Critères de conception pour la technique de stockage à basse température

Modèle 3D d'une chambre de stockage cryogénique

Caractéristiques des applications cryogéniques

Aufgrund der Entwicklung eines COVID-19-Impfstoffs und seiner besonderen Anforderungen rücken transportable Tiefkühllager immer mehr in den Fokus der kommenden Distribution. Dementsprechend wird der Markt derzeit mit Lösungen überschwemmt, so dass es zunehmend schwieriger wird, ein geeignetes von einem ungeeigneten Produkt zu unterscheiden. Mit unserer Übersichtsseite schaffen wir Klarheit und zeigen die wichtigsten Merkmale, die ein Tiefkühllagerraum haben sollte.

Caractéristiques des applications cryogéniques

Ci-dessous, nous expliquons les principales caractéristiques des applications cryogéniques dans la plage de température allant de moins de 0°C à -160°C, et nous montrons le potentiel nécessaire dans les applications suivantes.

Salle des machines de l'entrepôt cryogénique
Salle des machines de l'entrepôt cryogénique

Isolation & surfaces spécifiques

Plus la surface extérieure et les différences de température entre la température ambiante et la température de stockage sont grandes, plus l'apport de chaleur est important. Une bonne isolation est donc indispensable pour le stockage cryogénique. Une possibilité consiste à augmenter l'épaisseur des parois, mais à partir d'un certain point, cela n'apporte pratiquement plus d'amélioration en termes de pourcentage et limite en outre le volume de stockage. Pour y remédier, il existe des combinaisons de mousse PU et de panneaux à vide intégrés qui permettent d'obtenir des parois de faible épaisseur avec des valeurs d'isolation élevées. La surface extérieure est largement influencée par la géométrie. Il est donc judicieux de maintenir le rapport entre le volume et la surface aussi faible que possible. Le quotient de la surface extérieure et du volume de stockage, appelé surface spécifique, est utilisé comme valeur de référence. Pour illustrer ce point, considérez plusieurs réfrigérateurs individuels par rapport à un grand espace de stockage. En règle générale, les grands appareils sont plus efficaces que les petits. Mais même si de nombreux réfrigérateurs fonctionnent de la même manière par rapport à un espace de stockage, ils diffèrent considérablement en termes de consommation d'énergie, car les réfrigérateurs individuels ont une surface spécifique beaucoup plus grande que l'espace de stockage. Cela peut représenter un facteur 10 dans la consommation d'énergie.

La nature fournit ici un exemple parfait. Si l'on considère deux espèces différentes de pingouins en fonction de leur habitat, on peut voir à quel point cette influence est drastique :

Surface spécifique à l'exemple d'un pingouin

Pingouin empereur
Pingouin empereur
  • faible surface spécifique
  • faible consommation d'énergie par volume corporel
  • vit dans l'Antarctique
  • survit à des températures allant jusqu'à -50°C environ
Pingouin à lunettes
Pingouin à lunettes
  • grande surface spécifique
  • consommation d'énergie élevée par volume corporel
  • vit en Afrique du Sud
  • a besoin de températures supérieures à 0°C pour survivre

Volume spécifique à l'exemple d'un espace de stockage

un grand local de stockage à basse température
un grand local de stockage à basse température
  • faible surface spécifique
  • faible consommation d'énergie par volume de corps par volume de stockage
  • faible apport de chaleur externe
  • efficace
  • faibles coûts d'exploitation
de nombreux petits réfrigérateurs basse température
de nombreux petits réfrigérateurs basse température
  • grande surface spécifique
  • Consommation d'énergie par volume de stockage élevée
  • apport de chaleur externe élevé
  • inefficace
  • coûts d'exploitation élevés

Réfrigération & règlements

Pour le stockage de froid profond, il est important de disposer d'une technique de réfrigération performante et efficace en conséquence. L'apport d'énergie provenant de l'environnement (transmission), la chaleur dégagée par l'installation électrique ainsi que le chargement et le déchargement entraînent un besoin de puissance correspondant. En outre, l'humidité doit être évacuée en permanence de la chambre froide.

