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So gelingt effizientes Freezer- und Probenmanagement

Labor-Freezer: Wer spart am meisten?

| Autor / Redakteur: Kerstin Hermuth-Kleinschmidt* / Marc Platthaus

Abb.1: Die Aufbewahrung und Kühlung von Proben erfordert viel Energie. Hierbei ist enormes Einsparpotenzial vorhanden.
Abb.1: Die Aufbewahrung und Kühlung von Proben erfordert viel Energie. Hierbei ist enormes Einsparpotenzial vorhanden. (Bild: ©paul_burns - stock.adobe.com)

Tiefkühlschränke gehören zu den größten Energieverbrauchern im Labor – mit entsprechend hohen Kosten. Doch mit einigen Tipps lassen sich diese reduzieren. Ein internationaler Wettbewerb wird nun im kommenden Jahr Projekte prämieren, die das größte Einsparpotenzial erzielt haben.

Im Laborbetrieb werden sehr viele Ressourcen, allen voran Energie, verbraucht. Freezer und Kühlschränke haben daran einen großen Anteil: So kann ein Freezer, vor allem wenn es sich um ein älteres Modell handelt, mit bis zu 30 kWh pro Tag mehr Energie verbrauchen als ein Einfamilienhaus [1]. Gleichzeitig haben Labore, vor allem molekularbiologische, viele Proben, die bei tiefen Temperaturen gelagert werden müssen. Der Energieverbrauch kann in molekularbiologischen Laboren bis zu 5% ausmachen. Doch Nutzer können mit teilweise sehr einfachen Maßnahmen dazu beitragen, diesen zu senken.

Aus diesem Gedanken heraus wurden bereits vor einigen Jahren so genannte „Freezer Challenges“ an US-amerikanischen Universitäten ins Leben gerufen, um „Best-Practice-Methoden“ zu verbreiten und zum Nachahmen anzuregen.

Seit 2017 gibt es eine USA-weite „Freezer Challenge“, die von den beiden Organisationen „My Green Lab“ [2] und „I2SL – International Institute for Sustainable Laboratories“ [3] durchgeführt wird. Im letzten Jahr nahmen über 200 Labore daran teil, insgesamt wurden ca. 2,7 Millionen kWh an Energie – und damit 1900 t Kohlendioxid – eingespart. Mehr als 200 000 überflüssige Proben wurden entsorgt, wodurch alte, ineffiziente Tiefkühlgeräte stillgelegt und gleichzeitig der Kauf von neuen vermieden werden konnte [4]. Für 2017/2018 wird dieser Wettbewerb nun international: Institute und Labore aus öffentlichen Einrichtungen, Universitäten und Unternehmen aus der ganzen Welt können teilnehmen, durch verschiedene Maßnahmen die eigene Energiebilanz verbessern und Preise gewinnen. Auf europäischer Ebene unterstützt die Organisation Egnaton – Europäische Gesellschaft für Nachhaltige Labortechnologien diesen Wettbewerb [5]. So wird es neben internationalen Preisen auch einen europäischen Egnaton-Award für die drei besten Labore aus Europa geben.

Was bringt Proben- und Freezermanagement?

Energieeinsparungen zwischen 12% und bis zu 25% sind durch eine gute Wartung von Tiefkühlschränken möglich. Und
dies lohnt sich nicht nur ökologisch, sondern auch ökonomisch: So wurde für die USA das Einsparpotenzial auf durchschnittlich 280 US-Dollar pro Freezer berechnet [1].

Was gehört zu einem guten Freezermanagement? Zunächst einmal hilft ein regelmäßiges Abtauen dabei, den Energieverbrauch zu senken und die Lebenszeit von Freezern und Kühlschränken zu verlängern. Eine Eisschicht kann, je nach Dicke, den Energieverbrauch zwischen 10 und 50% erhöhen. Denn der Kompressor muss stärker arbeiten, um die gewünschte Temperatur zu halten, wodurch zusätzlich dessen Lebenszeit verkürzt wird. Schließlich können im schlimmsten Fall durch das Eis Dichtungen an Türen beschädigt werden, was die Kühlleistung weiter verringert und gleichzeitig die im Inneren gelagerten Proben gefährdet [1].

Ergänzendes zum Thema
 
LP-Info  der internationale Wettbewerb Freezer Challenge

Auch zugestaubte Filter sollten regelmäßig, am besten einmal pro Monat, überprüft, gereinigt und ggf. ersetzt werden. Ein dichter Filter verhindert erstens eine gute Luftströmung von und zum Kondensor und damit die Abfuhr von warmer Luft aus dem Kühlschrankinneren. Zweitens wird bei einem dichten Filter ein Teil des abgelagerten Schmutzes ins Innere zum Kondensor transportiert und darauf abgelagert. Diese Staubschicht verhindert eine effiziente Wärmeabfuhr – der Kondensor muss stärker dagegen arbeiten, verbraucht somit mehr Energie und verkürzt seine Lebenszeit [1].

Andere Maßnahmen umfassen die Inventarisierung der Proben und ein gut sortiertes Probenmanagement. Ein Bestand, der immer up-to-date ist, verhindert, dass nicht mehr gebrauchte Proben unnötig Platz verschwenden. Auch eine kompakte Probenlagerung in möglichst kleinen Tubes, Mikrotiter- oder Deep-well-Platten („high-density-Storage“) sorgt dafür, den vorhandenen Platz optimal auszunutzen. Schließlich hilft die Inventarisierung, ob mithilfe eines Excel-files oder über Barcoding-Systeme, den Probenort schnell aufzufinden. Das spart Zeit und schont ebenfalls den Freezer. Denn für jede Minute, die dieser offensteht, muss der Kompressor zehn Minuten arbeiten, um die Ausgangstemperatur wieder zu erreichen [1].

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