SIVI AZOTU BUZDOLABI VB SİSTEMLERDE KULLANARAK SOĞUTMA ZAMANINI DÜŞÜRMEK

ÖZET

Normalde buzdolaplarındaki soğutma sistemlerinde 2 ile 9 saat arasında soğutulan maddeleri sıvı azot vb ani soğutan sıvıları kullanarak çok daha kısa sürelerde soğutabileceğimi düşünmekteyim. Sıvı azotu bilgisayarlarda kullandığımızda bilgisayarın hızı konusunda dünya rekoru Türklere aittir. Bu sistemlerde kullanılacak sıvı azotu soğutma amaçlı kullanalım. Günümüzde hız her alanda gerekliliğini açıkça göstermektedir. Teknolojinin ilerlemesi, küresel ısınma,nüfus artışı gibi etmenler bizleri alternatif enerji kaynakları üzerine yoğunlaştırmaktadır. Benim bu projedeki amacım alternatif enerji kaynaklarından sağladığım enerjiyle sürtünme, anlık ısı artışlarından kaynaklanan ve işleri yavaşlatan sıcaklığın nitrojen sayesinde düşürülmesi ve bunun sonucunda soğutma sağlayarak verim artışının sağlanmasıdır.

1.1. SOĞUTMANIN AMACI

İnsanlar,tarafından tüketilen gerek hayvansal, gerekse nebati gıdalar kesildikten veya koparıldıktan sonra besinlerde kimyasal değişiklikler başlar.

Besinlerde meydana gelen bozulma, kokma besinlerin içinde bulunan mikro organizmaların uygun şartlarda üremeleri neticesinde olmaktadır. Muhafazanın amacı bu mikro organizmaların yok edilmesi veya üremelerini durdurulmasıdır. Yapılan bilimsel çalışmalarda mikro organizmaların bir kısmının yavaşladığı tespit edilmiştir. Bozulmaya neden olan bu organizmalar ( -18 ) derecede tamamen hareketsiz kaldıkları ve üremedikleri gözlenmiştir. Bu gaye ile sanayi ve ev tipi soğutucular tasarlanmıştır.

1.2. SOĞUTMANIN TARİHÇESİ

İnsanoğlunun varoluş tarihinde soğutmayı ilk defa Çinliler kullanmıştır. Donmuş göllerin buzlarını kırarak geniş kuyulara atıp sıkıştırmışlar ve yazın sıkıştırılan buz kalıplarını çıkararak kullanmışlardır . Romalılar ve Yunanlılar büyük küpleri su doldurarak toprağa gömmüşler gece  soğuyan toprak yüzeyi küpleri soğutmuş, gündüz soğuyan küplerden soğuk su ihtiyaçlarını karşılamışlardır .

1775 yılında Glasgow Üniversitesi profesörü Willam CULLEN eline eter sürdüğünde elinin serinlediğini görerek çalışmalara başlamış ve ilk mekanik soğutmanın temelini atmıştır .

Willam CULLEN bu tesadüfe dayanarak 1775 yılında emiş prensibine dayanarak buz yapma makinası imal etmiştir. Bir çok bilim adamı bu prensip ile buz makinaları yapmış fakat çok pahalı ve büyük boyutlarda olduğundan sanayiye girememiştir. 1834 yılında Jacop PERKINS adındaki Amerikalı mühendis Londra'da pratik buz yapma makinası geliştirmiştir. Otuz yıl bu prensiple çalışan buz makinaları kullanıma sunulmuştur. Bu arada elektrik enerjisi oImayan yerlerde çalışan makinalar üzerinde durulmuş ve 1885 yılında Fransız Ferdinand CARSE absorbisyon sistemini bulmuştur. 1886 yılında WINDHUSEN karbondioksit gazı ile çalışan tesisat geliştirerek -80 dereceye

ulaşmıştır. Gelişmeler üzerine tahtadan buz dolapları yapılarak evlerde buzla gıdaların saklanması sağlanmıştır . Buz ile soğutma çok zahmetli olduğundan bilim adamları mekanik bir soğutma sistemi üzerine çalışmaya başlamışlardır. 1910 yılında J.M. Larsen Şirketi tarafından

ilk küçük buzdolabı yapılmıştır. Fakat termostad olmadığı için  kullanımda büyük zorluklar yaşanmıştır. 1913 yılında KELVİNATÖR ilk termostadlı dolabı imal edip satışa sunmuştur.1913 yılından itibaren soğutma teknolojisi sürekli gelişerek bugünkü ortamda yaşamın değişmez bir parçası olmuştur . 

2. ENDÜSTRİDE SIVI AZOT

Endüstride çeşitli soğutucular çok çeşitli uygulamalarda kullanılmaktadır. Sıvı azot ticari olarak üretilen ve en geniş aralıkta soğutma yapabilen bir soğutucudur. Sıvı azot kolayca temin edilebilir, depolanabilir, kullanımı kolay ve emniyetlidir. Aşağıda sıvı azotun etkin soğutucu özelliğinin kullanıldığı durumlar ve mevcut uygulamalardan örnekler verilmiştir. Gün geçtikçe sıvı azotun kullanıldığı uygulamalara yenileri eklenmekte ve bu uygulamalar kullanıldıkları proseslerin bir parçası haline gelmektedir.

 

2.1 Isı Uzaklaştırılması

Çok düşük sıcaklığı nedeniyle sıvı azot ısı iletimi için büyük bir itici güç yaratır. Sıvı azot bir çok uygulamada doğrudan temas eden bir soğutucu olarak kullanılır. Kullanım sonrası oluşan gazlar atmosfere atılır. Kimyasal reaksiyonlar sırasında açığa çıkan ısı sıvı azot kullanılarak uzaklaştırılabilir ve hassas bir sıcaklık kontrolü sağlanabilir. Ayrıca, kalıp ile üretilen plastiklerin soğutulmasında, kauçuk, plastik, baharat ve çeşitli yağlı tohumların öğütülmesinde ve ürünlerin doğru sıcaklıkta tutulmasında da sıvı azot etkin bir soğutucudur.

2.2 Kırılganlaştırma

Bir çok malzeme soğutulduğunda kırılganlaşır. Bu özellik kullanılarak malzemelerin öğütülmesi, geri kazanılması ve üretimi yapılmaktadır. Bu teknik kauçuk ve plastik endüstrisinde malzemelerin ince toz halinde öğütülerek yeniden kullanılmalarını amacıyla uygulanmaktadır. Eski taşıt lastikleri bu yöntemle geri kazanılarak değişik malzemelerin üretiminde kullanılabilmektedir.

2.3 Soğutma

Bu özellik daha çok uzay ve uçak endüstrisi ile elektronik endüstrilerinde kullanım bulmaktadır. Uçak parçalarının ve elektronik cihazların çevre koşullarına göre test edilmelerinde sıvı azot kullanılarak –50 ile –170 OC’lik sıcaklıklara çok hızlı bir şekilde ulaşmak mümkün olmaktadır.

2.4 Boyutsal Küçültme

Bir çok malzeme soğudukça boyutsal olarak da küçülür. Bu etkinin en yaygın uygulandığı alan sıkı geçme işlemleridir. Sıkı geçme özellikle metalik parçaların birbirlerine bağlantısında kullanılmaktadır. Bu sayede üretim hızlandığı gibi, malzemelerde önemli fiziksel ve metalurjik avantajlar sağlanabilmektedir. Farklı ısıl genleşme ve büzüşme özelliğindeki malzemelerin birbirinden ayrılması içinde benzer uygulamalar yapılmaktadır.

2.5 Yoğunlaştırma

Bir çok malzeme buharı düşük sıcaklıklara soğutularak sıvı olarak geri kazanılabilir. Kurutucu fırınlarından çıkan solvent buharlarının, depolama tankları, proses ekipmanları ve taşıma sırasında oluşan buharların geri kazanımı amaçlı BOC patentli sistemler bulunmaktadır. Bu uygulamalar atmosfere salınan solvent buharların geri kazanımı ile ekonomik kazançlar sağladığı gibi, bu buharların çevreye vereceği zararların da önlenmesini sağlar.

