Kryogene Lagerung: Wie wird unter -150 °C gelagert?

Die kryogene Lagerung spielt eine entscheidende Rolle in Bereichen wie der Biotechnologie, der Medizin und der Lebensmittelindustrie, wo Produkte mit strengen Anforderungen an die Aufbewahrung gehandhabt werden. Die Lagerung dieser Artikel erfordert eine spezielle Infrastruktur und technologische Systeme, die jederzeit stabile Temperaturbedingungen sowie Sicherheit und Rückverfolgbarkeit gewährleisten.

In diesem Artikel erklären wir, wie Kryolager funktionieren, welche Art von Ausrüstung sie erfordern und wie eine spezielle Software eine effiziente und sichere Verwaltung unter extremen Temperaturbedingungen gewährleistet.

Was ist die kryogene Lagerung?

Bei der kryogenen Lagerung werden Produkte bei extrem niedrigen Temperaturen, in der Regel unter -150 °C, aufbewahrt. Diese Technik wird häufig bei biologischen Materialien wie Zellen, Geweben, Impfstoffen oder genetischem Material angewendet, aber auch in der Industrie und Lebensmittelbranche, wo Substanzen unter stabilen Temperaturbedingungen gelagert werden müssen, um Veränderungen oder Qualitätsverluste zu vermeiden. In der Medizinbranche wird dies auch als kryogene Konservierung bezeichnet.

Ein Kryolager ist ein Raum, in dem sich spezielle Gefrierschränke, Kryotanks oder Flüssigstickstoffbehälter befinden, in denen Produkte unter kontrollierten Extremkältebedingungen gelagert werden. Diese Anlagen werden überwacht, um eine einwandfreie Unversehrtheit des Produkts zu gewährleisten.

Die kryogene Lagerung gewinnt auch in Branchen wie der Energiewirtschaft mit der Verbreitung von kryogenen Wasserstofftanks an Bedeutung, die eine wesentlich stärkere Kühlung für die Speicherung sauberer Energie in flüssiger Form erfordern.

Was sind Kryotanks?

Kryotanks dienen zur Lagerung von Flüssigkeiten bei sehr niedrigen Temperaturen, wie beispielsweise Sauerstoff, Stickstoff oder Wasserstoff in flüssigem Zustand. Sie werden aus Materialien mit hoher Temperaturbeständigkeit hergestellt und verfügen in der Regel über eine Vakuumisolierung, das Kälteverluste minimiert.

Diese Behälter sind in Kryolagern unerlässlich, da sie die für die Kühlung von Produkten erforderlichen Flüssigkeiten sicher und effizient aufbewahren. Ihre Wartung und Handhabung muss strengen Sicherheits- und Rückverfolgbarkeitsprotokollen entsprechen.

In einigen Fällen wird zur Gewährleistung der strukturellen Integrität dieser Behälter die Reibrührschweißtechnik, auch bekannt als Friction Stir Welding (FSW), angewendet. Diese solide Verbindungstechnik verbessert die mechanische Festigkeit des Behälters, was in kryogenen Lagerumgebungen mit großen Temperaturunterschieden von entscheidender Bedeutung ist.

Arten der kryogenen Lagerung

Wie werden Produkte bei kryogenen Temperaturen gelagert? Es gibt verschiedene Methoden, die sich je nach Art und spezifischen Anforderungen der jeweiligen Anwendung unterscheiden:

• Stationäre Tanks. Das sind große feste Tanks, die für die kontinuierliche Lagerung von kryogenen Flüssigkeiten in Industrieanlagen, Produktionsstätten oder Logistikzentren verwendet werden.
• Tragbare Behälter. Sie sind für den sicheren Transport kleiner Mengen kryogener Materialien vorgesehen, insbesondere in medizinischen, Labor- oder Forschungsanwendungen.
• Lagerung in flüssiger oder gasförmiger Phase. Die Produkte können je nach ihrer Temperaturempfindlichkeit in kryogener Flüssigkeit getaucht oder ihrer kalten Gasatmosphäre ausgesetzt werden.

Die Handhabung muss in jedem Fall mit automatischen Systemen oder geeigneten Schutzvorrichtungen erfolgen. Der direkte menschliche Kontakt muss dabei auf ein Minimum reduziert werden, um Risiken zu vermeiden und die Unversehrtheit des Produkts zu gewährleisten.

Vorteile der kryogenen Lagerung

Zu den wichtigsten Vorteilen der kryogenen Lagerung gehören folgende:

• Langfristige Konservierung. Dadurch können Zellen, Gewebe, Eizellen, Sperma, Embryonen, Arzneimittel und bestimmte Lebensmittel konserviert werden, ohne dass sie ihre funktionellen Eigenschaften oder ihre Lebensfähigkeit verlieren.
• Molekulare Stabilität. Niedrige Temperaturen stoppen biochemische Reaktionen und die Vermehrung von Mikroorganismen und sorgen so für die Unversehrtheit des gelagerten Materials.
• Platzoptimierung. Mit kryogenen Systemen lassen sich große Mengen auf kleinem Raum lagern.
• Energieeffizienz. Im Gegensatz zu mechanischen Gefrierschränken halten gut isolierte Kryotanks die Temperatur ohne ständigen Energiebedarf aufrecht.
• Sicherheit. Die aktuellen Systeme verfügen über Überwachungs- und Alarmsysteme, die die Lagerbedingungen in Echtzeit kontrollieren.

Dank dieser Eigenschaften ist die kryogene Lagerung eine zuverlässige und effiziente Lösung für die Konservierung hochwertiger Materialien.

Digitale Verwaltung eines Kryolagers

Aufgrund der Komplexität der kryogenen Lagerung ist ein digitales Verwaltungsystem für eine umfassende Überwachung der Vorgänge unerlässlich. Rückverfolgbarkeit, präzise Temperaturkontrolle und Datenerfassung in Echtzeit sind wichtige Faktoren, um die Produktqualität zu gewährleisten und die Vorschriften in Bezug auf Gesundheit und Biosicherheit einzuhalten.

Das von Mecalux entwickelte Lagerverwaltungssystem Easy WMS bietet eine moderne Lösung für diese Art von Anlagen. Durch die Integration von Sensoren, die Automatisierung von Aufgaben und die strenge Kontrolle jeder einzelnen gelagerten Einheit sorgt Easy WMS dafür, dass alle Arten von Produkten ihre Eigenschaften vom Ursprungsort bis zum endgültigen Bestimmungsort behalten.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die kryogene Lagerung in anspruchsvollen Branchen von entscheidender Bedeutung ist, da sie zur Konservierung empfindlicher Produkte beiträgt. Werden diese Technologien mit einem Lagerverwaltungssystem wie Easy WMS kombiniert, werden die Sicherheit und Rückverfolgbarkeit unter diesen extremen Bedingungen zusätzlich verbessert.