Sıvı azot, azot gazının -196 °C’de yoğunlaştırılmasıyla elde edilen, renksiz, kokusuz ve inert bir sıvıdır. Kriyojenik teknolojilerin temel bileşeni olarak değerlendirilen bu madde, özellikle biyoteknoloji, tıp, gıda ve malzeme bilimlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Türkiye’de birçok üniversite ve araştırma merkezi sıvı azot üretim altyapısına sahiptir. Örneğin, Harran Üniversitesi HUBTAM bünyesinde sıvı azot, biyolojik numune saklama süreçlerinde kullanılmaktadır . Küresel pazarda sıvı azotun kullanımı yıllık ortalama %5 oranında artmakta, Türkiye’de ise biyoteknoloji laboratuvarlarında kullanım oranı %30 civarındadır .

Üretim Süreci

Sıvı azot üretimi, kriyojenik hava ayrıştırma yöntemiyle gerçekleştirilir. Bu süreçte atmosfer havası, yaklaşık 5–10 bar basınçta sıkıştırılır, ardından kademeli olarak -195 °C’ye kadar soğutulur. Soğutulan hava, fraksiyonel distilasyon prensibine göre sıvılaştırılır ve içindeki azot, diğer gazlardan (özellikle oksijen ve argon) ayrıştırılır. Üretilen sıvı azotun saflık oranı genellikle %99.999 seviyesindedir. Enerji verimliliği açısından, 1 litre sıvı azot üretimi için yaklaşık 0.5 kWh enerji tüketilmektedir.

^{Sıvı Azot Üretimi (HARRAN ÜNİ.)}

Ekipman ve Sistemler

Sıvı azot üretim sistemleri; hava kompresörü, ön soğutma ünitesi, kriyojenik ayırıcı kolon, kondansatör ve sıvı azot tankından oluşur. Kompresör ünitesi ortam havasını yüksek basınca çıkarırken, soğutma sistemi gazı sıvılaştıracak kadar düşük sıcaklıklara indirir. Elde edilen sıvı, PLC tabanlı otomasyon sistemleri aracılığıyla izlenir ve kontrol edilir. Sistemde yer alan kriyojenik tanklar, genellikle 0.1 W/m²K yalıtım katsayısına sahip olup, sıvının sıcaklığını sabit tutmak amacıyla vakum yalıtımlıdır.

Depolama ve Dağıtım

Sıvı azot, üretim sonrası paslanmaz çelikten imal edilmiş, çift cidarlı ve vakumlu kriyojenik tanklarda depolanır. Bu tanklar sayesinde günlük buharlaşma kayıpları %0.5–1 arasında tutulmaktadır. Dağıtım sırasında basınçlı kaplar ve sıvı azot transfer hatları, TS EN standartlarına uygun şekilde tasarlanır. Taşıma işlemleri sırasında hem basınç kontrolü hem de ortam güvenliği kritik öneme sahiptir.

Uygulama Alanları

Sıvı azot, başta biyoteknoloji olmak üzere çok sayıda alanda kullanılmaktadır. Harran Üniversitesi HUBTAM’da biyolojik örneklerin uzun süreli saklanmasında, Aksaray Üniversitesi ASUBTAM’da hücre dondurma işlemlerinde, Osmangazi Üniversitesi ARUM’da bilimsel deneylerde kullanılmaktadır. Gıda endüstrisinde ise -80 °C’de hızlı dondurma işlemleriyle ürün tazeliğinde %20’ye kadar artış sağlandığı gözlemlenmiştir. Ayrıca sıvı azot; doku mühendisliği, kriyoablasyon, elektronik komponentlerin soğutulması ve metallere uygulanan darbe testlerinde de önemli rol oynamaktadır.