Nitrogen banyak memiliki kegunaan dalam industri. Biasanya, nitrogen disimpan selain dalam fasa gas, juga disimpan dalam bentuk cair (liquid nitrogen), karena alasan biaya.
Nitrogen cair disimpan dalam sebuah bejana atau tanki khusus yang didesain khusus pula.
Nitrogen pertama kali diubah menjadi fasa cair oleh dua orang fisikawan asal Polandia, yaitu Zygmunt Wroblewski dan Karcel Olszewski pada tanggal 15 April 1883.
Beberapa Sifat Penting Nitrogen Cair
Sebelum membahas tentang aspek-aspek lain yang terkait dengan nitrogen cair, akan kita bahas terlebih dahulu beberapa sifat atau karakteristik nitrogen cair.
Tujuannya adalah agar kita waspada dan hati-hati, serta mempersiapkan segala sesuatunya sebelum melakukan penanganannya.
Nitrogen cair adalah gas nitrogen yang dimampatkan, yang dihasilkan melalui proses distilasi fraksional udara cair.
Ia termasuk ke dalam kelompok cryogenic liquid.
Dari sisi bahaya, nitrogen cair dikategorikan sebagai B3, dengan United Nations Number atau UN Number 1977.
Karakteristik yang paling menonjol dari nitrogen cair adalah suhunya yang sangat rendah.
Lalu, berapa suhu nitrogen cair itu?
Berhati-hatilah. Karena suhunya mencapai -196oC pada tekanan atmosperik. Suhu yang sangat-sangat rendah!
Dari sisi penampakan, nitrogen cair tidak berwarna dan tidak berbau. Ia merupakan bahan yang tidak mudah terbakar serta termasuk ke dalam kelompok inert gas.
Akan tetapi apabila nitrogen cair berubah wujud menjadi gas, maka ia akan dapat menyebabkan kekurangan oksigen atau aspyxation.
Jika kondisi seperti ini terjadi, maka akan sangat berbahaya, karena dapat menyebabkan kematian.
Rumus Kimia Nitrogen Cair dan Nama Lainnya
Rumus kimia nitrogen cair tetap sama dengan rumus kimia gas nitrogen, yaitu N2.
Namun, untuk membedakannya dari gas nitrogen, maka nitrogen cair diberikan nama lain, yaitu LN2, LN atau LIN.
Proses Produksi
Pada skala industri, nitrogen cair diproduksi melalui sebuah unit cryogenic air distillation.
Proses produksi nitrogen cair dengan cryogenic air distillation terdiri dari beberapa tahapan proses, yaitu:
- Kompresi udara
- Pemurnian udara
- Pendinginan
- Distilasi
- Pemanasan
- Kompresi produk
Pertama-tama, udara dikompresi oleh sebuah kompresor multitahap. Lalu didinginkan sampai mendekati suhu lingkungan.
Pada tahap kedua, produk-produk samping yang tidak diinginkan seperti air, karbon dioksida (CO2). hidrokarbon, karbon monoksida (CO), oksida nitrogen dan senyawa belerang dipisahkan dari produk utama yaitu oksigen dan nitrogen.
Udara yang telah dimurnikan lalu didinginkan sampai mendekati due pointnya menggunakan sebuah heat exchanger.
Selanjutnya, udara murni tersebut dipisahkan menjadi komponen-komponennya di dalam sebuah kolom distilasi menjadi oksigen, argon dan nitrogen.
Produk oksigen, argon dan nitrogen yang keluar dari kolom distilasi selanjutnya dipertukarkan panasnya dengan udara yang masuk ke dalam heat exchanger.
Dan pada tahap terakhir, nitrogen yang telah dimurnikan dikompresi menjadi fasa cair untuk disimpan dalam tanki nitrogen cair.
Mesin Nitrogen Cair
Selain dengan menggunakan cryogenic air distillation process, nitrogen cair juga dapat diproduksi dengan menggunakan teknologi membran dan teknologi Pressure Swing Adsorption (PSA).
Biasanya, teknologi proses pembuatan nitrogen cair tersebut telah disediakan dalam bentuk mesin nitrogen cair atau sering disebut juga dengan nitrogen generator.
Untuk lebih jelasnya, silahkan disimak video PSA process berikut ini:
Cara Aman Penanganan Nitrogen Cair (Safe Handling)
Dengan suhu yang begitu rendah, nitrogen cair dapat menyebabkan kulit luka.
Selain karena faktor suhu yang begitu rendah, nitrogen juga memiliki nilai ekspansi dari cair ke gas sebesar 1:696.
Artinya, 1 liter nitrogen cair akan berubah menjadi 696 liter gas nitrogen. Jika nitrogen cair disimpan dalam sebuah wadah tertutup, maka akan terjadi ledakan atau explosion karena over pressure.
Maka, agar tetap aman, ikuti tips berikut ini untuk penanganan nitrogen cair:
- Nitrogen cair harus disimpan di dalam sebuah tanki khusus yang memiliki sistem insulasi yang kedap udara atau vakum. Seperti ini contohnya.
- Tanki tempat penyimpanan nitrogen cair harus dilengkapi dengan instrumentasi untuk pengendalian tekanan seperti safety valve.
- Selalu gunakan alat pelindung diri yang sesuai ketika menangani nitrogen cair seperti safety glass, face shield dan cryogenic glove.
- Jangan pernah menggunakan nitrogen cair dalam sebuah ruang tanpa sistem ventilasi atau dengan ventilasi minim. Berbahaya, karena berpotensi terjadinya udara yang kekurangan oksigen.
- Sisa nitrogen cair tidak boleh dibuang ke lantai ruangan karena akan menyebabkan resiko yang sama, yaitu aspyxation.
- Hanya gunakan wadah yang dirancang untuk menyimpan nitrogen cair.
- Jangan isi tanki atau wadah (container) melebihi 80% agar tidak terjadi tumpahan dan tekanan berlebih.
- Jika menggunakan nitrogen cair dalam silinder gas, baca label terlebih dahulu. Ikuti instruksi pada label. Simpan silinder gas dengan aman
- Lakukan penangan dengan hati-hati, jangan ceroboh.
- Lakukan inspeksi berkala pada tanki nitrogen cair, termasuk pada alat pressure control dan safety device seperti safety valve. Pastikan semuanya dalam keadaan baik dan laik operasi.
- Jangan pernah membawa nitrogen cair ketika anda di dalam lift. Sangat berbahaya jika terjadi tumpahan atau kebocoran.
- Area tempat penyimpanan tanki nitrogen cair adalah area terbatas. Hanya yang berwenang saja yang diperbolehkan masuk.
- Jangan lupa lengkapi area tempat penyimpanan dengan tanda bahaya yang sesuai.
