Tiefkälte kann Leben retten und Schmerz lindern

Bei Menschen, die an der „Bluterkrankheit“ oder Hämophilie leiden, kann eine kleine Wunde zum Tode führen, weil ihr Blut nicht gerinnt. Die Wunde verschließt sich also nicht wieder. Glücklicherweise lässt sich diese Krankheit gut behandeln. Grundlage für den Wirkstoff ist Blutplasma, also der flüssige, zellfreie Anteil des Blutes.

Lagerung und Verarbeitung bei Tiefkälte

In der Pharmaproduktion wird das Plasma in seine Bestandteile zerlegt. Aus diesen Fraktionen erzeugt man Medikamente, die den Gerinnungsmechanismus wiederherstellen. Dabei wird das Blutplasma als wertvoller Grundstoff bei Minustemperaturen gelagert und verarbeitet, und andere wichtige Bestandteile der Medikamente ebenso. Deshalb gehört eine leistungsfähige und hoch verfügbare Kälteversorgung zur Infrastruktur jeder Pharmaproduktion, die Blutplasma verarbeitet.

Hier kann L&R aus vielen Projekten Erfahrung mitbringen. In der Regel wird für den Produktionsprozess Kälte auf zwei Temperaturniveaus benötigt: -15 °C und -25 °C. Ein ganz entscheidender Faktor ist die Zuverlässigkeit der Kälteversorgung. Deshalb wird die Kälteanlage grundsätzlich mit mehreren Kältekreisläufen pro Temperaturniveau ausgeführt. Und in einigen Fällen erreichen die Tiefkälteanlagen, die einen Beitrag zur Herstellung lebensrettender Medikamente leisten, Kälteleistungen im Megawatt-Bereich.

Kontaktkühlung von Blutplasmabeuteln

Eine Anwendung aus dem gleichen Bereich der Pharmaindustrie gab den Anstoß für eine ganz besondere Anlage: den L&R-Plattenfroster. Ein Pharmahersteller fragte bei L&R eine Anlage an, mit der Blutplasma, das in Beuteln abgefüllt ist, in einem vorgegebenen kurzen Zeitraum um 60 °C heruntergekühlt werden kann. Mit einer konventionellen Kälte­anlage lässt sich das nicht schaffen – wohl aber mit einem Plattenfroster, den L&R daraufhin entwickelte. Er nutzt das Prinzip der Kontaktkühlung: Die Beutel werden in einem Kälteschrank auf Kontaktplatten gelegt, die vom Kühlmedium durchströmt werden. Ist der Schrank voll belegt, werden die Platten kontrolliert zusammengefahren, um eine möglichst große Kontaktfläche und damit einen intensiven Kälte­übergang zu erreichen. Dieses hoch wirksame Kühlungskonzept überzeugt auch durch seine sehr gute Energieeffizienz – und es bewährt sich inzwischen in verschiedenen Anwendungsbereichen.

Effizienter als Kälteschränke: Begehbare Lager

Ebenfalls für die Pharmaindustrie projektiert L&R begehbare Lagerräume im Tiefkältebereich. Üblicherweise nutzen die Hersteller zahlreiche Laborkühl- oder -kälteschränke, um Wirkstoffe oder Endprodukte bei Temperaturen bis hinunter auf - 80 °C zu lagern. Je nach Anwendungsfall ist es ab einer Anzahl von 20 bis 40 Schränken aber deutlich energieeffizienter, ein begehbares Tiefkältelager einzurichten. Außerdem beugt man dadurch der Vereisung einzelner Schränke vor. L&R plant und baut diese Lager als Komplettanbieter. Sie sparen nicht nur Energie und Platz, sondern gewährleisten auch die Sicherheit, dass die erforderlichen Tieftemperaturen dauerhaft und ohne Unterbrechung bereitgestellt werden.

Typische Temperaturen der begehbaren Kryo-Lager sind -50 °C bis -85 °C, meistens mit Temperaturschleusen von + 4 °C und - 20 °C. Die Lagerdauer variiert stark, sie kann von Stunden bis zu Jahren (in den Biobanken der Forschung) dauern. Die Einrichtung (Ausziehschubladen, Apothekerschränke, Lagerregale usw.) richtet sich nach den Wünschen des Anwenders.

Je nach Anwendung und bei Lager­temperaturen von unter - 20 °C kann bei diesen Lagern die Integration eines Schleusenraums sinnvoll sein. Er ermöglicht eine schrittweise Kühlung der Proben und vermeidet damit thermische Stressbelastung des Lagergutes. Auch aus energetischer Sicht ist eine solche Zwei-Zonen-Kühlung empfehlenswert.

Auswahl der Kältemittel

Zu den branchenspezifischen Besonderheiten der Pharmaindustrie gehört es, dass sehr hohe Anforderungen an Qualität und Verfügbarkeit gestellt werden – und dass die Auswahl der Kältemittel unter besonderen Voraussetzungen erfolgt. Das hat seinen Grund teilweise in den Explosionsschutz-Anforderungen, teils auch in den unternehmensspezifischen Regeln. Es gibt Pharmahersteller, die – sofern technisch möglich – nur natürliche Kältemittel einsetzen. Auch hier kann L&R langjährige Erfahrungen ­einbringen.

Mehr als eiskalt: Schmerztherapie bei unter -100 °C

Ein begehbarer Kälte-Raum ganz anderer Art ist die Kältekammer, die Mediziner für die Schmerztherapie und auch für die Behandlung von Langzeiterkrankungen wie Rheuma und Neurodermitis empfehlen – oder ganz einfach zur Steigerung von Leistung (bei Sportlern) und des Wohlbefindens.

Die Ganzkörpertherapie findet in einer Kältekammer statt, auch „kalte Sauna“ genannt. Dabei wird der Patient für eine Dauer von einer bis drei Minuten einer Temperatur von -110 °C ausgesetzt. Das Erstaunliche: Die Kälte nimmt man gar nicht so wahr, weil die Luft keine Feuchtigkeit enthält. Auch interessant: Weil das Luftvolumen im Vergleich zur „normalen“ Raumtemperatur um 45 Prozent schrumpft, nimmt man bei jedem Atemzug die doppelte Sauerstoffmenge auf.

L&R projektiert die Tiefkälteanlagen für derartige Kältebäder und –kammern seit 25 Jahren für führende Hersteller der medizinischen Kryotherapie. Auch hier wird die Kälte kaskadiert bereitgestellt, weil es zwei Vorkammern von - 10 °C und - 60 °C gibt. Seit Juni 2020 vertreibt L&R Kältetechnik diese Anlagen direkt.

Bild: L & R Kältetechnik

Cocktail bei Kälte

Apropos begehbare Kältekammern: In einigen Städten haben sich Bars etabliert, die Getränke bei Minustemperaturen von etwa -10 °C und in Gläsern aus Eis servieren. Der Vorteil, abgesehen von dem besonderen Erlebniswert: Das Bier oder der Cocktail wird keinesfalls zu warm, wenn man nicht sofort austrinkt.
Der Nachteil: Einen langen Kneipenabend verbringt man dort besser nicht – Erkältungsgefahr. Allerdings werden schützende Wintermäntel gereicht.

Solche Bars gibt es u. a. in Berlin (Nähe ­Alexanderplatz): https://berlinicebar.com/de

Und in Rom, direkt am Colosseum:
http://iceclubroma.it