En ce qui concerne la technique de réfrigération, il faut en outre veiller à ce qu'elle ne tombe pas sous le coup des réglementations en vigueur ou qu'elle ne soit pas réglementée par celles-ci. Cela concerne actuellement le "Global Warming Potential" (GWP), qui sera réduit à environ 500 en moyenne d'ici 2030 par le système de quotas du règlement européen sur les gaz fluorés et qui interdit déjà les réfrigérants dont le GWP est supérieur à 2500 pour les applications normales.

Caricature d'une bouteille de gaz assimilée à une voiture pouvant faire deux fois le tour de la Terre

Forte exposition à l'agent réfrigérant R23

Concrètement, cela signifie qu'un seul kilo de R23 a un potentiel de réchauffement global équivalent à la quantité de CO2 émise par une voiture qui fait deux fois le tour de la Terre.

Nous utilisons délibérément le réfrigérant naturel qu'est l'air ambiant pour le refroidissement. Vous êtes ainsi à l'abri de l'avenir et respectez l'environnement. De plus, vous n'avez pas besoin de mesures de sécurité supplémentaires comme avec d'autres réfrigérants naturels tels que l'éthane, l'ammoniac et le CO2.

Le fluide frigorigène cryogénique R23

Le fluide frigorigène à basse température R23, dont le GWP est de 14900, peut encore être utilisé en raison d'une dérogation. Cependant, cela n'est définitivement pas conseillé. Il est actuellement massivement touché par la pénurie due à la réglementation des quotas. Les nouvelles installations utilisant ce fluide frigorigène sont préoccupantes et nocives pour l'environnement. Pour rendre l'impact environnemental tangible, nous comparons l'équivalent en CO2 d'un kilo de R23 avec la distance qu'une voiture pourrait parcourir pour émettre la même quantité de CO2. Concrètement, cela signifie qu'un seul kilo de R23 a un potentiel d'effet de serre équivalent à la quantité de CO2 qu'une voiture émettrait si elle faisait deux fois le tour de la Terre. Nous utilisons délibérément le réfrigérant naturel qu'est l'air ambiant pour le refroidissement. Vous êtes ainsi à l'abri du futur et respectez l'environnement. De plus, vous n'avez pas besoin de mesures de sécurité supplémentaires comme avec d'autres réfrigérants naturels tels que l'éthane, l'ammoniac et le CO2.

Opérations de chargement et de déchargement

L'ouverture de l'accès à l'espace de stockage crée un flux d'air court et important qui amène beaucoup d'air chaud dans l'espace de refroidissement. Cela a des conséquences dramatiques, surtout pour les applications à basse température, car la différence de densité entre l'espace de stockage et l'antichambre est élevée en raison de la différence de température. Cela signifie que l'air froid tombe dans l'antichambre lorsque la porte est ouverte. Grâce à l'intégration d'un sas, zone tampon dont la température n'est régulée que par transmission et convection depuis la chambre froide, l'impact du chargement/déchargement reste faible.

Installations électriques

Dans les systèmes de refroidissement conventionnels, un évaporateur est nécessaire dans la chambre froide. Celui-ci est équipé d'un ventilateur et d'un radiateur soufflant et doit être dégivré thermiquement à intervalles réguliers. Ces deux composants et le processus de dégivrage apportent beaucoup de chaleur dans la chambre froide. De plus, aucun refroidissement actif ne peut avoir lieu pendant le dégivrage. Avec les refroidisseurs d'air froid ouverts, un évaporateur n'est plus nécessaire, ce qui élimine ces sources de chaleur et permet un refroidissement continu. La chambre de stockage à basse température est donc plus efficace avec des refroidisseurs d'air froid. En outre, toutes les installations électriques doivent être bien conçues et adaptées à la température de stockage.

