超低温液氮冷冻技术在各行业中的应用液氮液氮即液态氮气，分子量28.013，相对密度0.8081(-195.8 )，密度1.2507kg／m3(在0，l大气压时)，熔点-209.86，沸点-195.8，临界温度-147.05，临界压力3.39Mpa (33.5大气压)，临界密度0.31公斤／公斤，液态密度0.8l公斤／公斤(沸点)，蒸发潜热161.19千焦耳／公斤，定压比热1.034千焦耳／公斤·；热传导率2.28×10-4焦耳／厘米·秒·。

为无色透明、无味、无毒之低粘度的透明液体，不导热导电，不自燃助燃，化学性质稳定，不与任何物质起化合作用。

1单位体积的液氮可产生约650倍体积的氮气，氮气是空气的主要组成部分，在空气中的含量高达78％(体积)，液氮作为空气液化分离的最大宗产品、工业制氧的副产品，一般纯度达99．99％。

液氮在常温下很容易气化，保存困难，运输携带也较麻烦，在无液氮生产的地区，应用受到限制。

液氮是一个较为方便的冷源，因液氮特有的性质，已逐步受到人们的重视和认可，在畜牧业、医疗事业、食品工业、以及低温研究领域等方面得到越来越普遍的应用。

在电子、冶金、航天、机械制造等方面应用不断拓宽和发展。

一、在畜牧业方面的应用1、广泛用于家畜冻配改良技术在多种家畜中，牛的精液冷冻制备、保存技术最为成功，自上个世纪五十年代已形成一套完整定型的工艺流程。

牛精液冷冻的冷源普遍应用液氮。

颗粒精液在经液氮冷却的氟板(聚四氟乙烯)、铜纱网、铝板上滴冻。

要使承接精液的表面与液氮面保持——定的距离(1～2厘米)。

在滴冻的过程中，要维持在-80～-120的温度。

滴冻前将经过平衡的精液充分混匀，并检查精子的活率。

滴要迅速，颗粒要均匀，每毫升经过稀释的精液滴10粒左右为宜。

滴冻结束后，要停留2～3分钟，待所有颗粒已冻结立即投入液氮。

经抽样检查(一般随机抽取2粒) ，解冻活率在0.3以上者，即可装于纱布袋中，经标记后在液氮中保存。

每滴冻完一头公牛的精液后，必须更换氟板等用具。

目前，细管的容量分0.25毫升和0.5毫升两种，由无毒塑料(聚氯乙烯)制成。

管的一端填有棉塞和聚乙烯粉末，粉末遇水即固化自动封口，输精时又成为推送精液的活塞；另一端在注入精液后，可以聚乙烯粉或钢珠(或塑料珠)封口，要注意在封口处与精液间留有10～13毫米的空间，防止冷冻过程中因膨胀引起细管爆裂。

超低温液氮冷冻技术在各行业中的应用精液的贮存牛的冷冻精液是以液氮做冷源进行贮存的，需要时可随时取出。

为防止温度变化对精液品质的影响，取放动作要迅速，尽量减少在空气中停留的时间。

从贮存容器中提取冷冻精液时，精液不应超过液氮容器的颈基部，避免因温度的回升造成精液解冻活率的下降。

牛的冷冻精液已有40多年的历史。

试验证明，保存至今的冷冻精液仍具有授精能力。

但一般认为牛的冷冻精液随保存时间的延长，精子的活力和授精能力逐渐降低。

牛冷冻精液长期保存的确切时限，尚需继续研究和观察。

2、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。

3、液氮超低温保藏微生物技术将菌种保藏在-196的液氮长期保藏方法，它的原理是利用微生物在-130以下新陈代谢趋于停止而有效地保藏微生物。

大型真菌是菌物中的一个重要类群(菌物中形成大型子实体的一类真菌，泛指广义上的蘑菇或蕈菌)，很多种类具有较高的营养价值和药用价值，是目前菌物中最有开发应用前景的一类；此外，一些大型真菌能够分解枯死植物，对维持自然界物质循环、生态平衡有重要的作用，可开发应用于造纸业和环境净化；一些大型真菌能引起树木病害或损害多种木质产品，对此类病原真菌的认识的加强，有利于预防和减少危害的发生。

