Das Dewargefäß ist eine Technologie, die es seit mehr als einem Jahrhundert gibt und weiterhin eine wesentliche Rolle in der heutigen Kryotechnikindustrie spielt. Wir teilen eine kurze Definition und Geschichte des Dewar-Kolbens oder Thermoskolbens und was seine derzeitige Rolle bei der Konservierung von Substanzen bei niedriger Temperatur ist.
Was ist ein Dewargefäß?
Ein Dewargefäß ist ein Behälter, der eine Wärmeisolierung erzeugen und den Wärmeverlust minimieren kann. Daher wird es verwendet, um Substanzen bei unterschiedlichen Temperaturen (sowohl heiß als auch kalt) von der Umgebung zu konservieren.
Diese auch als Thermosglas bekannte Technologie funktioniert dank einer Doppelwand (aus Materialien mit geringer Wärmeleitfähigkeit) und einem leeren Raum dazwischen.
Auf diese Weise entsteht eine thermische Isolation zwischen Inhalt und Umgebung, da durch das Vakuum die Wärmeübertragung durch Leitung oder Konvektion entfällt. Diese Technologie wiederum verwendet reflektierende Beschichtungen (z. B. Silber), um Strahlungsverluste zu reduzieren.
Das auf seine industrielle Verwendung ausgerichtete Dewargefäß folgt der gleichen Prämisse wie jedes andere, außer dass in der Regel widerstandsfähigere Materialien verwendet werden, wie z. B. Edelstahl. Andere Konfigurationen und Materialien im aktuellen Dewar-Gefäß umfassen die Verwendung von Kunststoffen oder anderen Arten von Metallen.
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Entwicklung von Dewargefäßen im Laufe der Jahre
Das Dewar-Glas wurde von dem schottischen Physikochemiker Sir James Dewar (1842-1923) erfunden. Sein Ziel war es, einen Behälter zu finden, der flüssigen Sauerstoff speichern und isolieren kann. Dazu verwendete er einen vakuumbeschichteten Behälter und erzielte damit Erfolge in seiner Forschung.
Dieser Mechanismus wurde in den folgenden Jahren von Dewar selbst perfektioniert, als er daran arbeitete, einen Behälter mit differenzierten Innen- und Außenwänden zu schaffen, zwischen denen er ein Vakuum erzeugte. Mit der Zugabe von Silberpapier als Beschichtung zur Vermeidung von Wärmeverlusten durch Strahlung kulminierte seine Erfindung und legte den Grundstein für eine Technologie, die noch ein Jahrhundert später verwendet wird.
Als Anekdote kann erwähnt werden, dass das Patent für diese Erfindung nicht Sir James Dewar entspricht. Ein Glasbläser, Reinhold Burger, war ihm voraus, nachdem er eine Metallverkleidung in das System eingebaut hatte, das die ursprünglichen Glaswände schützte.
Burger wiederum veranstaltete einen Namenswettbewerb für diese neue Erfindung, die den Namen Thermos (griechisch für „Hitze“) erhielt. Nach einem Rechtsstreit zwischen den beiden Männern behielt Burger das Patent auf das Dewargefäß, während Sir James Edward die Erfindung dieser Technologie zugeschrieben wurde.
Die Vielseitigkeit von Dewar-Gläsern
Das Dewar-Glas ist heute eine Art von Behälter, der weltweit für seine hauptsächliche Verwendung im Haushalt bekannt ist: das des Thermosglases zum Transportieren oder Aufbewahren von heißen Getränken wie Tee oder Kaffee.
Der Dewar-Kolben war und ist jedoch sehr wichtig für die Entwicklung verschiedener Branchen.
Bereits zu Zeiten von Sir James Dewar hat beispielsweise der medizinische Sektor die Wirksamkeit dieses Behälters für den Transport von Seren und Impfstoffen bestätigt, um stabile Temperaturen in solch empfindlichen Produkten aufrechtzuerhalten.
Heute wird das Dewargefäß auch zur Aufbewahrung von Stoffen wie flüssigem Stickstoff oder Sauerstoff verwendet. Sauerstoff-Dewargefäße und andere ähnliche Substanzen schaffen es daher, niedrige (kryogene) Temperaturen aufrechtzuerhalten, die dafür geeignet sind, dass diese Elemente ihre jeweiligen Siedepunkte nicht erreichen, ohne dass zusätzliche Kühlmechanismen erforderlich sind.
Darüber hinaus ist es möglich, Mechanismen einzubauen, die bei Bedarf eine zusätzliche Kühlung gewährleisten. Dies ist der Fall bei Helium, für die Behälter mit verstärkten Wänden (bis zu vier Umschließungsschichten) verwendet werden, abgesehen von der Einfügung von flüssigem Stickstoff als Kühlsubstanz.
Industrielle Anwendungen des Dewargefäßes, welche Branchen verwenden es?
Der Dewar ist eines der wesentlichen Elemente für die Lagerung und den Transport von Substanzen, deren Integrität oder Qualität von der Aufrechterhaltung einer bestimmten Temperatur abhängt. Dies ist unter anderem der Fall bei technischen Gasen wie Stickstoff, Argon und flüssigem Sauerstoff.
Die Lagerung und der Transport dieser Gase in flüssiger Ausführung bietet eine Reihe von Vorteilen: vom geringeren Gewicht bis zur Optimierung des Lagerraums. Um diese Vorteile zu erreichen, ist es notwendig, kryogene Temperaturen zu verwenden, die wiederum nur in spezialisierten Vakuumbehältern wie Dewars aufrechterhalten werden können. Durch diese Technologie ist auf Dauer eine ausreichende und nachhaltige Wärmedämmung möglich, die eine Kryokonservierung garantiert.
Einige der Unternehmen, die an einem Dewar-Kolben interessiert sein könnten, sind:
- Wissenschaftliche Forschungslabors.
- Medizinische oder Krankenhauszentren zur Aufbewahrung von medizinischem Sauerstoff.
- Lebensmittelindustrie, die beispielsweise Stickstoff zum Gefrieren von Lebensmitteln oder zur Schaffung modifizierter Atmosphären verwendet.
- Die chemische Industrie verwendet kryogene Ausrüstung, um mehrere Prozesse zu erleichtern. So wird beispielsweise flüssiger Stickstoff zu einem Verflüssigungsmittel und Trägerstoff.
- Die Elektronikindustrie verwendet flüssigen Stickstoff für eine Reihe von Prozessen, beispielsweise zur Verhinderung von Oxidation.
- Die metallurgische Industrie erfordert auch die Aufrechterhaltung kryogener Temperaturen, um technische Gase wie Stickstoff zu verwenden.
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Auf diese Weise wird das Dewargefäß zu einer unverzichtbaren Ausrüstung für eine Vielzahl von Industrien und produktiven Sektoren, die nach einer effizienten Lagerung und einem effizienten Transport kryogener Substanzen suchen.
Darüber hinaus ermöglicht die Entwicklung immer fortschrittlicherer kryogener Speichertechnologien die Schaffung kundenspezifischer Systeme, die an die Bedürfnisse jedes Unternehmens angepasst sind. Somit ist es möglich, die Größe dieser Lösungen zusammen mit den verwendeten Materialien anzupassen und das Design und die Herstellung für jedes Projekt zu optimieren.
