مقالات تخصصی

BY: admin

تجهیزات کرایوژنیک

تجهیزات کرایوژنیک برای نگهداری نیتروژن مایع (LN2) به منظور انجماد کنترل‌ شده و ذخیره‌ سازی در دماهای پایین نمونه‌ های زیستی، ژنومی و تشخیصی استفاده می‌ شود. این تجهیزات ممکن است در دماهای بسیار پایین کار کنند و یا به حمل و نقل مایعات فوق سرد یا محصولات فساد پذیر و غیر قابل تحمل به گرما کمک کنند. همچنین، تجهیزات ایمنی برای ذخیره‌ سازی و حمل و نقل نمونه ‌ها در LN2 نیز موجود است که شامل لوله ‌ها و جعبه‌ ها برای ذخیره‌ سازی نمونه ‌ها، تجهیزات برای خرد کردن نمونه‌ های منجمد و ظروف برای حمل و نقل و نگهداری خود LN2 می‌ باشد. ظرفیت دستگاه ‌های ذخیره‌ سازی LN2 از ۱ لیتر تا نزدیک به ۲۰۰ لیتر متغیر است. این دستگاه ‌ها همچنین ممکن است بر اساس تعداد نمونه‌ هایی که می‌ توانند نگهداری کنند، دسته‌ بندی شوند.

تجهیزات کرایوژنیک همچنین شامل فریزرهای دمای بسیار پایین (ULT)، فریزرها و یخچال‌ ها می ‌باشد. تقسیم ‌بندی عمومی بین تبرید و کرایوژنیک در دمای -۱۸۰°C (-292°F) انجام می‌ شود.

انواع مختلف تجهیزات کرایوژنیک

  • فلاسک‌ های دوار و ظروف LN2: این تجهیزات دو جداره با خلاء بالا بین دیواره ‌ها هستند که از انتقال گرما به محتویات جلوگیری می ‌کنند. معمولاً به عنوان تانک‌ های نگهداری LN2 و سایر مایعات کرایوژنیک استفاده می ‌شوند.
  • ظروف انتقال کوچک تر: این ظروف، مقدار کمی LN2 را در ظروف قابل حمل و با تلفات کم نگهداری و توزیع می‌ کنند و اغلب برای توزیع به ظروف کرایوژنیک دیگر استفاده می‌ شوند.
  • تانک‌ های تأمین LN2: این تانک‌ ها به‌طور ایمن گازهای صنعتی کرایوژنیک را حمل می‌ کنند و به گونه ‌ای طراحی شده ‌اند که هم بادوام و هم کاربر پسند باشند.
  • سیستم‌ های ذخیره‌ سازی دوگانه: این سیستم‌ ها برای ذخیره و حمل نمونه‌ ها طراحی شده ‌اند و دارای ظروف حمل و نقل با پوسته سخت هستند.
  • سیستم‌ های ذخیره‌ سازی نمونه کرایوژنیک تخصصی: این سیستم ‌ها فضای ارزشمند آزمایشگاهی را افزایش می ‌دهند و برای ذخیره‌ سازی در فاز مایع و بخار طراحی شده ‌اند. ویژگی ‌هایی مانند نظارت خودکار بر دما و کنترل سطح LN2 مبتنی بر میکروپروسسور را دارند.
  • ویال‌ ها، قفسه‌ ها، سیستم ‌های جعبه ‌ای و قلاب ‌های ذخیره‌ سازی: این تجهیزات به صورت اقتصادی نمونه ‌ها را ذخیره کرده و بازیابی نمونه‌ های کرایوژنیک را ساده می ‌کنند. همچنین محصولات بارکد دو بعدی برای کدگذاری لوله‌ های منفرد یا قفسه ‌های میکروپلیت کامل موجود است که به شناسایی نمونه‌ ها کمک می ‌کند.
  • سیستم ‌های خنک ‌کننده روی میز: این سیستم‌ ها برای خنک ‌سازی یا انجماد نمونه ‌ها به منظور کاهش تعداد چرخه‌ های انجماد/ذوب هنگام کار با نمونه ‌ها استفاده می ‌شوند

