ULT 냉동고

ULT freezer
표준 직립 마이너스 80도 냉동고

초저온(ULT) 냉동고는 -40 ~ -86 °C(-40 ~ -123 °F)[1]에서 내용물을 저장하는 냉장고입니다.초저온 냉동고는 일반적으로 "마이너스 80 냉동고" 또는 "음성 80 냉동고"로 불리며 가장 일반적인 온도 기준을 [2]가리킵니다.ULT 냉동고는 직립형, 가슴형 냉동고 형태로 제공됩니다.

어플

한 과학자가 샘플을 영하 80도의 냉동고에 넣었습니다.

표준 냉장고 또는 냉동고를 사용하여 +4 ~ -20 °C(39 ~ -4 °F)에서 샘플을 단기 보관하는 것과 달리, 많은 분자 생물학 또는 생명 과학 실험실은 DNA, RNA, 단백질, 세포 추출물 또는 시약과 같은 생물학적 샘플을 위해 장기 저온 보존("냉쇄" 및/또는 "냉쇄" 인프라를 포함)이 필요하다.검체 손상 위험을 줄이기 위해 이러한 유형의 검체는 -80 ~ -86 °C(-112 ~ -123 °F)의 매우 낮은 온도가 필요합니다.포유류의 세포는 종종 -196°C(-320.8°F)[3][failed verification]의 액체 질소가 함유된 이슬라에 저장된다.저온 흉부 냉동고는 -150°C(-238°F)까지 온도를 달성할 수 있으며 액체 질소 백업을 포함할 수 있습니다.

ULT 냉동고의 생물학적 샘플은 보통 골판지, 고분자 플라스틱 또는 기타 재료로 만들어진 저장 상자 안에 고분자 튜브와 마이크로 튜브에 보관됩니다.마이크로튜브는 일반적으로 64, 81 또는 100개의 튜브를 보관할 수 있는 격자를 포함하는 보관함에 배치됩니다.표준 ULT 냉동고는 약 350에서 450개의 마이크로 튜브 박스를 [4]저장할 수 있습니다.

실험실 냉동고에 샘플 보관에 일반적으로 사용되는 상자

ULT 냉동고는 생선과 육류 [5]보존에 널리 사용되고 있습니다.참치잡이 산업은 ULT 냉동고의 [citation needed]사용을 요구한다.

ULT 냉동고는 일반적으로 냉동고 [citation needed]고장 시 지정된 당사자에게 원격으로 경고하는 경보 시스템을 갖추고 있습니다.

풀다운 시간

풀다운 시간은 ULT 냉동고를 외부 온도에서 -80 ~ -86 °C(-112 ~ -123 °F)의 선택된 온도로 냉각하는 데 필요한 시간으로 정의됩니다.시간은 단열재 유형, 압축기 시스템의 효율성 및 냉동고 내에 설치된 금속 선반에 따라 크게 달라집니다.21세기 초에 ULT 냉동고는 3시간에서 5시간 안에 식힐 수 있었다.예열 시간은 [citation needed]보통 분당 1/8°C입니다.

소비 전력

낮은 온도 때문에 ULT 냉동고는 많은 양의 전기[6] 에너지를 소비하기 때문에 작동 비용이 많이 듭니다.2010년에 스탠포드 대학교는 2,000개 이상의 ULT 냉동고를 보유하고 있었는데, 이 냉동고는 약 400억 BTU의 에너지를 사용하며 연간 560만 달러의 비용을 지출했습니다.최신 ULT 냉동고는 에너지를 [7]덜 소비합니다.

최근 몇 년 동안 일부 과학자들은 냉동고의 에너지를 절약하고 압축기의 [8][9]마모를 줄이기 위해 냉동고를 -80°C 대신 -70°C로 설정할 것을 제안하기 시작했습니다.

냉동고의 부피, 사용자의 개봉 빈도, 시료 수에 따라 에너지 소비량은 ca. 11 kWh/day 이상부터 시작합니다.에너지 소비를 줄이려면 단열재를 최대한 효율적으로 사용해야 합니다.내부 도어를 추가하면 메인 도어를 열 때 온도 손실을 줄일 수 있습니다.ULT 냉동고 내의 얼음은 최소한으로 줄여야 한다.최신 ULT 냉동고는 압축기와 팬 모두에 가변 속도 드라이브를 사용합니다.이것에 의해, 에너지 소비는,[citation needed] 한층 더 30%감소해, 통상은 8.5 kWh/일입니다.

냉동 사이클

캐스케이드 냉동(CR) 시스템을 채택한 ULT 냉동고는 가정용 냉장고의 최대 20배의 에너지 풋프린트를 사용하며 온실 가스 유체(일반적으로 하이드로플루오로카본 R-508B)[6]로 냉장하는 데 사용됩니다.현대 ULT 냉동고는 HC(즉, 탄화수소) 가스 혼합물(일반적으로 에탄과 프로판)을 사용합니다.이를 통해 기존 CFC 또는 HFC 가스 [citation needed]냉동고보다 효율이 최대 30% 향상되었습니다.

2사이클 캐스케이드 냉동 프로세스 개요도

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Gumapas, Leo Angelo M.; Simons, Glenn (2013). "Factors affecting the performance, energy consumption, and carbon footprint for ultra low temperature freezers: Case study at the National Institutes of Health". World Review of Science, Technology and Sustainable Development. 10: 129. doi:10.1504/WRSTSD.2013.050786.
  2. ^ "Ultra-Low Temperature Freezer Program Penn Sustainability". www.sustainability.upenn.edu. Retrieved 11 November 2020.
  3. ^ McCullough, Jeffrey (13 November 2009). "Long-term Cryopreservation of Human and other Mammalian Cells at −80°C for 8 Years". Transfusion. 50 (4): 808–819. doi:10.1111/j.1537-2995.2009.02482.x. PMID 19912586. S2CID 20075515. Retrieved 27 February 2021.
  4. ^ "Cryogenic and Freezer Boxes". Fisher Scientific. Retrieved 27 February 2021.
  5. ^ "Ultra-low Temperature Freezers (ULT Freezers) for Food Preservation Market 2021 Overview: Manufacturing Cost Structure Analysis, Growth Opportunities & Restraints to 2026". Fisher Scientific. Retrieved 10 September 2021.
  6. ^ a b Berchowitz, David; Kwon, Yongrak (2012). "Environmental Profiles of Stirling-Cooled and Cascade-Cooled Ultra-Low Temperature Freezers". Sustainability. 4 (11): 2838–2851. doi:10.3390/su4112838.
  7. ^ Dickey, Gwyneth (2 June 2010). "Freezer Retirement Program: Out with the cold, in with the new". Stanford University. Retrieved 11 November 2020.
  8. ^ "To find hacks for greening your lab, start with the freezer". Chemical & Engineering News. Retrieved 11 November 2020.
  9. ^ "Cold Storage". Green Labs: MIT. Retrieved 11 November 2020.