液氮让你的生活不平“氮”

人类赖以生存的大气是由氮气、氧气、二氧化碳、水蒸汽和固体杂质微粒组成的混合物，其中氮气占了78%以上。氮气虽然不能供人类呼吸，也不助燃烧，却有着十分重要的用途。那么，看不见又摸不着的氮气是怎样被人们发现的呢？

舍勒本是瑞典的药剂师，喜欢研究各种气体。同年，他做实验的时候，把一系列认为可以发出燃素的物质，如硫磺、松节油等分别放在密封的容器里点燃，再对燃烧后的气体进行测量。他发现剩下的气体虽然密度比空气小，但并不助燃。“原来，燃素没有在剩下的气体中！”舍勒得出这个结论后，便把这部分气体叫做“劣质空气”，燃烧耗掉的那部分叫“火空气”。燃烧的过程的“劣质空气”命名为Nitrogen（英 ），意思是“无益于生命”。后来，我国清代化学家徐寿把“劣质空气”译成中 时写成“淡气”，意思是“冲淡”了空气中的氧气。再后来，科学家把“淡气”译成“氮气”。

自氮气被发现后，科学家们做了大量实验，得到了液态氮；同时，他们把氮气运用到工业、农业、国防以及日常生活中。比如农业上使用最多的便是氮肥；用氮气填充粮仓，可使粮食不霉烂，不发芽。再如，博物馆的贵重字画，可保存在充满氮气的密封容器中，以防蛀虫，避免氧化。再如，在医疗上，作为深度制冷剂的液氮，可以冻死病变的细胞。而在工业上，由氮气制成的硝酸，是炸药的重要组成部分；钢经氮化后，钢的硬度、耐磨性都大大增强。这期科科与大家分享氮气在其它行业的应用。

化肥工业

氮气用于化学与化肥工业上，在氮、尿素、已内酰胺、乙烯、丙烯、聚氯乙烯、人造纤维、合成纤维、硅橡胶制品、电缆合成革等生产中，氮作为工艺气体已广泛应用与研究开拓。特别是乙烯装置在石油化工中具有特殊重要的地位。

氮气在化工厂，主要用作保护气、置换气、洗涤气，以保障安全生产。如聚丙烯生产，要用纯氮（99.99%）作保护气、置换气。高纯氮气是化纤生产至关重要的气体。

畜牧业

1、广泛用于家畜冻配改良技术。牛精液冷冻的冷源普遍应用液氮，需要时可随时取出。家畜及多种动物的胚胎移植中，制备保存胚胎 目前多采用胚胎冷冻仪，属智能型冷冻仪。该仪器采用微机控制技术，专用软件，能较准确地控制液氮的施放量，从而保证被冻存的生物制品以适宜的冷冻速率降温冷冻。

4、农业生物基因保存

5、保存液氮疫苗

6、用液氮治疗奶牛乳头乳孔外口闭合、家畜皮肤瘤子等也较为普通。

氮气气调技术在粮食储藏中的应用越来越普遍。相较于传统的磷化氢熏蒸方式，氮气储粮具有安全、经济、有效等优点。但是在对粮堆进行充氮的过程中，随着粮堆氧气浓度的不断降低，粮堆内氮氧置换效率越来越低，充氮成本和时间也随之增加。

食品行业

1、液氮在食品速冻中的应用

在众多的保藏法中，冷冻保藏法应用最为广泛，效果也非常显著。而作为冷冻保藏方法之一的液氮速冻早已被食品加工企业所采用，由于它能实现低温深冷的超速冻，也有利于实现冻结食品的部分玻璃化，使食品解冻后能最大限度地恢复到原来的新鲜状态和原有的营养成分，极大提高了冷冻食品的品质，因此在速冻工业中显示出特有的生命力。

2、液氮在饮料加工中的应用

目前，已有不少饮料生产厂家采用氮或氮与C02的混合物取代传统的C02，对饮料进行充气包装。充了氮的高碳酸型饮料，比仅充填二氧化碳的饮料引起的问题要少；氮对于灌装无泡饮料，如酒和果汁也是很理想的。在非充气饮料罐头中加注液氮的好处是，所注入的少量液氮可排除每只罐头顶部空间中的氧气，使贮罐上部空间的气体呈惰性，从而延长了易腐品的贮存期限。

3、液氮在果蔬贮存保鲜中的应用

液氮用于果蔬的贮存保鲜具有气调的优点，可调节农副产品旺季和淡季供需方面的矛盾，减少贮存上的损失。气调的功能是提高氮气的浓度，同时控制氮、氧与C02的气体比例，并使其保持在稳定状态，降低果蔬的呼吸强度，延缓后熟过程，从而使果品、蔬菜保持采摘时的新鲜状态和原有营养价值，延长果蔬保鲜期。

