề mặt rất phẳng. Thêm khí nito cùng hydro vào sẽ tạo hỗn hợp khí bảo vệ ngăn thiếc dioxide (SnO2) bám vào kính.

Dùng để làm mát kết thúc hợp chất dẻo Sử dụng trong công nghiệp sản xuất, gia công cắt gọn cao su và chất dẻo

6. Ứng dụng của khí nito trong sản xuất linh kiện điện tử, bán dẫn.

Nitơ tinh khiết được dùng trong sản xuất các linh kiện điện tử và các bộ phận dây bán dẫn và trong sản xuất bột kim loại.

Sản xuất những linh kiện điện tử như điôt , tranzito và mạch tích hợp (IC)

Khí Nitơ là thành phần quan trọng cho công nghiệp sản xuất phân bón.

7. Ứng dụng nito lỏng trong kỹ thuật an toàn:

Nito thường dùng để xử lý bình chứa hay làm trơ các bình khí bằng cách bơm vào để loại bỏ các môi trường độc hại. Ngăn chặn tối đa các nguy cơ cháy nổ xảy ra do môi trường khí như: việc loại bỏ và đẩy các chất như LPG, hơi xăng dầu trong các đường ống ở nhà máy lọc dầu.

Bơm khí Nitơ dạng thể khí (N2) nhằm loại đẩy khí Oxy ra khỏi khu vực cháy để dập tắt đám cháy và ngăn ngừa sự cố cháy nổ. Hạn chế và triệt tiêu khả năng gây nổ trong thùng nhiên liệu bằng cách bơm khí N2 vào để lấp đầy các khoảng trống của bồn khí.

Khí nito được dùng để test rò rỉ cho các đường ống khí hệ thống nhỏ hoặc nhà máy. Sau khi lắp ghép hoàn thiện thì yêu cầu phải kiểm tra các mối ghép, người ta thực hiện bằng cách bơm đầy khí nito vào bên trong ống và bên ngoài xịt xà phòng.

Nơi nào có hở khí rò thì xà phòng sủi bọt không ngừng. Điều này đảm bảo an toàn đồng thời đảm bảo chất lượng nếu sử dụng cho các ứng dụng siêu sạch.

Khi muốn sửa chữa, thay thế hay di dời bất cứ một thiết bị nào trong hệ thống thì người ta đều phải thu hồi hết dầu thủy lực về bể chứa. Để thu hồi được toàn bộ thì dùng khí nito để bơm đầy vào các đường ống dẫn nhằm tạo áp suất đẩy hết dầu mà không cần lo lắng về độ ẩm hay bị hòa tan vào dầu như dùng oxi hay các khí khác, giữ cho chất lượng khí được đảm bảo ở mức tốt nhất.

8. Nito ứng dụng trong khai thác dầu khí, thu hồi và dồn hóa chất.

Ngành công nghiệp dầu khí là yếu tố quan trọng để phát triển các ngành công nghiệp khác như công nghiệp năng lượng, khai khoáng và ảnh hưởng đến giá cả các mặt hàng khác. Việc khai thác dầu có sự hỗ trợ rất nhiều từ khí nito.

Để giải quyết tình trạng này, phương pháp được áp dụng là bơm khí vào các bể chứa dầu mỏ sâu dưới lòng đất nhằm tạo áp suất đẩy dầu lên bề mặt. Các loại khí sử dụng để bơm xuống giếng dầu và tạo áp suất bao gồm CO2 và khí nitơ. Với tính chất không phản ứng và khả năng nén cao, khí nitơ trở thành một lựa chọn lý tưởng để đẩy dầu bị kẹt trong giếng mỏ với chi phí thấp.

Trên các giàn khoan xa bờ thì thường không khí sẽ được thay thế bởi khí trơ Nitơ để loại bỏ Oxy. Và giúp quá trình Oxy hóa xảy ra chậm hơn và ngăn ngừa cháy nổ.

Dùng khí Nitơ dùng để ép các giếng dầu đã cạn, làm tăng tốc độ khoan, bảo vệ thành lỗ khoan.

Thu hồi dồn đẩy các quả pic dồn dầu, hóa chất về các bể chứa, thùng chứa trong hệ thống tổng kho chứa lớn: Khi muốn sửa chữa, thay thế hay di dời bất cứ một thiết bị nào trong hệ thống thì người ta đều phải thu hồi hết dầu thủy lực về bể chứa tổng kho. Để thu hồi được toàn bộ thì dùng khí nito để bơm đầy vào các đường ống dẫn nhằm tạo áp suất đẩy quả PIC CAO SU để dồn hết dầu mà không cần lo lắng về độ ẩm hay bị hòa tan vào dầu như dùng oxi hay các khí khác, giữ cho chất lượng khí được đảm bảo ở mức tốt nhất.

9. Ứng dụng của nito trong hàn cắt, dùng chế tác trang sức vàng bạc:

Khí Nitơ được dùng trong các mối hàn không chì tạo kết dính mối hàn nhựa nhờ nhiệt độ tăng trong quá trình hàn.