 

 

2.6 Dondurma

Sıvıların katılaşması veya yumuşak malzemelerin rijitleşmesi şeklindeki bu etki oldukça yaygın amaçlar için kullanılmaktadır. İçerisinde sıvı bulunan boruların tamir edilmesinde bölgesel dondurma yapılarak geçici bir katı tıpaç yapılabilir. Çelik örgülü kauçuk hortumların üretiminde, örgü öncesi kauçuk rijitleştirilerek örgü sırasında deforme olması engellenir.

2.7 Koruma

Bozulabilir gıdaların ve kan, biyolojik örnekler gibi diğer maddelerin uzun süreli muhafazası için kullanılan bir etkidir. BOC tarafından geliştirmiş olan pişirilmiş yiyeceklerin, sütlü gıdaların, meyvelerin, et, tavuk, balık ve sebzelerin dondurulması amaçlı tünel, spiral ve daldırma şeklinde çalışan dondurucu cihazlar yüksek kapasite, düşük bakım, yüksek kalite, tat, görünüm ve besleyici özellikler gibi avantajlar sunmaktadır

Aldığımız her solukta yaşayan hücreleri kaskatı donduracak kadar güçlü bir madde vardır.Bu havadaki temel bileşenlerden biridir ve normal olarak gaz halindedir.Sıvı halinde ise çok özel bir madde ‘Kriyojen’ haline gelir.Bilim,tıp ve sanayi zaman zaman çok düşük sıcaklıklara gereksinim duyar ve bununda kolayca ve ucuz olarak elde edilmesi gerekir. Kriyojenik sıcaklıklar -273°C altındaki sıcaklıklardır ve en yaygın  kriyojense sıvı azotudur.
DÜŞÜK SICAKLIKLAR
-150°C ile mutlak sıfır (-273°C) arasındaki sıcaklıklar olarak tanımlanır.Düşük sıcaklıklarda genellikle Kelvin sıcaklık ölçeği kullanılır.Bu ölçekte mutlak sıfır,derece simgesi kullanılmaksızın 0°K olarak gösterilir.Celsius (Santigrat) ölçeğinden Kelvin ölçeğine geçmek için Celsius derecesine 273 eklenmesi gerekir.Düşük sıcaklık koşullarında cisimlerin mekanik dayanımı ısıl iletkenlik,süreklilik ve elektriksel direnç gibi özelliklerinde önemli değişiklikler ortaya çıkar.

KRİYOJENİN TARİHÇESİ

Bu malzemeler maddenin statik ve çok düzenli haline olabildiğince yakındır.Kriyojenin 1877’de doğduğu kabul edilir.Bu oksijenin 90K’ye (183°C) kadar soğutularak sıvılaştırıldığı yıldır.1895’te 40K’ye ulaştığında havanın sıvılaştırılması ve ana bileşenlerine ayrılması olanaklı oldu.1908’dehelyum sıvılaştırıldı.(4,2K).Aşırı soğutulan metallerin çoğunun elektriğe karşı dirençlerini tümüyle yitirdikleri keşfedildi (1911’de).1920’lerde ve 30’lara gelindiğinde mutlak sıfıra yakın sıcaklıklara ulaşıldı.

AZOT

Nitrojen olarak da bilinir.Periyodik tablonun Va grubunda yer alan a metal özelliğinde kimyasal element,yer atmosferinin beşte dördünü oluşturan ve bütün canlı maddelerin bileşiminde bulunan renksiz,kokusuz ve tatsız bir gazdır.Azot 1722 yılında bulunmuştur.
Azot evrendeki bolluğu açısından elementler arasında altıncı sırayı alır.Yer atmosferinin (havanın)hacimce %78’ini,ağırlıkça%75’ini oluşturur.azot tüm canlıların yapısında da bulunur.
Sanayide üretilen azotun hemen hemen tümü sıvı havanın ayrımsal damıtılmasıyla elde edilir.Kaynama noktası (-195.8°C)oksijeninkinin den (-183°C)daha düşük olan azot damıtma sırasında en önce buharlaşır.Azot gazı eylemsiz bir maddedir.Bu özelliği nedeniyle simya sanayiinde seyreltici,neme ve paslanmaya karşı koruyucu örtü olarak kullanılır.Çok düşük sıcaklıklarda sıvılaşan ve kolayca kimyasal tepkimelere girmeyen sıvı azot düşük sıcakların (kriyojeni)incelenmesinde de son derece elverişlidir.
Element halindeki azotun en çok tüketildiği alan azot bileşiklerinin üretimidir.Amonyak (NH3) üretiminde,hidrojenle birlikte bol miktarda azot kullanılır.
Nitrit asit (Kezzap)azotun amonyaktan sonra en önemli ticari bileşiğidir.
Azotun genellikle yüksek sıcaklarda metallerle doğrudan doğruya birleşmesiyle oluşan katı haldeki nitrürler de önemli azot bileşikleridir.Alaşım çeliklerinin nitrürleme denen metalürji işleminde,çeliğin yüzeyinde oluşarak alaşıma sertlik kazandıran bu nitrürlerdir.
Azot numarası:7
Atom ağırlığı:14,0067
Erime noktası:-210°C
Kaynama noktası:-195,8°C
Yoğunluğu:(1 atm.O°C) 1,2506 gr/litre
Elektronların yerleşimi:2-5
En yaygın kullanılan sıvı azottur.Sıvı azot suya benzeyen berrak ve renksiz bir sıvıdır.Bunu üretmek için önce hava sıvı hale getirilir,daha sonra kaynama noktalarının farklı oluşumdan (sıvı oksijen-183°C ve sıvı nitrojen-196°C)yararlanılarak oksijen ve azot ayrı tanklarda toplanır.Normal atmosfer basıncında sıvı azot sürekli olarak kaynadığı için hacmi de azalır.Tümüyle buharlaşıp uçmasını önlemek için özel kaplarda saklanır.Bu kaplar özel olarak yapılmış büyük termoslardır ve bunları bulan kişinin adıyla ‘Dewar’kapları olarak anılırlar.
Kriyojen olarak sıvı azotun avantajları kolayca bulunur olması diğerlerine oranla daha ucuz (sıvı oksijene oranla)daha eylemsiz ve elim olmasıdır.Diğer avantajları ise pek çok kriyojenik uygulama için yeterli soğukluğu sağlayabilmesi ve kullanımın kolay olmasıdır.
Daha düşük derecelere ulaşmak için elde edilmesi ve kullanılması teknik olarak çok daha zor ve pahalı olan sıvı helyum kullanılmaktadır.
Sıvı helyum sıvı azottan 73°C kadar daha soğuktur ve mutlak sıfıra (-273°C) çok yakındır.Ancak biyoloji ve Tıptaki çoğu kriyojenik uygulamada sıvı azot yeterli sonuç vermektedir.
Bazı biyolojik araştırmalarda hücreleri çok daha hızla dondurmak,sıcaklığı saniyeden çok daha kısa bir sürede mutlak sıfıra indirmek gerekmektedir.Bu yüksek hızı sağlamak için sıvı azot (temofiziksel özellikleri nedeniyle)ultra hızlı soğutmalarda kullanılmaya uygun değildir.Bu durumlarda başka yöntemler kullanılmaktadır.Örneğin soğutulacak maddenin üzerine çok soğuk sıvı olan propan püskürtülmektedir.Soğuk propan (erime noktası -189°C)ile örnek arasındaki ısı transferi,sıvı azotla örnek arasındaki transferden çok daha iyidir.Yine de sıvı azot hemen hemen birinci soğutucudur.Sıvı azot bazen elektron mikroskobu gibi düşük basınçlı aletlerde daha iyi bir vakum elde etmek,bazen de ‘X’ ışını detektörü gibi aletlerde sabit bir sıcaklık sağlamak içinde kullanılır.Dolayısıyla elektron mikroskobu ‘X’ ışını detektörleri,soğuk klişe makinaları ve başka pek çok laboratuar aletlerinde sıvı azot kullanılır.
Sıvı azot Tıpta kriyoşirurji (soğuk cerrahi )alanında da giderek daha yaygın olarak kullanılmaktadır.Ayrıca sinir cerrahisi,göz cerrahisi ve genel cerrahide de yaygın kullanılmaktadır.
Sıvı azot soğuk kurutma ve dondurulmuş besin sanayisinde püskürtme dondurma yöntemi ile dondurma işlemlerinde de geniş çapta kullanılmaktadır.
Dolayısıyla bu harika sıvı hepimizin yaşamını dolaylı yada dolaysız etkilemektedir.Atmosferin büyük bölümünü oluşturan azotun bu kadar değişik kullanım alanı olan yararlı,emin ve doğal olarak dünyanın herhangi bir yerinde görülebilecek sıcaklıklarda çok daha düşük sıcaklıktaki bir sıvıya dönüşebilmesi doğanın bize güzel bir armağanıdır.

