Un congelador de temperatura ultrabaja (ULT) es un refrigerador que almacena el contenido entre -40 y -86 ° C (-40 a -123 ° F). [1] Un congelador de temperatura ultrabaja se denomina comúnmente "congelador de menos 80" o "congelador de 80 negativo", en referencia al estándar de temperatura más común. [2] Los ultracongeladores vienen en formatos de congelador vertical y horizontal.
Solicitud
En contraste con el almacenamiento de muestras a corto plazo de +4 a −20 ° C (39 a −4 ° F) mediante el uso de refrigeradores o congeladores estándar , muchos laboratorios de biología molecular o ciencias biológicas necesitan criopreservación a largo plazo (incluida la " cadena de frío " y / o infraestructuras de " cadena más fría ") para muestras biológicas como ADN , ARN , proteínas , extractos celulares o reactivos. Para reducir el riesgo de daños en las muestras, estos tipos de muestras necesitan temperaturas extremadamente bajas de −80 a −86 ° C (−112 a −123 ° F). Las células de mamíferos a menudo se almacenan en dewars que contienen nitrógeno líquido a -196 ° C (-320,8 ° F). [3] [ Verificación fallida ] Los congeladores horizontales criogénicos pueden alcanzar temperaturas de hasta −150 ° C (−238 ° F) y pueden incluir una reserva de nitrógeno líquido.
Las muestras biológicas en congeladores ULT a menudo se almacenan en tubos de polímero y microtubos, generalmente dentro de cajas de almacenamiento que generalmente están hechas de cartón, plásticos de polímero u otros materiales. Los microtubos se colocan en cajas de almacenamiento que contienen una rejilla de divisores que normalmente permiten almacenar 64, 81 o 100 tubos. Los congeladores ULT estándar pueden almacenar aproximadamente de 350 a 450 cajas de microtubos. [4]
Además de las aplicaciones de las ciencias de la vida, la industria de la pesca del atún también requiere el uso de ultracongeladores.
Los ultracongeladores suelen estar equipados con sistemas de alarma que alertarán de forma remota a las partes designadas en caso de una falla del congelador.
Tire hacia abajo el tiempo
El tiempo de bajada se define como el tiempo necesario para enfriar el ultracongelador desde la temperatura ambiente hasta la temperatura seleccionada de −80 a −86 ° C (−112 a −123 ° F). El tiempo depende en gran medida del tipo de aislamiento, la eficiencia del sistema del compresor y los estantes metálicos instalados dentro del congelador. A principios del siglo XXI, los ultracongeladores podían enfriarse en 3 a 5 horas. El tiempo de calentamiento es típicamente de 1/8 ° C por minuto. https://www.caliham.co.th/gms-ultra-low-temperature-freezer#20 . Falta o vacío |title=
( ayuda ) Consultado en abril de 2021
Consumo de energía
Debido a la baja temperatura, el ultracongelador consume grandes cantidades de energía eléctrica [5] y, por lo tanto, su funcionamiento es caro. En 2010, la Universidad de Stanford tenía más de 2,000 congeladores ULT, que usaban aproximadamente 40 mil millones de BTU de energía y le costaban a la universidad $ 5.6 millones al año. Los congeladores ULT más nuevos consumen menos energía. [6]
En los últimos años, algunos científicos han comenzado a sugerir que los laboratorios establezcan los congeladores a –70 ° C en lugar de –80 ° C para conservar energía y disminuir el desgaste del compresor del congelador. [7] [8]
Dependiendo del volumen del congelador, la frecuencia de apertura de los usuarios, así como el número de muestras, el consumo de energía comienza desde aprox. 11 kWh / día y más. Para reducir el consumo de energía, el aislamiento debe ser lo más eficiente posible. Las puertas interiores adicionales reducen la pérdida de temperatura al abrir la puerta principal. La formación de hielo dentro del ultracongelador debe reducirse al mínimo. Los ultracongeladores modernos emplean accionamientos de velocidad variable tanto para los compresores como para los ventiladores. Esto ha reducido el consumo de energía en un 30% más, normalmente a 8,5 kWh / día. [ cita requerida ]
Ciclo de refrigeración
Los ultracongeladores que emplean el sistema de refrigeración en cascada (CR) utilizan hasta 20 veces la huella energética de los frigoríficos domésticos y se utilizan para refrigerar con fluidos de gases de efecto invernadero (normalmente hidrofluorocarbono R-508B ). [5] Los ultracongeladores modernos emplean mezclas de gases HC (es decir, hidrocarburos ): típicamente, etano y propano . Esto también ha mejorado su eficiencia hasta en un 30% con respecto a los congeladores convencionales con gas CFC o HFC. [ cita requerida ]
Ver también
Referencias
- ^ Gumapas, Leo Angelo M .; Simons, Glenn (2013). "Factores que afectan el rendimiento, el consumo de energía y la huella de carbono de los congeladores de temperatura ultrabaja: estudio de caso en los Institutos Nacionales de Salud". Revista mundial de ciencia, tecnología y desarrollo sostenible . 10 : 129. doi : 10.1504 / WRSTSD.2013.050786 .
- ^ "Programa de congeladores de temperatura ultrabaja | Penn Sustainability" . www.sustainability.upenn.edu . Consultado el 11 de noviembre de 2020 .
- ^ McCullough, Jeffrey (13 de noviembre de 2009). "Criopreservación a largo plazo de células humanas y de otros mamíferos a -80 ° C durante 8 años" . Transfusión . 50 (4): 808–819. doi : 10.1111 / j.1537-2995.2009.02482.x . PMID 19912586 . Consultado el 27 de febrero de 2021 .
- ^ "Cajas criogénicas y congeladoras" . Fisher Scientific . Consultado el 27 de febrero de 2021 .
- ^ a b Berchowitz, David; Kwon, Yongrak (2012). "Perfiles ambientales de congeladores de temperatura ultrabaja enfriados por Stirling y enfriados en cascada" . Sustentabilidad . 4 (11): 2838–2851. doi : 10.3390 / su4112838 .
- ^ Dickey, Gwyneth (2 de junio de 2010). "Programa de jubilación del congelador: fuera con el frío, dentro con lo nuevo" . Universidad de Stanford . Consultado el 11 de noviembre de 2020 .
- ^ "Para encontrar trucos para hacer más ecológico su laboratorio, comience con el congelador" . Noticias de Química e Ingeniería . Consultado el 11 de noviembre de 2020 .
- ^ "Almacenamiento en frío" . Laboratorios verdes: MIT . Consultado el 11 de noviembre de 2020 .