Comment fonctionne un Ultrafreezer ?

Qu'est-ce qu'un congélateur Ultra ?

Le Ultra Freezer est l'un des principaux outils utilisés dans les laboratoires de recherche. Le congélateur ULT protège les échantillons biologiques en les conservant à des températures très basses.

La température de fonctionnement peut aller de -45 °C à -89 °C. Plusieurs caractéristiques font d'un congélateur ultra bas une solution extrêmement fiable pour la recherche en laboratoire.

Résumons-les ci-dessous, grâce à nos 50 ans d'expérience dans le domaine et à notre collaboration avec certains de les chercheurs de laboratoire les plus importants à travers le monde.

Orientations

Deux versions sont généralement disponibles : congélateur vertical ou congélateur coffre avec accès par la partie supérieure. La plus courante est la version verticale, car les laboratoires cherchent de plus en plus à gagner de la place pour faciliter leurs déplacements.

Volumes

Le volume de stockage interne du congélateur basse température peut commencer à partir d'une capacité interne de 200 litres jusqu'à une capacité maximale de 800 litres. Certains fabricants, dont FDM, peuvent fournir des volumes personnalisés sur demande.

Structure

Le congélateur Ultra comporte des étagères à l'intérieur où sont placés les échantillons de recherche. Chaque étagère est fermée par une porte intérieure afin de maintenir la température la plus uniforme possible sur les étagères où aucun échantillon n'est prélevé ou placé.

Isolation

L'isolation est une partie essentielle du congélateur Ultra. Cette isolation en polyuréthane est exempte de substances polluantes et est conçue pour conserver le froid stocké à l'intérieur de l'armoire, entre les parois extérieures et intérieures. Le coefficient haut d'isolation maintient la température stable à l'intérieur de l'armoire pendant des heures.

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joint

Le joint d'étanchéité est positionné tout le long du périmètre du congélateur. Il scelle l'armoire du congélateur lorsque la porte d'accès est fermée. Les plus efficaces sont les joints à quatre étapes en silicone, qui garantissent une stabilité de température encore plus grande.

Porte d'acces

La porte d'accès principale également isolée avec du polyuréthane, garantit de garder le froid, étant bloqué par une fermeture externe généralement munie d'une clé de sécurité.

Roulettes

Les congélateurs plus pratiques sont équipés de roulettes pivotantes en partie basse, pour faciliter les déplacements à l'intérieur du laboratoire.

Contrôleurs

Les meilleurs congélateurs sont équipés d'un contrôleur PLC électronique et d'un écran qui indique les paramètres de congélation. L'ensemble du système de contrôle est généralement équipé d'une batterie de secours, qui garantit que l'affichage numérique de la température fonctionne même en cas de panne de courant.

Comment fonctionne le circuit frigorifique d'un ultra congélateur ?

Les systèmes de réfrigération peuvent être un seul compresseur haute puissance hermétiquement scellé ou deux compresseurs en cascade. La solution à deux cascades, c'est deux circuits frigorifiques reliés de manière à ce que l'évaporateur de l'un refroidisse le condenseur de l'autre, facilitant la condensation du gaz comprimé dans le premier circuit.

Les condenseurs refroidis par air sont généralement utilisés dans les systèmes de réfrigération de laboratoire. Ils sont constitués de batteries tubulaires (cuivre ou cuivre-aluminium) agencées pour fournir le plus de transfert de chaleur de surface possible. Dans les Ultra congélateurs, la circulation de l'air de refroidissement est forcée par un moto-ventilateur et la détente des fluides frigorigènes est obtenue par des tubes capillaires.

L'évaporation s'effectue à travers des échangeurs de chaleur à plaques d'acier, situés à l'intérieur de la chambre, ou au moyen d'un serpentin. Dans les congélateurs coffres, l'évaporateur à serpentin en cuivre ou en cuivre-aluminium est placé le long des parois et en bas, tandis que dans les congélateurs verticaux, il court le long des parois et en haut. Le serpentin dans l'armoire élimine le problème d'efficacité dans l'échange de chaleur des congélateurs avec le serpentin dans la cavité d'isolation.

Fluides frigorigènes utilisés dans les congélateurs ULT

Les fluides frigorigènes sont choisis parmi des composés chimiques gazeux facilement liquéfiables et caractérisés par certaines propriétés telles qu'une température critique élevée et une pression critique faible, un risque et une toxicité limités. 

Ils sont indiqués par la lettre R suivie d'un nombre qui fait référence aux atomes de la molécule.

Ogni impianto refrigerante deve essere ermeticamente sigillato e contenere gas refrigeranti ecologici di tipo HFC esenti da CFC e HCFC, atossici non esplosivi e non infiammabili. 

Les fluides frigorigènes les plus efficaces et les plus respectueux de l'environnement utilisés dans les ultra-congélateurs sont généralement le R170, le R23 et le R290.

Avec le Règlement européen UE 517/2014, les fabricants de congélateurs Ultra doivent suivre la directive pour permettre son utilisation même après 2030. Ils doivent donc utiliser des réfrigérants verts :

R717 (ammoniaque)

R744 (dioxyde de carbone)

R170 (éthane)

R290 (CARE 40) Propane

R600a (CARE 10) Isobutane

R1150 (Éthylène)

R1270 (CARE 45) Propylène

R449A (HFO zéotropique)

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Quels accessoires un Ultra Freezer peut-il avoir ?

Les accessoires généralement fournis comprennent : 

un système d'urgence CO2 et/ou LN2 (tous deux avec alimentation, sonde et batterie indépendantes).

Pour suivre la température ambiante, les congélateurs sont équipés en option d'un enregistreur de température hebdomadaire, qui a presque entièrement été remplacé par des enregistreurs numériques.

Conformément aux normes internationales en vigueur, l'enregistreur est obligatoire pour les congélateurs à -45° C et -86° C pour le stockage du plasma sanguin.

D'autres accessoires incluent : divers types de conteneurs en acier, tiroirs et racks pour le stockage de cryoboîtes, microplaques, plasma sanguin et tubes à essai conçus pour le stockage à basse et très basse température.

La manipulation de marchandises à l'intérieur des ultra-congélateurs nécessite le port d'un casque de protection adapté, de gants en cuir pour protéger vos mains, d'une combinaison et d'une blouse.