کرایوژنیک چیست

کرایوژنیک به شاخه ‌ای از علم و فناوری اشاره دارد که به مطالعه و استفاده از دماهای بسیار پایین (معمولاً زیر -۱۵۰ درجه سانتی‌ گراد یا -۲۳۸ درجه فارنهایت) می ‌پردازد. این علم در بسیاری از صنایع، از جمله پزشکی، حمل و نقل، صنایع غذایی، الکترونیک، متالورژی و انرژی سبز، کاربرد دارد. کرایوژنیک برای نگهداری و حمل و نقل مواد حساس به دما، مانند نمونه‌ های زیستی و گازهای مایع، استفاده می‌ شود و همچنین نقش مهمی در فرآیندهای پیشرفته مانند انجماد سریع، ذخیره‌ سازی انرژی و تکنولوژی ‌های مربوط به سوخت‌ های پاک ایفا می‌ کند. مخزن کرایوژنیک، مانند تانک‌ های ذخیره نیتروژن مایع و فریزرهای دمای بسیار پایین، به حفظ ایمنی و کارایی در این فرآیندها کمک می ‌کنند.

تجهیزات کرایوژنیک در چه صنایعی استفده می شود؟

تجهیزات کرایوژنیک به دسته ‌ای تخصصی از ماشین ‌آلات اشاره دارد که برای کار در محیط‌ هایی با دمای بسیار پایین (معمولاً دمایی کمتر از -۱۵۰ درجه سانتی ‌گراد یا -۲۳۸ درجه فارنهایت) طراحی شده ‌اند. تجهیزات کرایوژنیک در صنایع مختلفی که نیاز به دماهای بسیار سرد دارند، استفاده می‌ شوند. این صنایع شامل موارد زیر می ‌شوند:

صنعت پزشکی

در صنعت پزشکی، سیستم‌ های اکسیژن مایع به دلیل اهمیت در حفظ و نگهداری نمونه‌ های زیستی و نیازهای جراحی کرایو استفاده می ‌شوند.

حمل و نقل

در بخش حمل و نقل، شامل صنعت خودرو، هوا فضا و سفرهای فضایی، استفاده از هیدروژن مایع به عنوان جایگزینی برای سوخت ‌های فسیلی در حال افزایش است.

صنعت غذا

در صنعت غذا، تجهیزات کرایوژنیک برای خنک‌ سازی و انجماد محصولات غذایی استفاده می ‌شوند. همچنین تکنیک ‌هایی مانند بسته ‌بندی با اتمسفر اصلاح شده (MAP) اهمیت بیشتری پیدا کرده ‌اند.

الکترونیک

در صنعت الکترونیک، دماهای بسیار پایین برای فرآیندهای تولید و نگهداری تجهیزات پیشرفته استفاده می ‌شوند.

متالورژی

در متالورژی، از تجهیزات کرایوژنیک برای پردازش و تقویت فلزات در دماهای پایین استفاده می ‌شود.

انرژی سبز

در حوزه انرژی سبز، تجهیزات کرایوژنیک از تولید و حمل و نقل گاز طبیعی مایع (LNG) گرفته تا ذخیره‌ سازی انرژی کرایوژنیک و ذخیره‌ سازی هیدروژن کرایوژنیک، حمایت می ‌کنند و به انتقال به منابع انرژی پایدارتر کمک می ‌کنند. به طور کلی، تجهیزات کرایوژنیک نقش مهمی در افزایش کارایی و ایمنی در این صنایع دارند و به پیشرفت تکنولوژی ‌ها و فرآیندهای مختلف کمک می ‌کنند.

برخی تجهیزات کرایوژنیک

تجهیزات کرایوژنیک شامل دستگاه‌ ها و سیستم‌ هایی هستند که برای کار در دماهای بسیار پایین طراحی شده ‌اند. از جمله این تجهیزات می‌ توان به مخازن ذخیره‌ سازی کرایوژنیک اشاره کرد که برای نگهداری و حمل مایعات کرایوژنیک مانند نیتروژن مایع استفاده می‌ شوند. لوله‌ کشی کرایوژنیک برای انتقال مواد کرایوژنیک به کار می‌رود و شامل سیستم‌ های پیچیده‌ای مانند لوله‌ کشی جاکت‌ دار است. شیرآلات کرایوژنیک برای کنترل جریان مایعات و گازهای کرایوژنیک طراحی شده ‌اند. در ادامه به برخی از تجهیزات کرایوژنیک اشاره کرده و برای هرکدام توضیحی مختصر ارائه می دهیم تا شما بیشتر با تجهیزات آشنا شوید.

