Analisis struktur, prinsip, dan penerapan lemari es suhu ultra-rendah
Lemari es suhu ultra-rendah juga disebut kotak penyimpanan suhu ultra-rendah, freezer suhu ultra-rendah, dan kotak penyimpanan suhu ultra-rendah. Kulkas suhu rendah -60 derajat yang lebih umum dapat digunakan untuk pengawetan tuna, uji suhu rendah perangkat elektronik, bahan khusus, dan pengawetan plasma, bahan biologis, vaksin, reagen, dll. Ada juga ekstrem lemari es freezer -40 derajat, -60 derajat, -86 derajat, -120 derajat, -136 derajat, dan -160 derajat dan -192 derajat.
Lemari es suhu ultra rendah umumnya memiliki lemari horizontal dan vertikal. Kotak bagian dalam umumnya dibagi menjadi beberapa lapisan bantalan, dan setiap lapisan dirancang dengan pintu bagian dalam yang dapat dibuka dan ditutup secara independen. Kotak luar umumnya dibentuk oleh penyambungan langsung dari lima pelat baja canai dingin. Ada bahan busa poliuretan 60mm dan 80mm di dalam dan di luar kotak. Termostat adalah sensor resistensi platinum untuk kontrol suhu yang tepat. Refrigeran umumnya menggunakan refrigeran ramah lingkungan untuk memenuhi persyaratan perlindungan lingkungan.
Sistem pendinginan lemari es suhu ultra-rendah pada dasarnya mengadopsi prinsip kerja pendinginan kaskade, dan dua kompresor tertutup sepenuhnya digunakan sebagai kompresor suhu tinggi dan rendah. Tabung tembaga dari evaporator suhu rendah dipasang langsung ke bagian luar kotak dalam dalam bentuk koil, dan celah antara koil dan dinding kotak diisi dengan lem konduktif termal untuk meningkatkan efek pertukaran panas. . Evaporator kondensasi adalah struktur shell-and-tube dengan empat tabung tembaga berulir di dalamnya dan mengadopsi metode pertukaran panas arus balik.
Sistem suhu rendah juga dilengkapi dengan penukar panas gas, yang memungkinkan gas bertekanan rendah dari evaporator bertukar panas dengan gas bertekanan tinggi sebelum memasuki evaporator kondensasi, yang tidak hanya mengurangi beban panas evaporator kondensasi. , tetapi juga memanfaatkan panas sepenuhnya . Filter sebagian besar menggunakan filter penghilang lilin, yang tujuannya adalah untuk menghilangkan parafin secara efektif dalam minyak yang didinginkan untuk mengurangi kemungkinan"penyumbatan oli" didalam sistem.
Selain itu, lemari es suhu ultra-rendah juga dapat dilengkapi dengan beberapa aksesori sesuai dengan kegunaan yang berbeda, seperti perekam suhu, yang nyaman untuk merekam parameter operasi secara permanen; sistem cadangan karbon dioksida, digunakan dalam keadaan khusus untuk memastikan bahwa gas di lingkungan penyimpanan tetap dalam keadaan normal; , Yang dapat memastikan bahwa kompresor bekerja secara normal di bawah tekanan rendah.
Ketika daya dihidupkan, ketika panel menunjukkan bahwa suhu lebih tinggi dari suhu yang disetel, kompresor tahap pertama mulai lebih dulu, dan sistem pendingin tahap pertama mulai bekerja, menyebabkan suhu kondensor dari pendinginan tahap kedua sistem turun, yaitu sistem pendingin tahap kedua Suhu zat pendingin turun. Setelah penundaan beberapa menit, sistem pendingin tahap kedua juga mulai bekerja. Evaporatornya ada di dinding bagian dalam kulkas, yang bisa membuat suhu internal kulkas turun drastis. Evaporator dari sistem refrigerasi tahap pertama menyerap, dan panas yang dilepaskan oleh kondensor tahap pertama dibuang ke udara.
