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深低温保存箱:零下150℃ 澳柯玛“黑科技”挑战超低温极限

时间:2017-11-22 15:42:10  来源:青岛日报  作者:  字号: T   T
 

   鲫鱼冷冻半个小时可以复活,深低温保存箱的温度可以达到-150℃,超低温保存箱的理论冷点可以达到-230℃……

  在我市的制冷领军企业澳柯玛,全球制冷界的低温记录正在不断刷新。
  一个有趣的实验:复活的“速冻鱼”
  1985年,美国科幻电影《速冻人》讲述了某企业的管理人员玛奥因不知名病痛突然死亡,身体以超低温冻结,10年后因医院的冰冻房出现问题而复活的故事。记者在澳柯玛采访时了解到,随着超低温技术的进步,当年的科学幻想照进现实的脚步越来越近。
  在位于胶州湾西岸、毗邻青岛前湾港的澳柯玛工业园,技术人员做了一个有趣的实验。他们将一条活着的鲫鱼放进一款冷柜,采取速冻的方式,半小时内将鲫鱼体温骤降至-50℃左右。随后,他们取出这条冰棍一样的冻鱼放进温水中,很快,奇迹发生了:鲫鱼的身体逐渐变软,鱼眼由毫无生机的白色恢复为黑色,腮帮开始动起来,嘴里冒出气泡,一分多钟后,鲫鱼摇动尾巴游起来,冰冻的鲫鱼竟然活过来了。
  “常规的冷冻会让鱼的细胞液在结冰过程中生成尖锐冰晶,继而破裂细胞,细胞死亡后,鱼自然也就活不成了。而速冻技术可以让鱼细胞内外的水直接冻结而不形成尖锐结晶,从而不会刺破细胞膜,所以鱼解冻后仍能复活。”青岛澳柯玛超低温冷冻设备有限公司总经理单波解释了这一不可思议的现象。
  澳柯玛的实验让我们对低温速冻技术的未来充满了想象。眼下可以确定的是,澳柯玛低温速冻技术给“吃货”们带来了口福——运用低温速冻技术冷冻鱼类等对新鲜度要求极高的食品时,能够不破坏其细胞,不造成营养成分流失,解冻后,细胞不失活性,口感、营养俱佳。随着这一技术的成熟和门槛的降低,越来越多新鲜的洋海鲜将端上国内消费者的餐桌。
  引人遐想:中国首座-80℃超低温生物样本库
  绝对零度是热力学的最低温度,在热力学的经典表述中,绝对零度下所有热运动停止。在制冷领域,人们一直在致力于创造可以为人类带来更多福祉的更低温度。
  今年8月,100台由澳柯玛研制的-86℃超低温专业冷冻冰箱从青岛发车,历时6天、横跨4000公里运抵拉萨。这些冰箱将用于存储包虫病防治等检测样本,以便后续进行检测筛查,力图解决包虫病这一危害西藏农牧民健康的重大公共卫生问题,为西藏农牧民身体健康护航。
  “这就是向西藏捐赠的同型号超低温冰箱。”工作人员指着展厅一台略显笨重的冰箱说,“这款产品通过了CE认证和IEC检测,获得国家发明专利和实用新型专利13项,可广泛适用于医院、血站、疾病预防控制中心、科研院所以及各类医学、生命科学实验室。”
  超低温技术对基因工程形成了基础支撑。据介绍,由澳柯玛与华大基因合作为中国基因库建设的中国首座-80℃自动化超低温生物样本库主体工程完工,目前正在进行设备调试,预计年底投入使用。该项目填补了我国自动化机器人系统在超低温领域应用的空白,打破了国外在该项技术上的垄断。
  目前,澳柯玛已经陆续成功研发出-86℃、-150℃深低温保存箱。随着温度的越来越低,实现的难度呈指数级上升。以澳柯玛研制的-150℃深低温保存箱为例,这一产品运用单机自复叠节流稳压技术,采用了四级分凝五级自复叠、双层门+VIP真空保温等新技术,由制冷系统、温度控制系统、安全控制系统组成,整个保存箱整合众多科技,系统相当复杂,系统设备的体积远远超过了可使用的体积。
  沿着传统的制冷思路很难再实现大的突破,要实现飞跃,必须另辟蹊径,实现核心科技的革命性改变。澳柯玛正走在这条新路上。“这是一台采用斯特林制冷技术的超低温保存箱,可以获得极低的冷量,理论冷点可以达到-230℃,离热力学的最低温度越来越近。更为重要的是,温度控制的稳定与精确性大幅提高,故障几率和能耗大幅降低,从根本上解决了传统压缩机制冷的许多不足之处,极具商用价值。”单波指着展厅一台不起眼的压缩机说,“这是深低温技术的新路,我们正在加速其商业化运用。”
  创记录:43℃高温下,将疫苗温度控制在-60℃至-80℃之间6.5天
  比尔·盖茨为什么对青岛制造的一款产品频频点赞,并称赞其为“生命之桶”?在澳柯玛工业园可以一探究竟。科技感爆棚的澳柯玛展厅里,记者见到这款被动式疫苗保存箱,哑铃状的外观“萌态”十足。
  技术人员打开桶顶部的圆柱形“塞子”,将一组冰排放入桶内部,随后放入疫苗样品,塞上塞子。“这只桶无需用电仅仅凭借这一组冰排,就可以在非洲40多℃的高温下,连续35天让其内部温度始终保持在0℃至10℃之间,确保疫苗安全储存。”技术人员说。
  如此难以置信的不可能是如何实现的呢?技术人员告诉记者,要实现长时间的低温状态,关键是要防止冰排温度的流失。当然,要实现这一目的并不容易。经过一年的技术攻关,研发团队先后突破了热辐射、热传导等技术瓶颈,取得了多项技术专利,超过了设计预期。后经改良,升级为“深冷疫苗储存箱”,创下了在43℃的高温环境下,安全地将埃博拉疫苗储存温度控制在-60℃至-80℃之间6.5天的记录,一举解决了在西非缺乏电力供应地区埃博拉疫苗长时间保存难题,在抗击埃博拉的行动中发挥了重要作用。
  青岛智造,造福世界。“生命之桶”让非洲的医疗卫生条件得到显著改善。埃塞俄比亚沃巴莱格县墨拉伯卫生站使用这一疫苗保存箱后,其辖区内百白破三联苗和麻疹疫苗的接种覆盖率分别大幅提高到97%和90%。“现在,更多孩子可以及时接受到疫苗注射,他们将避免疾病的困扰,这让我感到快乐。”卫生站推广员巴依达·阿莱说。
  目前,已经有超过1000只桶在非洲大地呵护着600万社区人口的健康,保护着受死亡威胁的生命。在不久的未来,服役的数量将达到2万只,服务人口将达到1.2亿。
网络编辑:NO.006
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