Виды сосудов Дьюара: по какому признаку их делят
Принцип у всех видов общий: двойная стенка с вакуумом между ней, внутренняя ёмкость для азота, горловина сверху. Устройство описано в статье «Как устроен сосуд Дьюара». Различия возникают из задачи, под которую сосуд делают, и их можно свести к четырём вопросам.
- Где сосуд будет находиться: стоять на месте или перемещаться.
- Как хранится азот: свободной жидкостью, в сорбенте или под избыточным давлением.
- Что нужно сделать с азотом: хранить образцы в нём либо забирать его для других задач.
- Сколько образцов нужно разместить: десятки соломин или десятки тысяч пробирок.
От ответов зависят объём, диаметр горловины, прочность кожуха и принадлежности. Поэтому в нашем каталоге пять разделов: для хранения, транспортные, под давлением, криохранилища, а сухие отгрузочные собраны в общем разделе «Сосуды Дьюара и криохранилища».
Выбор вида сосуда по задаче. Пунктир показывает, что при росте числа образцов сосуд для хранения заменяется криохранилищем.
Сосуды для хранения азота и биоматериала
Это основной вид: стационарный сосуд с максимальной изоляцией. Он стоит на месте, азот в нём доливают по графику, а в канистрах хранятся пробирки, соломины или ампулы. Горловину делают узкой, чтобы снизить статическое испарение; ряд горловин — 50, 80, 125, 210 мм — позволяет выбрать между сроком хранения и размером канистр.
Что отличает сосуд для хранения
Приоритет — срок хранения азота между заливками. У КАДАММ СД35 объёмом 35 л статический срок составляет 97–286 сут при испарении 0,12–0,37 л/сут. У КАДАММ СД50 при объёме 50 л срок 110–209 сут, а у КАДАММ СД175 объёмом 175 л с горловиной 216 мм — 184 сут. Конструкция не рассчитана на тряску и удары, поэтому такие сосуды нужно перемещать осторожно и только пустыми или с минимальной нагрузкой.
Для кого подходит
Для лабораторий, где образцы лежат месяцами: клеточные линии, штаммы микроорганизмов, коллекции семени и эмбрионов в селекционных центрах. Если в день нужно открывать сосуд много раз, берут вариант с более широкой горловиной и принимают больший расход азота. Подбор по объёму и горловине подробно описан в статье «Как выбрать сосуд Дьюара».
Сосуд Дьюара транспортный
Транспортный сосуд Дьюара внешне напоминает сосуд для хранения, но кожух у него усилен, а конструкция рассчитана на перемещение в автомобиле, перегрузку и работу в полевых условиях. Обычно к нему добавляют защитное основание или ручки для переноски, а также принадлежности для фиксации канистр.
Особенности конструкции
В нашем ряду транспортные сосуды представлены сериями от 3 до 100 л. Для небольших объёмов характерна горловина 50 мм: у КАДАММ СДТ3 при объёме 3 л и массе пустого сосуда 3,5 кг испарение составляет 0,12 л/сут. Серия КАДАММ СДТ35 предлагает горловины 50, 80 и 125 мм при сроке хранения 86–179 сут, а КАДАММ СДТ100 объёмом 100 л — горловину 210 мм и срок 140 сут. Для ветеринарной практики и селекции удобны серии на 20 и 30 л: КАДАММ СДТ20 вмещает до 1788 соломин 0,25 мл.
Ограничения транспортных сосудов
Транспортный сосуд — это всё ещё сосуд со свободной жидкостью. При наклоне и опрокидывании азот может пролиться, а правила перевозки жидкого азота накладывают требования к упаковке и документам. Если нужно отправить образцы без свободной жидкости, рассматривают сухой отгрузочный сосуд. Правила заливки и перевозки разобраны в статье «Эксплуатация сосуда Дьюара».
Сухой дьюар: сосуд с сорбентом
Сухой дьюар, или сухой отгрузочный сосуд, не содержит свободной жидкости. Внутренняя полость заполнена пористым сорбентом, который впитывает азот и удерживает его, как губка. Сосуд можно наклонить и даже перевернуть: азот не выливается. Образцы остаются в парах над сорбентом, то есть в холодной паровой фазе, — для большинства задач транспортировки этого достаточно; допустимую температуру и срок уточняйте по карточке модели.
Сроки хранения и вместимость
Цена удобства — меньший срок хранения. В нашем ряду он составляет единицы и десятки суток: у КАДАММ СДО3 с горловиной 50 мм срок 9 сут, у КАДАММ СДО4 — 9 сут, у КАДАММ СДО10 — 10–17 сут, у КАДАММ СДО25 — 11 сут. Вместимость выражают в криопробирках: КАДАММ СДО10 размещает 100–500 пробирок по 2 мл, КАДАММ СДО25 — 500. Азот, поглощаемый сорбентом, у КАДАММ СДО6 составляет 1,8–2,6 л, у КАДАММ СДО25 — 10 л.
