Il existe plusieurs façons de séparer l'azote et l'oxygène. La première consiste à refroidir le mélange à -200 degrés Celsius et à séparer les gaz à l'aide d'un processus appelé distillation fractionnée. Alternativement, les gaz peuvent être refroidis à -182,95 C, le point de liquéfaction de l'oxygène. A cette température, l'oxygène du mélange se liquéfie, tandis que l'azote reste sous sa forme gazeuse, car l'azote se liquéfie à -196 C.
L'oxygène et l'azote sont les deux gaz les plus abondants dans l'atmosphère et constituent respectivement 21 % et 78 % de l'atmosphère. Les deux gaz ont des utilisations importantes dans l'industrie et la médecine. Pour produire soit par distillation fractionnée, il faut d'abord séparer les autres gaz traces de l'air en le filtrant pour dépoussiérer avant de le refroidir par étapes jusqu'à ce qu'il atteigne -200 C.
La vapeur d'eau se condense en premier et peut être éliminée à l'aide de filtres absorbants. Le dioxyde de carbone gèle à -79 C et est éliminé. L'oxygène se liquéfie à -183 C, tandis que l'azote se liquéfie à -196 C. Le mélange liquide est ensuite passé au fond d'une colonne de fractionnement. L'azote liquide bout d'abord, monte au sommet de la colonne et est évacué pour le stockage, tandis que l'oxygène se dépose au fond.
Une autre méthode consiste à forcer l'air à travers des membranes polymères en forme de tubes creux fins comme des cheveux. L'oxygène traverse ces membranes plus rapidement que l'azote. L'air entrant dans ces tubes devient progressivement plus pauvre en oxygène et plus riche en azote.
