Máy Hạ Lạnh Theo Chương Trình: Cơ Sở Hạ Tầng Cho Lưu Trữ Đông Lạnh

Giảm nhiệt độ của sản phẩm đến một nhiệt độ âm sâu dưới 0°C ở một tốc độ hoàn hảo yêu cầu việc sử dụng máy hạ lạnh theo chương trình, chính vì vậy mà thiết bị này có một vai trò quan trọng với nhiều lĩnh vực yêu cầu lưu trữ đông. Để chúng có thể hoạt động ở điều kiện tốt nhất, cần phải xây dựng một hệ thống cơ sở hạ tầng phù hợp.

Vậy, những cơ sở hạ tầng này bao gồm những gì? Những gì cần lưu ý khi muốn lắp đặt một máy hạ lạnh theo chương trình, và có những loại máy hạ lạnh theo chương trình nào đang được bán trên thị trường? Câu giải đáp sẽ nằm ở những phần sau.

Hạ lạnh theo chương trình là gì?

Có nhiều lĩnh vực sử dụng các tủ đông, tủ lạnh để trữ sản phẩm ở điều kiện tối ưu trong thời gian dài, bao gồm ngành thực phẩm, ngành y tế hay ngành dược.

Tính năng cho các loại tủ đông này có thể chênh lệch nhau đáng kể. Ví dụ, một số loại sản phẩm có thể được trữ trong các tủ đông thông dụng như tủ lạnh gia dụng; trong khi một số mẫu lưu trữ khác yêu cầu điều kiện đông phức tạp hơn. Việc đông lạnh không được điều khiển kỹ lưỡng sẽ dẫn đến đông đá nội bào, và có thể gây hại cho tế bào.

Theo một bài viết, tế bào càng lớn thì việc làm lạnh chậm và có điều khiển càng trở nên quan trọng. Một số các mẫu đông lạnh yêu cầu cần làm lạnh có điều khiển có thể kể đến như mô, máu, tế bào, mẫu xét nghiệm dược và một số sản phẩm thực phẩm.

Máy hạ lạnh theo chương trình cho lưu trữ đông lạnh

Các máy hạ lạnh theo chương trình có thể hoạt động theo một số cơ chế: làm lạnh sâu bằng nito lỏng hoặc bằng cơ học. Cả hai loại trên đều có những điểm mạnh và điểm yếu riêng.

Dựa theo chuyên môn của tác giả bài viết, các máy hạ lạnh nito lỏng được khuyến nghị cho nhiều khách hàng. Những thiết bị loại này có thể dễ dàng đạt đến nhiệt độ sâu -196°C và ổn định hơn, ngay cả lúc hư hỏng hay mất điện, tất nhiên là nếu có nguồn điện dự phòng.

Máy hạ lạnh theo chương trình bằng nito lỏng là một hệ thống làm lạnh được kết nối với bình chứa nito lỏng. Buồng hạ lạnh được cách nhiệt hoàn toàn và thường được trang bị quạt để phân phối nito lỏng đều khắp buồng, cảm biến để theo dõi nhiệt độ trong buồng và một màn hình để người dùng có thể điều khiển quá trình làm lạnh.

Hầu hết các máy hạ lạnh theo chương trình đã được cài đặt sẵn một số chương trình mẫu và cho phép tự tạo ra chương trình mới theo yêu cầu của từng người dùng. Quá trình làm lạnh có thể được theo dõi trực tiếp trên máy nếu có đi kèm màn hình, hoặc trên máy PC với phần mềm phù hợp. Cách vận hành chi tiết sẽ thay đổi dựa theo loại máy và yêu cầu của người dùng.

Máy hạ lạnh theo chương trình IceCube từ hãng SY-LAB Cryobiology

Lắp đặt hệ thống nito lỏng: thiết kế và lưu ý

Máy hạ lạnh bằng nito lỏng sẽ cần một nguồn cấp nito lỏng. Và vì điều kiện mỗi cơ sở là khác nhau, việc lắp đặt hệ thống này sẽ chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố.

Những dự án như vậy thường có các bước sau:

Trong buổi gặp mặt đầu tiên, cần đánh giá được nhu cầu của người dùng và yêu cầu của thiết bị. Một số chi tiết cũng cần được làm rõ, như là tốc độ dòng nito yêu cầu (số lít/giờ), áp suất đầu vào và yêu cầu về chất lượng của nito lỏng
Khi những đặc điểm kỹ thuật đã được lập ra, cần phải tính toán để lắp được hệ thống đường dẫn cách nhiệt để truyền nito lỏng từ bình cấp đến máy, cùng với các biện pháp an toàn và kiểm soát chất lượng cần thiết
Sau khâu thiết kế là định giá cho dự án. Và cuối cùng thì dự án có thể khởi chạy với các thang đánh giá rõ ràng.

Lắp đặt hệ thống nito lỏng: cơ sở hạ tầng

Việc cơ sở nito lỏng trên sẽ trông như thế nào phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Tuy nhiên, ở nhiều cơ sở sử dụng máy hạ lạnh theo chương trình bằng nito lỏng sẽ có những thành phần sau:

Một bình chứa nito lỏng. Một số người sử dụng sẽ có một bình chứa nito lớn được nạp tại chỗ, trong khi số khác sẽ mua các bình chứa nhỏ hơn trực tiếp từ nhà cung cấp
Một hệ thống đường dẫn các nhiệt chân không kết nối giữa bình chứa đến máy hạ lạnh
Các khớp nối giữa bình và ống dẫn tại các vị trí cần thiết
Các sản phẩm kiểm soát chất lượng như các lỗ xả khí, thiết bị tách khí, thiết bị làm lạnh phụ hay thiết bị tách pha giúp tối ưu chất lượng của nito lỏng
Các biện pháp an toàn như các loại van xả khẩn cấp