Ketika suhu internal lemari es mencapai suhu yang disetel, resistansi probe penginderaan suhu mentransmisikan informasi, relai kontrol tidak diberi energi dan terputus, dan sistem pendingin dua tahap berhenti bekerja. Ketika suhu di dalam lemari es naik lagi dan melebihi suhu yang disetel, lemari es mengulangi proses pengoperasian di atas lagi, sehingga suhu di dalam lemari es selalu dipertahankan pada suhu yang disetel.
Di laboratorium biokimia dan biologi molekuler, lemari es dengan pengontrol suhu yang berbeda dapat dibeli sesuai dengan kondisi pembekuan, seperti -20°C, -40°C, -70°C, -85°C, -152°C, dll. Di antara mereka, dua yang terakhir adalah freezer suhu sangat rendah, yang dikembangkan pada akhir abad ke-20 untuk kriopreservasi dan penyimpanan sampel biologis atau obat-obatan. Mereka banyak digunakan dalam penelitian biologi, klinis, kedokteran, dan bidang industri.
Lemari es suhu sangat rendah dapat digunakan untuk menyimpan obat-obatan, vaksin, enzim, hormon, sel induk, trombosit, air mani, kulit transplantasi dan spesimen yang diambil dari tubuh manusia, bank plasma nutfah benih tanaman, bank kloning gen, dan beberapa biologi dan kimia penting. reagen.
Dalam percobaan kloning molekuler, lemari es suhu ultra-rendah -70℃ banyak digunakan untuk menyimpan E. coli yang kompeten, sel yang kompeten, dan stok bakteriofag.
Lemari es suhu ultra-rendah umumnya memiliki fungsi jaminan pengoperasian peralatan yang relatif lengkap. Misalnya, fungsi alarm suhu tinggi, kegagalan daya, fungsi deteksi penyumbatan filter, fungsi bantuan input otomatis, sistem alarm keamanan sampel, pemrosesan mikro dan sistem kontrol analog, sistem cadangan karbon dioksida dan sistem perekam, dll.
Umumnya, ketika memeriksa kinerja lemari es suhu ultra-rendah, suhu pendinginan minimum, ukuran, karakteristik bentuk (horizontal atau vertikal), kebisingan kompresor, amplitudo getaran, keseragaman suhu di kabinet, tingkat kegagalan (terutama kompresor) dan Jenis aksesori opsional sepenuhnya dipertimbangkan dalam kombinasi dengan persyaratan penggunaannya sendiri dan pengaturan ruang laboratorium.
Di masa depan, perhatian utama adalah keandalan lemari es suhu sangat rendah dan kondisi penyimpanan yang dapat memenuhi sampel yang berbeda, termasuk suhu dan komposisi gas. Selain itu, untuk memenuhi persyaratan bahan biologis yang lebih tinggi untuk keseragaman suhu, beberapa perusahaan menggunakan cincin logam untuk pendinginan di rak lemari es, atau mendesain rak sebagai lubang untuk memecahkan masalah pembuangan panas, meningkatkan kecepatan pembekuan dan meningkatkan suhu. . seks.
Di masa depan, desain lemari es suhu ultra-rendah juga harus mempertimbangkan persyaratan untuk konservasi energi dan perlindungan lingkungan, dan harus dilengkapi dengan sistem deteksi lingkungan. Pada saat yang sama, bahan nano juga akan menjadi bahan yang menjanjikan dalam persiapan lemari es suhu ultra-rendah di masa depan.
Tujuan utama dari lemari es suhu rendah: untuk penelitian ilmiah, pelestarian pasokan medis (plasma), produk biologis (organ penyimpanan, vaksin, sampel tanah), produk laut, komponen elektronik, bahan kimia dan bahan khusus lainnya untuk suhu rendah eksperimen dan penyimpanan, dll. Lebih banyak digunakan di rumah sakit, universitas, unit penelitian, dan penyimpanan industri.