فریزهای کرایوژنیک

فریزرهای کرایوژنیک سیستم‌ های یخ زدایی کامل و یکپارچه هستند که دارای پنل کنترل یکپارچه و چاپگرهای حرارتی می‌ باشند. این مدل ‌ها می ‌توانند به یک کامپیوتر خارجی متصل شوند تا قابلیت‌ های عملکردی آنها افزایش یابد. فریزرهای نرخ کنترل شده، با کنترل نرخ خنک ‌شدن، ایجاد بلورهای یخ در نمونه ‌ها را کاهش می‌ دهند. پروفایل‌ های چندگانه فریزر، استفاده از پروتکل ‌های سفارشی را برای انواع مختلف نمونه‌ ها فراهم می ‌کند.

تجهیزات نگهداری از نیتروژن مایع

 تجهیزات نگهداری از نیتروژن مایع برای ذخیره ‌سازی نمونه ‌های بیولوژیکی، ژنومیکی و تشخیصی در نیتروژن مایع (-۱۹۶ درجه سانتی ‌گراد تا -۲۱۰ درجه سانتی ‌گراد) استفاده می ‌شود. نمونه ‌ها به لوله‌ های کرایوژنیک منتقل شده و در جعبه‌ ها بسته‌ بندی می ‌شوند. جعبه ‌ها در رک ‌ها قرار می‌ گیرند که سپس در سیستم‌ های نگهداری کرایوژنیک ذخیره می ‌شوند.

در آسیاب‌ های کرایوژنیک آزمایشگاهی، نمونه ‌ها ریزشده در نیتروژن مایع خنک شده پودر می‌ شوند. لوله‌ ها و جعبه‌ های دارای کد دو بعدی برای پیگیری خودکار نمونه‌ ها در زمان ذخیره‌ سازی در نیتروژن مایع استفاده می‌ شوند. وسایل حمل و نقل و نگهداری از نیتروژن مایع نیز در دسترس است.

محصولات انتقال مایعات نیتروژن مایع سری Thermo Scientific™

وسایل انتقال نیتروژن مایع از سری Thermo Scientific™ Thermo Series، به طور اقتصادی و مقاوم، امکان ذخیره و تخلیه حجم کوچکی از نیتروژن مایع را فراهم می‌ کنند. این سری شش مدل دارای ظرفیت‌ های مختلف از ۵ تا ۳۲ لیتر می‌باشد و باعث سهولت در استفاده و انتقال نیتروژن مایع به مخازن دیگر می ‌شود. دیواره‌ های آلومینیومی سبک این وسایل، باعث کاهش نرخ تبخیر استاتیک می‌ شوند که از مصرف نیتروژن بیش از حد جلوگیری می‌ کند. همچنین، با توجه به انواع مدل ‌های ارائه شده، انتخاب گزینه ‌های مناسب برای نیازهای خاص هر کاربر امکان‌پذیر است.

ویژگی‌ های منحصر به فرد این سری شامل دارایی از دستگاه جدایش اختیاری، دیپرهای حجم کوچک، و کارت ‌های لوازم جانبی با چرخ است. همچنین، دیواره‌ های کوچک این سری از دستگیره‌ های کاربردی به شکل کوزه برخوردارند که برای استفاده در برنامه‌ هایی که نیاز به حجم کمی از نیتروژن مایع دارند، بسیار مناسب هستند. به کمک دستگاه‌های جدایش خودفشار، مانند مدل‌ های Thermo 10، ۲۰ و ۳۰، تخلیه آسان نیتروژن مایع بدون نیاز به ریختن ممکن می ‌شود.

