Ultracongeladores: ¿Cómo funcionan?

¿Qué es un ultracongelador?

El Ultra Freezer es una de las principales herramientas utilizadas en los laboratorios de investigación. El ultracongelador protege las muestras biológicas manteniéndolas a temperaturas muy bajas.

La temperatura de funcionamiento puede variar de -45 °C a -89 °C. Varias características hacen que un ultracongelador sea una solución extremadamente fiable para la investigación de laboratorio.

Resumámoslos a continuación, gracias a nuestra experiencia de 50 años en el campo y nuestra colaboración con algunos de los investigadores de laboratorio más importantes del mundo.

Orientaciones

Generalmente hay dos versiones disponibles: congelador vertical o arcón congelador con acceso desde la parte superior. La más común es la versión vertical, ya que los laboratorios buscan cada vez más ahorrar espacio para que sea más fácil moverse.

Volúmenes

El volumen de almacenamiento interno del congelador de baja temperatura puede comenzar desde una capacidad interna de 200 litros hasta una capacidad máxima de 800 litros. Algunos fabricantes, incluido FDM, pueden proporcionar volúmenes personalizados a pedido.

Estructura

El congelador Ultra tiene estantes en el interior donde se colocan las muestras de investigación. Cada estante está cerrado por una puerta interna para mantener la temperatura lo más uniforme posible en los estantes donde no se retira ni se coloca ninguna muestra.

Aislamiento

El aislamiento es una parte esencial del congelador Ultra. Este aislamiento de poliuretano está libre de sustancias contaminantes y está diseñado para mantener el frío almacenado en el interior del armario, entre las paredes exterior e interior. El coeficiente de alto aislamiento mantiene la temperatura estable en el interior del armario durante horas.

Ver todos los congeladores FDM Ultra Freezers

sello

El sello de la junta se coloca a lo largo del perímetro del gabinete del congelador. Sella el gabinete del congelador cuando la puerta de acceso está cerrada. Los más eficientes son los sellos de cuatro pasos de silicona, que garantizan una estabilidad de temperatura aún mayor.

Puerta de acceso

La puerta de acceso principal también aislada con poliuretano, garantiza mantener la frío, siendo bloqueado por un cierre externo generalmente provisto de una llave de seguridad.

Ruedas

Los congeladores más prácticos están equipados con ruedas giratorias en la parte inferior para facilitar el movimiento dentro del laboratorio.

Controladores

Los mejores congeladores están equipados con un controlador PLC electrónico y una pantalla que indica los parámetros de congelación. Todo el sistema de control generalmente está equipado con una batería de respaldo, lo que garantiza que la pantalla digital de temperatura funcione incluso en caso de cortes de energía.

¿Cómo funciona el circuito frigorífico de un ultracongelador?

Los sistemas de refrigeración pueden ser un solo compresor de alta potencia sellado herméticamente o dos compresores en cascada. La solución de dos cascadas, son dos circuitos frigoríficos conectados de forma que el evaporador de uno enfría el condensador del otro, facilitando la condensación del gas comprimido en el primer circuito.

Los condensadores enfriados por aire se utilizan generalmente en sistemas de refrigeración de laboratorio. Consisten en baterías tubulares (cobre o cobre-aluminio) dispuestas para proporcionar la mayor transferencia de calor superficial posible. En los Ultracongeladores, la circulación del aire de refrigeración es forzada por un ventilador accionado por motor y la expansión de los fluidos refrigerantes se obtiene mediante tubos capilares.

La evaporación se realiza a través de intercambiadores de calor de placas de acero, situados en el interior de la cámara, o mediante un serpentín. En los congeladores horizontales, el evaporador de serpentín de cobre o cobre-aluminio se coloca a lo largo de las paredes y el fondo, mientras que en los congeladores verticales corre a lo largo de las paredes y en la parte superior. El serpentín en el gabinete elimina el problema de eficiencia en el intercambio de calor de los congeladores con el serpentín en la cavidad de aislamiento.

Fluidos refrigerantes utilizados en los ultracongeladores

Los fluidos refrigerantes se seleccionan de compuestos químicos gaseosos que pueden licuarse fácilmente y se caracterizan por ciertas propiedades, como temperatura crítica alta y presión crítica baja, riesgo y toxicidad limitados. 

Se indican con la letra R seguida de un número que hace referencia a los átomos de la molécula.

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. 

Los fluidos refrigerantes más eficientes y respetuosos con el medio ambiente utilizados en los ultracongeladores suelen ser R170, R23 y R290.

Con el Reglamento Europeo UE 517/2014, los fabricantes de ultracongeladores deben seguir la pauta para permitir su uso incluso después de 2030. Por lo tanto, deben usar refrigerantes verdes:

R717 (amoníaco)

R744 (dióxido de carbono)

R170 (etano)

R290 (CARE 40) Propano

R600a (CARE 10) Isobutano

R1150 (Etileno)

R1270 (CARE 45) Propileno

R449A (HFO zeotrópico)

Descubra cómo FDM busca constantemente los mejores gases refrigerantes

¿Qué accesorios puede tener un Ultra Freezer?

Los accesorios generalmente suministrados incluyen: 

un sistema de emergencia de CO2 y/o LN2 (ambos con alimentación, sonda y batería independientes).

Para controlar la temperatura ambiente, los congeladores están opcionalmente equipados con un registrador de temperatura semanal graficado, que se ha reemplazado casi por completo por uno digital.

De acuerdo con los estándares internacionales actuales, el registrador es obligatorio para los congeladores a -45 °C y -86 °C para el almacenamiento de plasma sanguíneo.

Otros accesorios incluyen: diversos tipos de recipientes de acero, cajones y rejillas para el almacenamiento de cajas criogénicas, microplacas, plasma sanguíneo y tubos de ensayo diseñados para el almacenamiento a baja y muy baja temperatura.

La manipulación de productos dentro de los ultracongeladores requiere el uso de un casco protector adecuado, guantes de cuero para protegerse las manos, monos y batas.