Когда выбрать сухой отгрузочный сосуд
Для отправки образцов между лабораториями, курьерской доставки, перевозки по воздуху и в тех случаях, когда проливание азота недопустимо. Это инструмент для перевозки, а не для долгого хранения: через несколько суток сосуд нужно заправить заново или перегрузить образцы в хранилище.
Сухой отгрузочный сосуд перед отправкой заправляют азотом и выдерживают до полного впитывания, а срок хранения считают с момента заправки. Ориентироваться нужно на значение для конкретной модели из карточки, а не на общую цифру для типа.
Криогенный сосуд под давлением
Криогенный сосуд под давлением — герметичная конструкция с предохранительной арматурой, манометром и вентилями. При открытии вентиля газовая подушка выдавливает жидкий азот через шланг, и его можно подать в охлаждаемый аппарат, ловушку или в малый сосуд Дьюара. Рабочее давление в нашем ряду составляет 0,05 МПа.
Что это за сосуды
Серия начинается с КАДАММ СДН5 объёмом 5 л и доходит до КАДАММ СДН500 объёмом 500 л. Горловина у них условная: она служит для технологических подключений, а не для опускания канистр. Статическое испарение у больших сосудов низкое: у КАДАММ СДН200 оно 1,2 л/сут, у КАДАММ СДН100 — 1,3 л/сут. Масса пустого сосуда растёт вместе с объёмом: 62,5 кг у КАДАММ СДН50 и 255 кг у КАДАММ СДН500.
Когда нужен такой сосуд
Когда азот нужно не хранить с образцами, а выдавать: для заливки малых сосудов, подачи в криоловушки, охлаждения оборудования. Принцип самонаддува и нюансы выдачи разобраны в статье «Криогенные сосуды под давлением». Такой сосуд эксплуатируют по правилам для сосудов под давлением, поэтому для закупки полезна статья «ОКПД 2, ОКОФ и ГОСТ для сосуда Дьюара».
Криохранилища
Когда образцов тысячи, обычного сосуда уже мало. Криохранилище — это сосуд с широкой горловиной от 216 мм, платформой или каруселью и штативами для коробок с криопробирками. Оно рассчитано на хранение в жидкой или паровой фазе и на ежедневную работу с образцами.
Вместимость и срок
Вместимость растёт стремительно: КАДАММ КХ65 принимает 2400 криопробирок по 2 мл, КАДАММ КХ175 — 6000, КАДАММ КХ370 — 15600, КАДАММ КХ800 — 40600, КАДАММ КХ1800 — 94500. Срок хранения в жидкой фазе у КАДАММ КХ800 составляет 118 сут, в паровой — 18 сут, а у КАДАММ КХ1800 — 177 и 30 сут. Разница между фазами заметна, и её нужно учитывать при планировании заливок.
Паровая или жидкая фаза
В жидкой фазе температура ровнее, но азот расходуется быстрее при той же вместимости; в паровой образцы не касаются жидкости, но температура растёт к верху. Выбор фазы вместе с вместимостью разобран в статье «Криохранилище: паровая или жидкая фаза».
Сравнение видов сосудов Дьюара
| Вид | Азот | Срок хранения азота | Типичная задача | Серии КАДАММ |
|---|---|---|---|---|
| Для хранения | Свободная жидкость | Десятки и сотни суток | Длительное хранение образцов | КАДАММ СД35, КАДАММ СД50 |
| Транспортный | Свободная жидкость | Десятки и сотни суток | Перевозка между площадками | КАДАММ СДТ35, КАДАММ СДТ50 |
| Сухой отгрузочный | В сорбенте | Единицы и десятки суток | Отправка образцов | КАДАММ СДО10, КАДАММ СДО25 |
| Под давлением | Жидкость под давлением 0,05 МПа | Определяется испарением | Выдача азота | КАДАММ СДН50, КАДАММ СДН200 |
| Криохранилище | Жидкость, платформы и штативы | Десятки и сотни суток | Тысячи пробирок | КАДАММ КХ175, КАДАММ КХ800 |
Как по задаче выбрать вид сосуда
Начинайте с вопроса, что именно вы делаете с азотом и образцами. Для долгого хранения в одной точке берите сосуд для хранения. Для перевозки с сохранением жидкого азота — транспортный. Для отправки образцов, когда нельзя допустить проливание, — сухой отгрузочный. Для заливки других сосудов — под давлением. Для хранения тысяч пробирок — криохранилище.
Если в лаборатории несколько задач, обычно сочетают два вида: стационарное хранилище и небольшой транспортный или сухой отгрузочный сосуд для обмена образцами. Для ветеринарных и селекционных задач есть отдельный разбор в статье «Сосуд Дьюара для ветеринарии», а о заменах чужих моделей — в статье «Аналоги сосудов Дьюара СДП, СДС, СК и Х-34Б». Начало цепочки — материал «Что такое сосуд Дьюара».
Смежные задачи решают другие разделы каталога: если образцы нужно подготовить к хранению сушкой, а не замораживанием, посмотрите лиофильные сушилки и статью «Лиофилизация бактерий, плазмы и биопрепаратов»; для работы с образцами после размораживания — боксы микробиологической безопасности и CO₂-инкубаторы.