SOĞUTMA ARACI

Düşük sıcaklıklara ulaşmak için soğutma aracı olarak en başta sıvı hidrojen veya helyum gibi soğutma araçları gereklidir.Hidrojen -253°C de,helyum -269°C de sıvı haline dönüşmektedir.Onları bu sıcaklıklara düşürmek için iki işlem yapılır.
Birincisi basit dondurma olayıdır.İkincisi bir vakum pompası aracılığıyla gerçekleştirilir.Hava basıncı ne kadar düşük olursa sıvının kaynama noktası da o kadar düşük olur.

KRİYOJENİK MADDELERİN KULLANIMI
İnsanoğlunun bildiği en düşük sıcaklık mutlak sıfır derece kelvin veya -273°C’dir.Bu sıcaklığa yaklaşan her şeyde fiziksel özellikler,bir takım olağan üstü değişikliklere uğrar.Böylesine derin bir donma seviyesinde bir tel üzerinde herhangi bir voltaj uygulamadan elektriği sonsuza kadar geçirir.(Direnç sıfırlanır)Atomlar gözle görülür şekilde hareketsiz kalarak bilim adamlarına kendilerini incelemelerine olanak tanırlar.Bütün bunlar Kriyojeni (Cryogenics)denen olağan üstü düşük sıcakların inceleme biliminden kaynaklana olaydır.
-265°C(veya 8.15°K)de bir elektriksel geçirgen inanılmaz büyüklükte elektrik yükü taşıyabilen bir süper geçirgen ve çok düşük bir güç tüketimiyle muazzam manyetik alanlar üretebilen bir elektromıknatıs haline dönüşür.
Bilim adamları maddenin gizemin çözmek için kullandıkları atom parçalayıcıların da bu süper geçirgen elektromıknatısları kullanmaktadırlar.parçacıkların böylesine bir hıza ulaşmasını ve o hızı korumasını sağlamak için bu elektromıknatıslar kullanılmasaydı,bu iş için küçük bir şehrin tükettiği kadar elektriğe ihtiyaç olurdu.3K’nin altındaki sıcaklıklar daha çok laboratuar çalışmalarında,özellikle helyumun niteliklerinin araştırılmasında kullanılmaktadır.Helyum 4,2K’de sıvılaşır ve Helyum I olarak bilinen hale gelir.2,19K’ye inildiğinde ise birdenbire Helyum-II’ye dönüşür.
Helyum-II normal sıvıların ve Helyum-I’in geçmesi olanaksız mikroskobik deliklerden geçebilir.Helyumun bu özelliğine üstün alışkanlık denir.
Düşük sıcaklıklarda gaz sıvılaştırma tekniğinin en önemli ticari uygulaması sıvılaştırılmış doğal gazın depolanması ve taşınmasıdır.Metan,etan ve başka yanıcı gazların karışı olan doğal gaz 110K’de sıvılaşır ve hacmi oda sıcaklığındaki gaz hacminin 600’de birine iner,böylece özel yalıtılmış tankerlerde (kriyojenik tanklar) hızlı bir şekilde taşınması olanaklı olur.
Çok düşük sıcaklıklardan besinlerin basit ve ucuz bir biçimde saklanmasında da yararlanılmaktadır.
Bu amaçla besin maddesi kapalı bir tanka konur ve üzerine sıvı azot püskürtülür.Azot besin maddesinin ısısını soğutarak buharlaştırır.Kriyojeniden Tıpta da yararlanılmaktadır.Düşük sıcaklıklı bir neşter ya da sonda hastalıklı dokuyu dondurma amacıyla kullanılabilir.Sıvı azotla soğutulmuş neşterler düşük sıcaklıklar cerrahisinde kullanılır.
Bu yöntem bademcik,basur siğil,katarakt bazı urların alınmasında başarıyla uygulanmıştır.Parkinson hastalığı olan hastalar beyinde bu hastalığa yol açtığı sanılan küçük bölgelerin dondurulması yöntemiyle tedavi edilmiştir.Düşük sıcaklıklar fiziği uzay araçlarında da uygulama alanı bulmuştur.1981’de ABD Uzay Mekiği “Columbia” sıvı hidrojen-sıvı oksijen incilerle fırlatılmıştır.
