מיכל חנקן נוזלי-מדריך למיכל חנקן נוזלי

מיכל חנקן נוזלי הוא מיכל שתוכנן במיוחד להכיל ולשנע דגימות ביולוגיות בטמפרטורה נמוכה בתוך חנקן נוזלי ב- -196 מעלות צלזיוס.

השימוש של מיכלים קריאוגניים  הוא בעיקר במעבדות לאחסון והובלה של חנקן נוזלי.

הוא נוזל קריוגני עם נקודת רתיחה של -196 מעלות צלזיוס. 

מיכלים אלו עשויים בדרך כלל מחומרים כגון נירוסטה או אלומיניום ונועדו לשמור על הטמפרטורה הנמוכה ביותר של החנקן הנוזלי ולמנוע את אידוי.

 ייתכן שיהיה במיכל גם בידוד שיעזור לשמור על החנקן הנוזלי קר ולמנוע בריחת קור לסביבה. 

למה משמש מיכל חנקן נוזלי?

מיכלי חנקן נוזלי משמשים לאחסון והובלה של חנקן נוזלי. הם משמשים בדרך כלל במעבדות ובמסגרות מדעיות אחרות למגוון מטרות, כולל:

1. אחסון קריוגני של דגימות ביולוגיות, כגון דם, רקמה וזרע.
2. טחינה קריוגנית, שהיא תהליך המשתמש בחנקן נוזלי לטחינת חומרים שניתן לטחון בקטמפרטורות נמוכות מאד(כמו חומרי גלם לתעשייית הפלסטיק),
3. קירור ציוד, כגון מכשירי MRI וציוד רפואי אחר, לטמפרטורות נמוכות מאוד על מנת להגביר את ביצועיהם ויעילותם.
4. משמשים להקפאת מוצרי מזון בעיקר במסעדות שמבוססות על .בישול מולקולרי
5. חנקן נוזלי משמש להקפאה והרס של תאי עור לא תקינים בתהליך הנקרא קריוכירורגיה,שימושי אצל רופאי עור.
6. בייצור סוגים מסוימים של גומי ופלסטיק, נעשה שימוש בחנקן נוזלי לקירור והקשחת החומרים.
7. בתחום הקריוגניקה משתמשים בחנקן נוזלי לחקר התנהגות חומרים בטמפרטורות נמוכות מאוד.

היכן יש לאחסן את מיכלי החנקן נוזלי?

יש לאחסן את מיכלי החנקן נוזלי באזור מאוורר היטב, הרחק ממקורות חום ומקורות הצתה.  מיכלים אלו עשויים מחומרים כמו נירוסטה או אלומיניום ונועדו לשמור על הטמפרטורה הנמוכה במיוחד של החנקן הנוזלי ולמנוע את אידוי.

חשוב לטפל בחנקן נוזלי בזהירות עם אמצעי מגן כגון כפפות מתאימות ומשקפי מגן , שכן הוא קר במיוחד ועלול לגרום לכוויות קור או כוויות קריוגניות אם הוא בא במגע עם העור. כמו כן, חשוב לסמן כראוי את המיכל ולאחסן אותו הרחק מהישג ידם של ילדים ואנשים לא מורשים.

בנוסף, חשוב להקפיד על כל התקנות וההנחיות המקומיות לאחסון חומרים מסוכנים, לרבות חנקן נוזלי.

מה הטמפרטורה של מיכל חנקן נוזלי?

חנקן נוזלי הוא נוזל קריוגני, כלומר מדובר בחומר קר מאוד ובטמפרטורה נמוכה. הטמפרטורה של חנקן נוזלי היא בדרך כלל סביב -196° מעלות צלזיוס. זה הרבה מתחת לנקודת הקיפאון של מים, שהיא 0° מעלות צלזיוס.

הטמפרטורה של מיכל חנקן נוזלי תהיה תלויה בכמות החנקן הנוזלי בתוך המיכל, כמו גם בבידוד ובחומרים המשמשים בבניית המיכל. עם זאת, חשוב לציין כי חנקן נוזלי יתנדף עם הזמן, ולכן חשוב לשמור על אטימה של המיכל כאשר הוא אינו בשימוש על מנת למזער את האידוי ולשמור על הטמפרטורה הנמוכה של החנקן הנוזלי.

עקרון העבודה של מיכל חנקן נוזלי

עקרון העבודה של מיכל חנקן נוזלי מבוסס על העובדה שחנקן נוזלי רותח בטמפרטורה נמוכה מאוד, בסביבות -196°C (-320°F). נקודת רתיחה נמוכה במיוחד זו מאפשרת להשתמש בחנקן הנוזלי כחומר קירור לקירור ואחסון חומרים בטמפרטורות נמוכות במיוחד.

מיכל חנקן נוזלי מורכב מכלי מבודד בוואקום, לרוב עשוי מנירוסטה או אלומיניום, אשר נועד להחזיק את החנקן הנוזלי. 

ישנם שני סוגי מיכלים:

-מיכל לאיחסון דגימות שמגיע עם כלים לאיחסון המבחנות,המבחנות יאוחסנו כשהן מסומנות בקופסאות או במוטות או בגלילים.

ככל שהפקק בקוטר גדול יותר ניתן להכניס קופסאות וגלילי איחסון גדולים יותר אך הנידוף מהיר יותר ויידרש מילוי תכוף יותר של הנוזל שהתנדף.

יש ומיכלים אלו מצויידים במד גובה עם אתרעה להתרוקנות המיכל.

-מיכל לאיחסון נוזל קריאוגני בלבד ללא דגימות שמשמש למילוי של מיכלים קטנים יותר עם דגימות כשמתרוקנים.

יש שני סוגי מיכלי מילוי קטנים ללא לחץ וגדולים עם לחץ:

מיכל עם לחץ מצויד בבברז וצינור מילוי המאפשרים למשתמש למלא מיכלים קטנים יותר בחנקן נוזלי לפי הצורך.

מיכל מזיגה פשוט ללא לחץ המאפשר למלא מיכלים קטנים יותר במזיגה או עם משאבה חיצונית.

כשהחנקן הנוזלי גלוי הוא מתאדה, הוא סופג חום מסביבתו, מה שמקרר את החומר או הציוד שמסביב. אידוי החנקן הנוזלי יוצר גם שכבת גז חנקן סביב צינור הצוואר, המסייעת לבידוד המיכל ולמנוע מעבר חום בין פנים המיכל לחוץ.

חשוב לטפל בחנקן נוזלי בזהירות, שכן הוא קר במיוחד ועלול לגרום לכוויות קור או כוויות קריוגניות אם הוא בא במגע עם העור. כמו כן, חשוב לסמן כראוי את המיכל ולאחסן אותו הרחק מהישג ידם של ילדים ואנשים לא מורשים.

מיכלי חנקן נוזלי בלחץ

אחד היתרונות העיקריים של מיכלי חנקן נוזלי בלחץ הוא יכולתם להחזיק כמויות גדולות יותר של חנקן נוזלי בחלל קטן יותר. זה נובע מהעובדה שלחץ החנקן הנוזלי בתוך המיכל מאלץ אותו לתפוס נפח קטן יותר מאשר בלחץ אטמוספרי .

מיכלי חנקן נוזלי בלחץ עשויים בדרך כלל מחומרים בעלי חוזק גבוה, כגון נירוסטה או אלומיניום, כדי לעמוד בלחץ הגבוה של החנקן הנוזלי. יש להם גם מספר תכונות בטיחות, כגון שסתומי שחרור לחץ, כדי למנוע תאונות או נזק למיכל .