4、液氮在肉制品加工中的应用

液氮在对原料肉绞制、斩拌或混合等工序中加入，可有效提高产品质量。如在沙拉米型香肠加工中，液氮的使用可提高肉保水性，阻止脂肪氧化，改善切片性和外观质量；用于肉制点心、肉脯等再制肉的加工，不仅可使肉糜混合时加速蛋白质溶解和增强保水性，且对保持产品特有形状尤为有效。另外原料肉经液氮快速冷却，既可在较长时间内保持热肉特性，气又保证了肉品卫生安全；在加工工艺上，无须再担心温度上升对肉质的影响，且加工可不受原料温度、加工时间、季节因素的影响，同时还可使加工过程处于低氧分压，在一定范围延长了产品的货架寿命。

5、液氮在食品低温粉碎中的应用

低温粉碎，就是将冷却到脆化点温度的物质，在外力作用下破碎成粉体的过程。食品的低温粉碎是近几年发展起来的一种食品加工新技术，该技术特别适宜于加工含芳香成分多、含脂量高、含糖量多和含胶状物质多的食品。用液氮进行低温粉碎处理，可连原料的骨、皮、肉、壳等一次性全部粉碎，使成品颗料细小并保持其有效营养。

6、液氮在食品包装中的应用

英国伦敦一家公司开发出一种简单实用的食品保鲜包装方法，就是在给食品进行包装时，往包装袋内加入几滴液氮。当液氮蒸发转化成气体时它的体积迅速扩大，在包装袋内快速取代原有的大部分气体，减少食品因氧化而造成的变质，从而大大延长食品的保鲜期。

7、液氮在食品冷藏运输中的应用

冷藏运输是食品工业中很重要的一部分。开发液氮制冷技术，发展液氮冷藏火车、冷藏汽车及冷藏集装箱是现今国际上的共同发展趋势。经济发达国家多年的应用实践表明，液氮制冷系统是唯一在商业上可与机械制冷系统相竞争的冷藏保鲜技术，也是食品冷藏运输的发展方向。

氮气还被应用于各类 红食品，氮气啤酒，氮气冰激凌，分子茶和氮气“奶盖”等

医疗行业

1、低温医学

我国临床低温医学工作发展迅速，促进了移植医学的发展，特别是在骨髓、造血干细胞、皮肤、角膜、内分泌腺体、以及血管和瓣膜等的冷冻保存和移植应用取得了显著成绩。成功的造血干细胞移植依赖于造血干细胞活力的保存。生物样品在降温冷冻过程中，当由液态向固态变化的相变期内会释放一定热量，使其温度回升，不控制降温速率的冷冻过程将会导致组织细胞死亡。准确地测定生物样品的相变点，用微机编制降温程序，以便在样品相变时加大液氮输入量，克服相变样品温度的回升，使细胞安全而迅速地度过相变期，这是提高被冻样品成活率的关键环节。

2、临床医学

液氮是目前冷冻外科中应用最广泛的冷冻剂。是目前为止发现的一种最好的制冷剂，把它注入低温医疗器内，就像手术刀一样，可以做任何手术。冷冻是用低温来破坏病灶组织的一种治疗方法。细胞由于温度的急剧变化，组织内外水晶形成，使细胞脱水、皱缩，以致电解质等发生变化，冷冻还可使局部血流速度变慢，微血管血液瘀滞或栓塞造成细胞缺氧死亡。

电子行业

1、超导技术

超导体得天独厚的特性，使它可能在各种领域得到广泛的应用。以液态氮代替液态氦作超导制冷剂获得超导体，使超导技术走向大规模开发应用，认为是2 0世纪科学上最伟大的发现之一。

2、电子元件制造与检测

液氮是一种更快和更有效的屏蔽和测试电子元器、电路板的方法。

3、低温球磨技术

低温行星式球磨机是将液氮气体源源不断地输入装有保温罩的行星式球磨机中，这些冷气将高速旋转的球磨罐产生的热量及时吸收，使装有物料、磨球的球磨罐始终处于一定的低温环境中。在低温环境中混合、细磨、新产品研制和小批量生产高新技术材料的必备装置。该产品体积小、功能全、效率高、噪声低，广泛应用于医药、化工、环保、轻工、建材、冶金、陶瓷、矿产等部门。

4、绿色切削加工技术

低温切削是利用低温流体如液态氮、液态二氧化碳和冷风等喷向加 工系统的切削区域，造成切削区的局部低温或超低温状态，利用工件在低 温条件下产生的低温脆性，提高工件的切削加工性、刀具寿命和工件表面 质量。 液氮冷却切削主要有两种应用形式，一种是利用瓶装压力将液氮像切削液一样直接喷射到切削区；另一种是利用液氮受热蒸发循环来间接冷却 刀具或工件。目前低温切削加工主要应用于钛合金、高锰钢、淬硬钢等难 加工材料的加工中。

氮气的用途广泛，与人们生活息息相关，它让我们的生活变得如此不平“氮”。