Tiefgekühlt: Aluminium in der Kryotechnik
In nahezu jedem deutschen Haushalt befindet sich eine kleine kryotechnische Anlage. Ihr Name: Thermoskanne. Während dieses Isolationsgefäß vor allem dazu genutzt wird, Getränke lange warm zu halten, ist ihr ursprünglicher Zweck ein ganz anderer: tiefgekühlte flüssige Gase zu lagern und zu transportieren. Beim Aufbau solcher Anlagen kommt heutzutage häufig Aluminiumfolie zum Einsatz.
Die Grundlagen für die heutige Kryotechnik legte der schottische Physikochemiker James Dewar. Er entwickelte im Jahre 1893 ein evakuiertes Transport- und Lagergefäß für tiefgekühlte, flüssige Gase: doppelwandig und aus verspiegeltem Glas bestehend. Ein Vakuum unterbindet hierbei die Wärmeübertragung mittels Konvektion, zusätzlich reflektieren die verspiegelten Wände die thermische Strahlung.
Nach genau diesem Prinzip sind noch heute Isolierkannen sowie Behältnisse zum Aufbewahren von Trockeneis und flüssigen Gasen aufgebaut. Dewar wurde zwar als Erfinder des „Dewargefäßes“ berühmt, meldete es jedoch nicht zum Patent an. Die Firma Thermos war hingegen schlauer und steht so heute als Synonym für diese Form der Isolation, die in unterschiedlichsten Anwendungen in der Tieftemperaturtechnik zum Einsatz kommt.
Isolation durch reflektierende Alufolie und Multi-Lagen
Anstelle von Dewars verspiegeltem Glas werden heute häufig Alufolien als Reflektormaterial verwendet. So auch bei der 1951 von Peterson (Schweden) entwickelten Multi-Lagen-Isolierung, die ursprünglich für die Raumfahrt entwickelt wurde. Eine technische Lösung, die auf mehreren hochreflektierenden Schichten, getrennt durch Abstandshalter (Spacer), basiert. In kryotechnischen Anlagen kommen nach diesem Prinzip heute z.B. ein- oder beidseitig metallisierte PET-Folien einer Stärke von 5 – 125 µm zum Einsatz, die durch schlecht wärmeleitende Materialien getrennt sind.
So bieten Multi-Lagen, unter Verwendung von reflektierenden Folien und Alufolien, optimale Lösungen für Transferleitungen von flüssigem Erdgas oder auch vakuumisolierte Transferleitungen für Flüssig-Sauerstoff und -Stickstoff. Denn der Transport kryogener Flüssigkeiten (zwischen -150°C bis -271.5°C) erfordert die bestmögliche Isolation, um den Wärmeeintrag und damit die Verdampfungsrate zu minimieren. Durch Multi-Lagen-Isolierungen können auch größere Entfernungen wirtschaftlich gelöst werden.
Anwendungsbereiche der Kryotechnik
Kryotechnik ist immer dann gefragt, wenn es um Lagerung und Transport von tiefkalten verflüssigten Gasen wie Stickstoff, Sauerstoff, Argon, Helium, Wasserstoff, Neon, Krypton, Flüssige Luft und CO2 geht. Denn wichtige physikalische Effekte wie z.B. die Supraleitfähigkeit, bei der ein Material keinen elektrischen Widerstand hat, treten erst bei Temperaturen weit unterhalb des Gefrierpunktes auf.
Zudem kann man durch das Absenken der Temperatur auch Effekte wie zum Beispiel die Eigenschwingungen der Atome oder Moleküle unterdrücken. Eine breite Anwendung findet z.B. flüssiges Helium in der Kühlung von supraleitenden Wicklungen von Elektromagneten. Die Behälter in vakuumsuperisolierter Ausführung sind aus Edelstahl und Aluminium gefertigt und können Inhalte von bis zu 10.000 Liter fassen.
Neben der Verflüssigung von Gasen (Gas-to-Liquid-Anlagen) finden kryotechnische Anlagen Anwendung in der Grundlagenforschung, bei Hightech- und medizinischen Geräten, in der Industrie zur Kühlung von Supraleitern und kalten Neutronenquellen, in MRTs sowie bei Fusions- und Fissionsanwendungen. Zu den Anwendern zählen insbesondere Forschungsinstitute und Universitäten. Wissenschaftler auf der ganzen Welt nutzen auf ihrer Suche nach Antworten auf Fragen des Universums auf die eine oder andere Weise Kryotechnik.
Wenn es um Alufolie für die Kryotechnik geht, dann Alujet-Universal!
Kryotechnische Anlagen sind sehr komplex. Weltweit sind nur wenige Unternehmen in der Lage, diese zu entwickeln und zu bauen. Und wenn es dabei um Aluminiumfolien als Teil optimaler Lösungen und Multi-Lagen-Isolierungen geht sind Sie bei Alujet-Universal an der richtigen Adresse. Unsere Erfahrung und Expertise bringen wir gern in Ihre Projektierung ein. Sie planen gerade ein neues Großprojekt oder denken über den Wechsel zu einem neuen Alufolien-Lieferanten nach? Dann nehmen Sie am besten noch heute Kontakt zu uns auf.