Maddenin çok düşük sıcaklıklarda gözlenen özelliklerinden en önemlisi üstün iletkenliktir.
İçinden elektrik akımı geçen kabloların sıvı helyum yardımıyla 4K’ye soğutulması, elektriksel direncin yol açtığı ısı oluşumunu ortadan kaldırır ve iletkenlerden çok daha yüksek şiddette akımların geçirilmesine olanak sağlanır.
Bu sıcaklıklara gerçekten nasıl ulaşılır?
En başta sıvı hidrojen veya helyum gibi soğutma araçları gereklidir.Hidrojen -253°C’ da sıvı haline dönüşmektedir.Onları bu sıcaklıklara düşürmek için iki işlem yapılır.
Birincisi basit dondurma olayıdır.İkincisi ise bir vakum pompası aracılığıyla gerçekleşir.Hava basıncı ne kadar düşük olursa sıvının kaynama noktası da o kadar düşük olur.Bir helyum-3(Helyum izotopu) ve helyum-4(bildiğimiz helyum) karışımı kullanılır.Bir pompa içinde erimiş Helyum-3 bulunan Helyum-4’ü çeker diğer pompa da aynı anda kaba Helyum-3 pompalar.Aynı kaba soğutulacak olan madde de yerleştirilir.Sıvı kriyojenler,biyolojik saklama elektron mikroskopisi ve cerrahide yeni ufuklar açıyor.
Sıvı azot pek çok değişik işte kullanılabilmekteyse de bunları bazı kategoriler içinde incelemek mümkündür.Birincisi,dolaylı yada dolaysız olarak biyolojik hücre yada dokuların dondurulmasıdır.Örneğin kan hücrelerini,spermayı,doku hücrelerinin kültürlerini ve hatta embriyoları ve bütün küçük organizmaları dondurmak için sıvı azot üzerindeki soğuk azot buharından yararlanılır.
Bu yöntemlerin gözle görülür başarısı spermlerin dondurularak saklanması ve daha sonra çözülerek yalnızca çiftlik hayvanlarında değil başka türlü çocuk sahibi olamayan kadınlarda da yapay döllenmede kullanılabilmesidir.
Dondurma işlemi hakkındaki bilgilerimiz geliştikçe daha karmaşık doku ve organları öldürmeden dondurmak mümkün olmaktadır.Bununla birlikte büyük bir organizmayı bütün olarak dondurma ve daha sonra canlı olarak çözülmesini sağlamak henüz başarılamamıştır.Bunun insan vücuduna uygulanabilmesi için,ilk olarak beyinde kesintisiz olarak oksijen sağlanması sorununun çözülmesi gerekmektedir.Sıvı azotun kullanıldığı bir diğer alan da çeşitli madenlerle düşük sıcaklıklarda çalışmak zorunda olan aygıtların soğutulmasıdır.
Pek çok elektron mikroskobunda örneklerin düşük derecelerde incelenebilmesi için soğutucu olarak hemen hemen sıvı azottan yararlanılır.
Sıvı azotun elektron mikroskopisindeki önemli uygulamalarından biri de soğuk klişedir.Soğuk klişe aygıtları incelenerek örneğin düşük sıcaklıkta kırılarak açılmasını sağlar.Hücre biyologları bu yöntemle hücre ve zarındaki moleküllerin dağılımını,hücrenin canlı halindekine oldukça yakın bir biçimde inceleyebilmektedir.Sıvı azot hücreleri öldürmek yada ağrıyı yok etmek amacıyla;soğutmadan yararlanılması insan ve hayvan tedavisinde gittikçe yaygınlaşmaktadır.Kriyoşirurji(soğuk cerrahi) bazı kanser türlerin ve emoroit tedavisinde de oldukça yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır.
Sıvı azot,dondurulmuş besin sanayiinde püskürtme dondurma yöntemiyle dondurulmasında da geniş çapta kullanılmaktadır.

KRİYOJENİK MALZEMELERİN DEPOLANMASI VE TAŞINMASI

Havayı ayrıştırarak elde edilen oksijen,azot ve argon gibi gazların depolamanın ve taşımanın en pratik ve en yaygın yollarından biri onları sıvı olarak depolamak ve taşımaktır.Kriyojenik sıcaklıklar dediğimiz -196°C,-183°C gibi hayli düşük sıcaklıklarda sıvı olarak bulunan bu gazlar, ancak ısı yalıtımı çok iyi sağlanmış ve bu sıcaklıklara dayanıklı malzemelerden yapılmış kaplarda depolanabilir ve taşınabilir.Pratikte en iyi izolasyon vakumlu sistemlerde sağlanır.
Tank ve tankerlerin dizaynında iç tank ostenitik paslanmaz çelikten,dış tank karbon çelik malzemelerden yapılmakta olup,bu içi içe iki tank arasına perlit doldurularak 0,03 milibar değerine kadar vakumlanıp mükemmel izolasyon sağlanmaktadır.Tank ve tankerlerde buharlaşmayı en düşük seviyelerde tutmak için (%0,20 civarlarında)otomatik sistemler kullanılmaktadır.Tank ve tankerler kriyojenik şartlara göre ve uluslar arası kabul görmüş dizayn normlarına göre imalat edilmektedir.Ayrıca bunlar uluslar arası kabul gören kuruluşlarca denetlenip sertifikalandırılmaktadır.
Tankların dizaynında
a)AD-Merkblaster
b)ASME-Boiler and Pressuie Vessel code seetion VIII
c)BS 5500 Category 1
d)TS 3362 standart ve normlar kullanılır.
Vakum izoleli tanklar (VİT) sıvılaştırılmış gazların minimum kayıp ile depolanması için kullanılan en uygun tanklardır.
Piyasada 3000-60.000 litre kapasiteli 15-30 bar basınçlı tank ve tankerler mevcuttur.

KRİYOJENİK ŞARTLARDA KULLANILAN MALZEMELER

-20°C olan sonra karbonlu çelik malzeme kırılganlaştığı için kriyojenik çalışma sıcaklıklarında (-50°C ve altı) ancak alüminyum,bakır ve alaşımları (bronz,pirinç)ve paslanmaz çelik AISI, 364,316 pratik olarak kullanılacak malzemelerdir.Sızdırmazlık elemanı olarak pratikte en uygun teflon ve alaşımlı teflon (%30 cam takviyeli,bronzlu gibi)kullanılmaktadır.

SONUÇ

Düşük sıcaklıklarda garip şeyler oluyor.Elektriksel geçirgenler süper geçirgen haline dönüşmekte ve atomlar hareketsiz kalarak onlara daha yakından bakmamıza ve incelememize olanak tanıyor.
İnsanoğlunun bildiği en düşük sıcaklık mutlak sıfır -0 derece kelvin veya –273,15°C dir.Bu sıcaklığa yaklaşan her şeyde fiziksel özellikler bir takım olağanüstü değişikliklere uğrar.
Kriyojenin sayesinde bilim adamları aşırı soğuğun yeni ve garip dünyasını inceleme ve bunu sanayi ve tıpta uygulama olanaklarını bulmuşlardır.