Come si produce l'azoto liquido?

Per mezzo della separazione criogenica dell'aria. La tecnica di base è stata sviluppata all'inizio del 20° secolo e, sebbene sia stata migliorata, è ancora fondamentalmente lo stesso sistema che usiamo oggi.

Si inizia comprimendo l'aria, in enormi compressori, fino a circa cento psi. Questa compressione riscalda l'aria, quindi la facciamo passare attraverso scambiatori di calore per raffreddarla. Poi si usa un letto di materiale adsorbente per rimuovere l'acqua, l'anidride carbonica e qualsiasi altra cosa che potrebbe interferire con il processo.

Fai passare l'aria attraverso uno scambiatore di calore, poi ne lasci parzialmente decomprimere una parte in una turbina. Quando l'aria si decomprime in una turbina, si raffredda, il che significa che l'aria che stai mandando fuori è più fredda. Si fa passare attraverso l'altro lato dello scambiatore di calore, che raffredda l'aria in arrivo.

Ora, più fredda diventa l'aria in arrivo, più fredda diventa dopo aver attraversato la turbina, che permette di raffreddare ancora di più l'aria in arrivo. Alla fine, diventa così fredda che comincia a liquefarsi (cosa che accade intorno ai -300 F).

Effettivamente, l'aria in entrata cede tutto il suo calore all'aria in uscita, mantenendo l'interno molto freddo e l'esterno caldo.

Ora, una volta che si ha aria liquida all'interno, la si distilla semplicemente. Può essere strano pensare all'aria che bolle, ma è esattamente quello che fa, e l'azoto bolle più facilmente dell'ossigeno, così, quando li fai bollire ancora e ancora, ti ritrovi con azoto puro e ossigeno puro. L'azoto può essere ricondensato a quelle temperature criogeniche e, in un attimo, si ha l'azoto liquido.

Naturalmente, il processo industriale è un po' più complesso e dettagliato, ma questi sono gli elementi essenziali di come l'ossigeno e l'azoto vengono prodotti industrialmente.