Trouvez les produits adaptés à la réalisation de votre logistique de surgélation

HOF-CryoBlizzard Réfrigération centrale pour la lyophilisation

HOF-CryoBlizzard Réfrigération centrale pour la lyophilisation

Installation de réfrigération centrale pour lyophilisateurs utilisant l'air comme réfrigérant - processus stable, rendement élevé et accumulateur de charge intégré…
En savoir plus
CryoStorageCustom Stockage cryogénique -30 °C à -160 °C

CryoStorageCustom Stockage cryogénique -30 °C à -160 °C

Entrepôt cryogénique modulaire de -30 °C à -160 °C - évolutif, efficace sur le plan énergétique et avec un monitoring fiable pour un stockage sûr à long terme.
En savoir plus
Stockage haute densité entièrement automatisé

Stockage haute densité entièrement automatisé

Système de stockage haute densité entièrement automatisé à -80 °C - densité maximale d'échantillons sur une petite surface avec prélèvement robotisé et consommation…
En savoir plus
HOF-FTU Congélateur de plasma sanguin

HOF-FTU Congélateur de plasma sanguin

Congélateur de plasma sanguin compact avec technique de refroidissement intégrée - congélation rapide et uniforme avec un encombrement minimal et une grande sécurité…
En savoir plus
PharmaBlastFreeze

PharmaBlastFreeze

Blast-Freezer pour les processus de congélation rapide GMP - haute capacité de congélation sur une petite surface, résultats reproductibles et fonctionnement à faible…
En savoir plus
Refroidissement du réacteur avec la machine Mirai Intex MX

Refroidissement du réacteur avec la machine Mirai Intex MX

Refroidissement précis de réacteurs pour la chimie, la pharmacie et la biotechnologie - réglable dynamiquement, température fiable et conçu pour des températures…
En savoir plus
RefoBlast

RefoBlast

Congélateur rapide ultra-compact pour poches et flacons de plasma sanguin - contrôlé à une température centrale de -25 °C, efficace et utilisant un réfrigérant naturel.
En savoir plus
Installation de trempe Refosteel -80°C pour l'acier

Installation de trempe Refosteel -80°C pour l'acier

Durcissement cryogénique à -80 °C pour améliorer les propriétés des matériaux - précis, robuste, fiable.
En savoir plus
HOF-CryoProPhase Cryocondensation pour le traitement de l'air et le recyclage

HOF-CryoProPhase Cryocondensation pour le traitement de l'air et le recyclage

Cryocondensation pour l'épuration de l'air vicié avec récupération des solvants - réduction très efficace des COV grâce à la cryogénisation de l'air utilisé comme…
En savoir plus
CRYOCARGO110 Remorque pour basses températures -40 °C à -110 °C

CRYOCARGO110 Remorque pour basses températures -40 °C à -110 °C

Notre remorque cryogénique pour votre capacité de stockage d'urgence et le transport de marchandises de produits exigeants.
Inclus une hotline de service…
En savoir plus
BioArc Ultra - -80°C Système automatisé de conservation des échantillons

BioArc Ultra - -80°C Système automatisé de conservation des échantillons

Stockage automatisé d'échantillons à -80°C pour le biobanking - Stockage haute densité avec robotique et technique de réfrigération par cycle d'air pour une capacité…
En savoir plus
ULT 25 Conteneur mobile pour basses températures -30 °C à -110 °C

ULT 25 Conteneur mobile pour basses températures -30 °C à -110 °C

Conteneur mobile ULT de -30 °C à -110 °C - utilisation rapide pour la distribution, faible consommation d'énergie et surveillance en option pour une chaîne du froid…
En savoir plus
Couplage froid/chaud avec utilisation de la chaleur résiduelle

Couplage froid/chaud avec utilisation de la chaleur résiduelle

Utilise la chaleur résiduelle des installations frigorifiques pour les processus ou le chauffage - augmente l'efficacité globale et réduit durablement les coûts…
En savoir plus
COOLINN Chambre froide pour le corps entier -115 ° C

COOLINN Chambre froide pour le corps entier -115 ° C

Chambre froide intégrale jusqu'à -115 °C avec des réfrigérants naturels - haute homogénéité de température, fonctionnement écologique et performances fiables en…
En savoir plus

Neo Luna

En savoir plus

Trouvez les informations techniques adaptées à la logistique du surgelé

Trouver nos services

Christian Berger

Christian Berger · Directeur - Responsable processus et technologie pour l'asepsie et la stérilité

Refolution m'a aidé à vérifier techniquement la conception et le dimensionnement d'un système de refroidissement par réfrigérant naturel pour une nouvelle installation de lyophilisation.
J'ai été très satisfait de l'assistance immédiate et de la compétence de l'équipe Refolution. Merci beaucoup pour votre aide.
Cornelia Schröder
Cornelia Schröder
Assistance de direction