Laboratoires verts : Exploration des congélateurs ULT durables et au-delà

Qu'il s'agisse de biobanques contenant des millions de spécimens biologiques ou de votre laboratoire universitaire de biologie moléculaire, le suivi des échantillons et le stockage au froid sont essentiels à l'efficacité et à la rationalisation des opérations de laboratoire. Le congélateur ultra-basse température (ULT) est l'outil de base de ce processus critique.

Conservant les échantillons biologiques ou les biomolécules à des températures stables allant de -70℃ à -196℃, les congélateurs ULT préservent l'intégrité et la qualité des échantillons en limitant la dégradation et l'activité biologique. Pour ce faire, il faut une ingénierie impressionnante qui s'appuie sur une isolation de haute qualité, des compresseurs puissants, des systèmes de contrôle de la température avancés et des systèmes de secours pour assurer la protection contre les pannes d'électricité ou les fluctuations de température. 

Ce travail a un coût : il nécessite beaucoup d'énergie. On estime qu'un seul congélateur ULT consomme environ 20 kWh par jour, soit à peu près la même quantité qu'une maison individuelle aux États-Unis. Avec une telle consommation d'énergie, les congélateurs ULT sont devenus un élément central dans la conversation croissante sur la réduction de l'impact environnemental des laboratoires de sciences de la vie et l'évolution de l'industrie vers une direction plus durable. 

Les congélateurs ULT ont considérablement évolué depuis leur format initial de "rectangle froid" vers des conceptions plus raffinées, plus élégantes et plus économes en énergie. Mais ils ne sont qu'une pièce du puzzle de la durabilité. Dans le blog suivant, nous envisageons la durabilité sous un angle holistique, en examinant les différents obstacles à un entreposage frigorifique et à un stockage plus respectueux de l'environnement. solution de gestion des échantillons de laboratoire et comment nous envisageons l'avenir de la durabilité dans les sciences de la vie au-delà du congélateur de l'ULT.

Améliorer la gestion des échantillons dans les laboratoires verts : Le problème de l'énergie des congélateurs ULT

Pour comprendre toute l'ampleur de la consommation d'énergie des congélateurs ULT, nous devons mieux comprendre les problèmes actuels de votre laboratoire type et les obstacles à une gestion plus efficace des échantillons stockés au froid. Au cours des décennies que j'ai passées dans le domaine des sciences de la vie, j'ai constaté que les utilisateurs de congélateurs ULT étaient confrontés à plusieurs problèmes courants.

Échantillons inconnus

Chez Eppendorf, nous avons estimé et constaté de visu qu'environ 25% de congélateurs contiennent des échantillons qui n'ont aucune valeur pour personne. Il peut s'agir d'informations manquantes, d'échantillons totalement oubliés ou utilisés pour la dernière fois par du personnel qui a quitté le laboratoire pour d'autres fonctions. Par conséquent, personne dans le laboratoire ne les a touchés depuis des années.

Alors pourquoi restent-ils ? De nombreux laboratoires accumulent ces échantillons inconnus ou oubliés parce que leur élimination prend du temps et de l'énergie. Ils craignent également de détruire des échantillons qui sont - à l'insu du personnel actuel - précieux et irremplaçables. 

Problèmes immobiliers

L'accumulation d'échantillons anciens et inconnus rend les espaces de congélation désorganisés et confus pour le personnel actuel et futur. En outre, ces échantillons occupent un espace précieux dans les congélateurs, ce qui oblige les responsables de laboratoire à acheter de nouveaux congélateurs pour accueillir les nouveaux échantillons. 

Pensez à ajouter 2 ou 3 nouveaux congélateurs par an dans votre laboratoire pour stocker de nouveaux échantillons alors qu'il y a de l'espace en parfait état occupé par des échantillons inutiles. 

Cela représente une consommation d'énergie supplémentaire de 40 à 60 kWh/jour et un coût supplémentaire de $20 000 à $40 000 par an que votre laboratoire doit prendre en compte dans son budget.

Réduction de la durée de congélation et de l'intégrité des échantillons 

Combien de temps vous faut-il pour localiser et retirer vos échantillons chaque fois que vous ouvrez votre congélateur ULT ? 

15 secondes ? Une minute ? 

Lorsque votre congélateur est encombré d'échantillons désorganisés ou inconnus, le temps est forcément plus long. Voici un aperçu de ce qui peut se passer à chaque fois que vous ouvrez votre congélateur :

• Augmentation de la température : Lorsque vous ouvrez la porte d'un congélateur, de l'air chaud y pénètre. L'air chaud fait monter la température à l'intérieur du congélateur. La vitesse d'élévation de la température dépend de la quantité d'air chaud qui entre, laquelle est proportionnelle à la durée d'ouverture du congélateur. L'augmentation de la température peut menacer l'intégrité des échantillons.
• Condensation : L'air chaud et humide qui pénètre dans votre congélateur peut se condenser sur les surfaces froides à l'intérieur du congélateur, notamment les étagères, les parois et les échantillons. 
• Accumulation de givre : L'air chaud qui pénètre dans le congélateur peut provoquer une accumulation de givre sur les serpentins de l'évaporateur, ce qui peut réduire l'efficacité du refroidissement du congélateur et provoquer d'autres fluctuations de température. Le givre peut également se condenser sur la porte du congélateur et, dans des situations extrêmes, empêcher la fermeture de la porte, ce qui nécessite un couple extrême pour fermer la poignée mécanique de la porte du congélateur.
• Surcharge du compresseur : Lorsque de l'air chaud pénètre dans le congélateur, le compresseur doit travailler plus fort pour maintenir la température de consigne. Plus la porte est ouverte longtemps, plus le compresseur doit travailler dur. Cela peut entraîner une surcharge du compresseur, ce qui risque d'endommager le congélateur ULT ou de provoquer une panne.

Les problèmes susmentionnés ne font qu'augmenter à mesure que votre congélateur reste ouvert. En fin de compte, cela réduit la durée de vie de votre congélateur et des échantillons qu'il contient. 

Améliorer la durabilité : Solution de gestion des échantillons dans les congélateurs ULT

Les problèmes susmentionnés trouvent leur origine dans des pratiques inefficaces de suivi et de gestion des échantillons. En fin de compte, ils entraînent une baisse de la productivité, une augmentation des coûts d'exploitation et une hausse de la consommation d'énergie. Bien qu'il n'existe aucun moyen rétrospectif de déterminer quels sont les anciens échantillons qui encombrent vos congélateurs, nous pouvons vous aider à faire en sorte que tous les nouveaux échantillons soient correctement catalogués, suivis et stockés afin d'éviter la perpétuation de pratiques de laboratoire qui gaspillent l'énergie.

Chez Eppendorf et eLabNext, nous avons développé une solution de stockage au froid de bout en bout, Exemple360Il s'agit d'un système de protection, de stockage, de suivi et de contrôle des échantillons à l'aide d'un logiciel de gestion des échantillons facile à utiliser. plate-forme de laboratoire numérique. Avec notre système de codes-barres, RackScan, et notre logiciel de gestion des échantillons conforme aux BPL, eLabInventory, nous les aidons à organiser leurs congélateurs ULT et, par conséquent, à les rendre plus durables.

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