Sử dụng khí Nitơ khi cắt laser inox và nhôm với độ chính xác cao để làm cho cho môi trường hàn ổn định giữ cho các mối hàn không bị rỗ và tăng thêm độ bám bề mặt

Khí Nitơ dùng trong ngành sản xuất chế tác trang sức, vàng bạc và đá quý. Việc sử dụng nó sẽ có tác dụng đẩy khí Oxy hết mà không làm thay đổi về màu sắc của vàng hay các vật liệu, tăng thêm tuổi thọ và độ bền.

10. Khí nito ứng dụng trong công nghiệp sản xuất, đóng gói bảo quản thực phẩm

- Sử dụng khí nito trong sản xuất bia :

Ứng dụng nito lỏng trong công nghệ thực phẩm nói chung và các nhà máy sản xuất bia nói riêng đóng vai trò quan trọng vì nó quyết định đến chất lượng trực tiếp của sản phẩm hay bia để tạo nên sự khác biệt và thành công.

Quá trình sản xuất bia có nhiều giai đoạn khác nhau và chúng đều có sự xuất hiện của nitơ. Các bể chứa bia hay thùng lớn chứa bia trong các nhà máy đều dùng khí nio để tẩy rửa để loại bỏ oxi để tránh cho bia bị chua không còn hương vị thơm ngon tự nhiên ban đầu nữa.

Sau khi bia đã sản xuất xong thì nito còn được dùng để thay thế cho Co2 để tạo áp suất trong bia và loại bỏ bớt oxi còn sót lại bên trong để kéo dài thời gian bảo quản của bia tốt hơn.

- Đóng gói thực phẩm :

Bởi vì thực phẩm được cấu tạo từ nhiều chất khác nhau có nhiều dinh dưỡng và độ ẩm là môi trường hoàn hảo cho các vi sinh vật phát triển. Đồng thời chỉ cần tiếp xúc với oxi là nó dễ dàng phản ứng làm biến đổi thành phần, màu sắc và hương vị cũng như chất lượng.

Chính vì thế nito được chọn để làm khí bảo quản nhằm giữ cho thực phẩm bảo quản được lâu mà vẫn nguyên dinh dưỡng và độ tươi ngon.

Phương pháp bơm nito vào hộp giấy và các túi chứa đựng thực phẩm để đẩy khí oxi ra ngoài, ức chế vi khuẩn phát triển được con người áp dụng từ lâu. Nó sẽ làm căng các vỏ bao (lon, chai, túi) bên trong chứa các loại đồ uống (không gas), giúp vỏ bao sẽ không bị biến dạng xấu đi hay móp vỡ trong quá trình vận chuyển, và giữ được hương vị ban đầu của các món đồ uống lâu hơn.

Nhờ vậy mà việc dán các nhãn hàng bằng máy tự động cũng diễn ra nhanh, dễ và thuận tiện hơn. Trong ứng dụng khí nitơ này sẽ được phun vào lon, chai, túi… ở sau công khâu nguyên liệu, trước khâu đóng nắp.

- Bảo quản thực phẩm tươi sống:

Ứng dụng nitơ trong dây chuyền chế biến thực phẩm nhất là các thực phẩm tươi sống sẽ giúp chúng tươi lâu hơn. Tuy nhiên nó lại vô tình làm mất màu tươi ngon của các thực phẩm nhất là thực phẩm màu đỏ và các loại thịt đỏ như thịt bò, thịt lợn,…. Sẽ làm giảm thị hiếu người mua.

Chính vì vậy mà các chuyên gia đã chọn nito có độ tinh khiết phù hợp để giải quyết tình trạng trên, bảo quản lâu mà thực phẩm vẫn tươi ngon, hấp dẫn.

Thực phẩm như thịt tươi sống sẽ được nằm trên các băng chuyền và phun nitơ lỏng làm lạnh với nhiệt độ bay hơi rất thấp -196ºC. Thời gian đông lạnh thực phẩm cực nhanh từ 5 giây đến 10 giây.

- Làm kem khói, bánh kem, ocktail và tạo khói sân khấu v.v…

Nito là yếu tố quyết định giúp tạo hiệu ứng khói trong các game show, các sân khấu tổ chức sự kiện trong nhà và ngoài trời .v.v….

Làm bánh kem kem khói, khói mây làm bánh kem hay cocktail. Khói tạo ra làm cho thực phẩm được bắt mắt hơn mà khi hơi tan hết hoàn toàn không gây ra bất cứ nguy hại nào, con người có thể sử dụng bình thường.

Ngoài các ứng dụng của nito trong đời sống được kể trên thì nó còn được dùng trong chạy máy phân tích, máy phân tích mẫu. Dùng bơm lốp ô tô và lốp máy bay do tính trơ và sự thiếu độ ẩm, ôxi hóa. Để minh họa, nghiên cứu cho các trong giáo dục. Nitơ lỏng còn được ứng dụng như là nguồn làm mát để tăng tốc cho CPU, GPU hay các phần cứng khác.