大型真菌的规范性保藏对于微生物菌种资源的安全、高效保藏及、对长期有效保藏遗传资源、异地保藏生物多样性共享具有重意义4、农业生物基因保存上海投资4100多万元开始建设中国国内首家农业生物基因综合库。

农业界人士说，最具全国市场开发潜力的种子产业，将以这个基因库作为育种材料的来源。

总建筑面积超过3300平方米的上海农业生物基因库，设于上海农业科学院内，将保藏植物种子、植物离体材料、动物生殖细胞、微生物菌种和植物基因工程材料五大类农业生物遗传资源。

5、保存液氮疫苗液氮苗是80年代中期逐渐推广应用的，先是使用型-FCl26炎鸡疱疹病毒液氮苗，后来国内外又研制出SBl，301／B、Z4，814等型液氮疫苗，并组合成II+III型二价苗及I+II+III三价苗，应用后都曾一度有效的控制了一些地区的鸡马立克氏病，II+III型二价苗好景不长，1993年马立克氏病又在北美和严态地区出现了较大规模的流行，为有效控制马立克氏病，一些国家开始学习荷兰自1927年使用I型CVl988／Rispens液氮苗后，有效控制马立克氏病的经验，美国、加拿大、巴西、日本、欧洲都先后从荷兰农业渔业部引进了CVl988／Rispens制苗种毒，在各自国家使用不同的工艺技术生产，保存于液氮罐中。

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。

二、在医疗事业应用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。

据报导液氮冷冻治疗面部增生性及色素性疾病2138例，其中痊愈1 445例，治愈率67.59％；显效329例，有效207例＼总有效率为82.97％。

雀斑及脂溢性角化病的治愈率分别为79.23％和84.69％；色痣(包括黑子)52.25％及睑黄瘤41.67％。

扁平疣患者冷冻后有新皮疹在皮损处发出，故对于进行期扁平疣不宜采用冷冻治疗，静止期冷冻效果好。

2例有黄褐斑的患者色痣治疗后有色素沉着，该2例经有效的治疗后色素恢复正常，提示对有黄褐斑者亦不宜采用冷冻治疗。

对色痣的治疗，要根据部位及患者的要求采取相应的治疗方法，黑子及较小的色痣(直径<3mm )可采取液氮冷冻的方法治疗，较大的色痣应以手术切除并行病理检查为佳。

采用液氮冰冻配合中药治疗尖锐湿疣，无毒副作用，痛苦小，治愈率高，复发率低，术后不留疤痕，并发症少，治疗时间短，经济，是治疗尖锐湿疣的理想方法之一液氮冷冻疗法治疗结节性痒诊、粘液囊肿、多发性寻常疣及神经性皮炎采用的液氮直接喷射法治疗慢性咽炎，将液氮直接喷射在病变表面，降温快、深、面广，并能消灭中间地带，收到满意的近期效果。

每个冻融周期掌握在1min左右，连续4～5个冻融周期。

每周仅1次。

三、在食品工业应用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。

与其它冷冻方法相比，广州极速液氮速冻机具有以下明显的优点：冷冻速度快(冻结速度比一般冻结方法约快30-40倍)：采用液氮速冻，可使食品迅速通过0～5最大冰晶生长带，广州液氮速冻专家已在这方面做了有益的尝试。

了解更多食品液氮速冻技术--刘生139*****2619***7572****保持食品品质：由于液氮速冻时间短，经液氮速冻的食品可以最大限度地保持加工前的色、香、味及营养价值。

段振华等人用液氮对槟榔进行速冻处理，结果表明经液氮处理后的槟榔保持有较高叶绿素含量，风味好。

物料干耗小：一般冻结的干耗损失率为3～6％，而液氮速冻可减少到0.25～0.5％。

设备与动力费用低，易于实现机械化和自动化流水线，提高生产率。

目前液氮速冻主要有喷淋冻结、浸渍冻结和冷空气冻结三种方式，其中又以喷淋冻结应用最为广泛。

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。

如日本将经液氮冻结后的海藻、甲壳素、蔬菜、调味品等，投入粉碎机粉碎，可使成品微细粒度高达100μm以下，且基本保持原有营养价值。