Definitioner
| Begrepp | Definition |
|---|---|
| Gas | Ämne som befinner sig ovanför sin kritiska temperatur. Fyller varje tillgängligt utrymme. |
| Ånga (vapour) | Ämne som befinner sig under sin kritiska temperatur. Kan förvätskas med tryck. |
| Kritisk temperatur | Temperatur ovanför vilken ämnet inte kan förvätskas oavsett tryck. |
| Kritiskt tryck | Tryck som krävs för att förvätska ämnet vid dess kritiska temperatur. |
| Pseudokritisk temperatur | Gäller gasblandningar (t.ex. Entonox). Temperaturen vid vilken komponenterna separeras i olika faser. |
Syrgas — tillverkning och lagring
Tillverkning
Fraktionerad destillation av flytande luft — ger >99 % ren syrgas. Alternativt används syrekoncentratorer (zeolitsystem) som adsorberar kväve och levererar 90–93 % O₂; huvudföroreningskontaminanten är argon. Koncentratorer används i hemmet, flygplan, ubåtar och fältsjukhus.
Central lagring — VIE
VIE (Vacuum Insulated Evaporator) lagrar upp till 1 500 L flytande syre vid −150 till −170 °C (under kritiska temp −119 °C) och ett tryck på ca 7 bar (SVP vid lagringstemperatur). Eftersom syret är i vätskefas fungerar VIE:n som en N₂O-cylinder — innehållet mäts genom vägning.
Back-up: cylindermanifold
Storformatscylindrar (storlek J) kopplade i serie som automatiskt växlar vid tömning. Syret levereras till pipeline i vita rörledningar vid 4 bar (400 kPa).
Anestetiska cylindrar
Storlek E-cylindrar av molybdenstål, svart kropp med vita axlar. Fyllda till 137 bar (~2 000 psi, historisk enhet). Trycket är proportionellt mot kvarvarande innehåll — manometern ger tillförlitlig avläsning.
Beräkning av tillgänglig O₂-volym
Syrgas i cylindern är i gasfas och följer idealgaslagen (P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂). Vid konstant temperatur:
P₁ × V₁ = P₂ × V₂ → 13 800 × 10 = 100 × V₂ → V₂ = 1 380 L
10 L kvarstår alltid i cylindern → 1 370 L O₂ tillgängligt
Lustgas — tillverkning och lagring
Tillverkning
N₂O framställs genom termisk nedbrytning av ammoniumnitrat (NH₄NO₃).
Lagring i cylinder
N₂O:s kritiska temperatur är +36,5 °C — vid rumstemperatur lagras det som vätska med ånga ovanför i blå molybdenstålcylindrar. Gauge-trycket är SVP (ångtrycket) och varierar med temperatur, typiskt 44–54 bar.
Filling ratio
Filling ratio = massan N₂O som cylindern fylls med / massan vatten som ryms i samma volym. Vätskor är mindre kompressibla än gaser — om cylindern värms över kritisk temperatur förgasas allt och trycket stiger farligt.
| Klimat | Filling ratio |
|---|---|
| Tempererat | 0,75 |
| Tropiskt | 0,67 (lägre fyllning p.g.a. högre omgivningstemp) |
Beräkning av tillgänglig N₂O-volym
Idealgaslagen kan inte användas (vätskefas). Istället: väg cylindern och använd Avogadros hypotes:
Entonox och Poynting-effekten
Entonox = 50 % O₂ + 50 % N₂O, lagrat vid 137 bar i gasfas. Den pseudokritiska temperaturen är ca −5,5 °C.
Poynting-effekten
Vid höga tryck "tvingar" syrgas lustgasen att förbli i gasfas — därför kan Entonox vara gas vid 137 bar trots att ren N₂O vid samma tryck och temperatur skulle vara vätska.
Cylindertyper — färg, tryck och fas
| Gas | Fas | Färg (kropp/axel) | Tryck (bar) | Kritisk temp (°C) |
|---|---|---|---|---|
| Syrgas | Gas | Svart / Vit | 137 | −119 |
| Lustgas | Ånga (vätska) | Blå / Blå | 52 | +36,5 |
| Luft | Gas | Svart / Svart-Vit | 137 | −141 |
| Koldioxid | Ånga (vätska) | Grå / Grå | 50 | +31 |
| Entonox | Gasblandning | Blå / Blå-Vit | 137 | −5,5 (pseudo) |
| Heliox | Gas | Brun / Brun-Vit | 137 | — |
Säkerhetssystem
Pin Index Safety System (PISS)
Små cylindrar (storlek E) som ansluts till gasmaskinens yok. Varje gas har unika stifthålspositioner — förhindrar anslutning av fel cylinder.
NIST (Non-Interchangeable Screw Thread)
Gasunika skruvkopplingar för pipeline-anslutningar. Syrgasslang kan inte kopplas till lustgasuttag.
Bodok seal
Neopren-ring förstärkt med metall som placeras mellan cylinderventil och yok för att säkerställa gasstätning. Kritisk komponent — utan Bodok seal läcker gas vid anslutning.
Syre-failsafe (pressure sensor shut-off)
Om syrgasförsörjningen sviktar stängs N₂O-flödet av automatiskt för att förhindra hypoxisk blandning.
Hypoxic guard
Mekaniskt eller elektroniskt system (t.ex. Link-25) som säkerställer att gasmaskinen alltid levererar ≥25 % FiO₂ — kritiskt vid samtidig N₂O-administrering.