ظرف‌های مایع نیتروژن Thermo Scientific Thermo-Flask

ظرف ‌های مایع نیتروژن نشسته بر روی میز Thermo Scientific Thermo-Flask، ابزاری کارآمد برای حفظ سردی مایعات هستند. این ظروف با دارا بودن مخزن‌ های داخلی از جنس بوروسیلیکات، برای ذخیره ‌سازی کریوژنیکی در شرایط روزمره بسیار مناسب می ‌باشند. با پوشش بیرونی مقاوم و ضد زنگ از استیل، ظرف ‌های Thermo-Flask از دوام بالا و عمر طولانی برخوردارند. همچنین، دارای دستگیره حمل و درپوش تهویه شده برای استفاده راحت و ایمن می ‌باشند.

با داشتن دهانه گسترده کم ‌عمق، این ظروف مناسب برای استفاده به عنوان تله‌ های سرد و توقف انجام آزمایش ‌های کریوژنیکی در آزمایشگاه هستند. طراحی کاسه‌ ای این ظروف، امکان استفاده راحت روی میز با یخ خرد شده یا یخ خشک و الکل را فراهم می ‌کند.

قیمت تجهیزات کرایوژنیک

قیمت تجهیزات کرایوژنیک معمولاً بسته به نوع و ظرفیت دستگاه، برند و کیفیت ساخت آنها متغیر است. این تجهیزات شامل انواع ظروف نگهداری مایع نیتروژن، دستگاه‌ های فریزرهای کریوژنیک، و انواع لوازم جانبی برای ذخیره‌ سازی نمونه ‌های بیولوژیکی می‌ شود. تجهیزات با کیفیت و برندهای معتبر معمولاً هزینه بیشتری دارند اما از کیفیت و عملکرد بالاتری برخوردارند. علاوه بر هزینه خرید تجهیزات، هزینه نگهداری و نگهداری نیز باید مد نظر قرار گیرد، زیرا برخی تجهیزات نیاز به تعمیر و نگهداری دوره‌ ای دارند که ممکن است هزینه‌ های اضافی را به همراه داشته باشد.

با توجه به موارد فوق و نیازهای خاص هر سازمان یا آزمایشگاه، انتخاب تجهیزات مناسب با توجه به قابلیت‌ ها و مشخصات فنی، همچنین در نظر گرفتن بودجه موجود بسیار حائز اهمیت است. معمولاً برای اطلاع از قیمت دقیق تجهیزات، بهتر است با تأمین‌کنندگان مختلف تماس بگیرید و پیشنهادات و قیمت‌ های آنها را مقایسه کنید تا بهترین گزینه را با توجه به نیازهای خود انتخاب کنید.

سخن پایانی

در پایان باید گفت که تجهیزات کرایوژنیک یکی از ابزارهای بسیار حیاتی در زمینه‌ های پزشکی، علوم زیستی، و صنایع بیوتکنولوژی می‌ باشند. این تجهیزات برای نگهداری نمونه‌ های بیولوژیکی، انجماد سلول ‌ها و بافت‌ ها، و حفظ بیومولکول ‌ها در دماهای بسیار پایین استفاده می‌ شوند. یکی از ویژگی ‌های بارز تجهیزات کرایوژنیک، قابلیت انتقال حرارت بسیار سریع به نمونه‌ ها است، که این امکان را به کاربران می ‌دهد تا نمونه‌ ها را با سرعت بالا و بدون تغییرات غیرمطلوب نگهداری کنند.

علاوه بر این، تجهیزات کرایوژنیک دارای قابلیت حفاظت و محافظت بالایی نسبت به نمونه‌ ها در برابر تغییرات دما، رطوبت، و سایر شرایط محیطی هستند. این تجهیزات به طور گسترده در ذخیره‌ سازی انواع نمونه‌ های بیولوژیکی مانند سلول‌ ها، بافت ‌ها، DNA و RNA، و سایر بیومولکول‌ ها به کار می‌روند. علاوه بر این، بسیاری از تجهیزات کرایوژنیک دارای طراحی ‌های ساده و کاربرپسندی هستند که استفاده از آنها را برای کاربران راحت و موثر می‌ سازد. در نتیجه، تجهیزات کرایوژنیک نقش بسیار مهمی در پشتیبانی از انجام تحقیقات علمی و توسعه فناوری‌ های نوین دارند.

admin

1 Comment

  1. Hoya. Mina خرداد ۱۶, ۱۴۰۳

    بسیار آموزنده

Leave a comment

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *