Kriyojenik

Etimoloji

Kriyojeni kelimesinin kökü yunancadan gelir ve anlamı "dondurucu soğuğun üretimi"dir. Ancak bu terim günümüzde düşük sıcaklık halinin sinonimidir.
Hangi sıcaklıkta soğutma biter ve kriyojeni başlar tam tanımlanmamıştır ama çoğu bilim adamı -150 santigrat derecenin altını kriyojeni kabul ederler.
ABD'deki Ulusal Standartlar ve Teknolojiler Enstitüsü -180 santigrat derece altını kriyojeni kabul etmektedir. Kalıcı denilen gazların normal kaynama noktaları -180 santigrat derecenin altında olduğundan dolayı bu sınır mantıklı bir yerde çizilmiştir.

Endüstriyel Uygulamalar

Sıvı helyum ve sıvı nitrojen gibi sıvılaştırılmış gazlar birçok kriyojenik uygulamada kullanılırlar. Sıvı nitrojen kriyojeni'de en çok kullanılan elementtir ve elde etmek dünya genelinde yasaldır. Sıvı helyum'un da en düşük sıcaklıkları elde etmeye yaradığı için kullanımı yaygındır. Bu sıvılar Dewar şişelerinde saklanabilirler.Bu şişeler 2 duvarlı, duvarları arasında yüksek vakum bulunan ve sıvıya ısı transferini engelleyen şişelerdir. Tipik labarotuar Dewar şişeleri küreseldir,camdan yapılmadır, ve dıştan metal  bir dış konteynır ile korunur. Sıvı helyum gibi aşırı soğuk sıvıları içeren Dewar şişeleri iki duvar arasında sıvı nitrojen bulunur. Dewar şişeleri mucidi James Dewar'ın adını almıştır, Dewar aynı zamanda ilk kez hidrojeni sıvılaştıran adamdır.

Kriyojenik İşleme

Kriyojenik bilim dalı 2. Dünya Savaşı sırasında bilimadamlarının donmuş metallerin yıpranmaya daha dayanıklı olduğunu farketmeleriyle gelişti. Bu kriyojenik teoriye dayanarak ticari kriyojenik işlem endüstrisi 1966'da Ed Busch tarafından açıldı. Isıl işlem endüstrisiyle birlikte Bursch 1966'da Detroit'te CryoTech adında bir şirket kurdu. Bu şirket 1999'da dünyanın en büyük ve en eski ticari kriyojenik işleme şirketi oldu. Busch orijinal olarak metal aletlerin yaşam süresini %200-%400 uzatma olasılığı deneyleri yaptı. Bu deneyler sırasında ısıl işlem yerine kriyojenik işlem kullandı. Sıvı nitrojen gibi kriyojenler daha sonra soğutma ve dondurma uygulamalarında kullanıldı. Statin ilaçlarının aktif içeriklerini üreten bazı kimyasal reaksiyonlar -100 santigrat derece gibi düşük sıcaklıklarda gerçekleşmelidir.
Özel kriyojenik kimyasal reaktörler, reaksiyon ısısını çıkarmak ve reaksiyon için düşük sıcaklık oluşturur.Yemeklerin ve aşılar gibi biyoteknolojik ürünlerin dondurulması tutulma veya patlamalı dondurucu sistemler gerektirir. Bazı yumuşak ya da elastik materyaller çok soğuk sıcaklıklarda katı ve kırılgan hale gelirler. Bu da kriyojenik değirmen'i yüksek sıcaklıklarda döndürülemeyen bazı materyaller için bir seçenek olarak gösteriyor.
Kriyojenik işleme, ısıl işleme için bir vekil değildir.Daha çok ısıtma-söndürme-artış döngüsüne ektir.Normalde bir eşya söndürülürse son sıcaklığı ortamla aynıdır. Bunun tek sebebi ise çoğu ısıl işleyiciler soğutucu içeriğe sahip değildirler.Ortam sıcaklığıyla ilgili önemli metalurjisel hiçbir şey yoktur. Kriyojenik işlem ortam sıcaklığından -320 fahrenheit'a kadar devam eder.Çoğu örnekte kriyojenik döngü ısıl artış prosedürüyle devam eder. Tüm alaşımlar aynı kimyasal bileşenlere sahip olmadığı gibi, artış prosedürü materyalin kimyasal bileşenlerine veya ısı geçmişine göre değişkenlik gösterir.Toplam işlem 3-4 gün sürer.