다양한 생명과학 분야의 연구자들은 혈액, 세포, 조직부터 약물 및 백신 후보 물질에 이르기까지 생물학적 시료를 안전하게 보관하기 위해 초저온(ULT) 냉동고를 사용합니다. 일관되고 정확한 내부 온도는 이러한 귀중한 연구 자료의 안정성을 보장하며, 연구 결과의 신뢰성에 매우 중요합니다.

노후된 ULT 냉동고는 단열 및 방열 성능이 좋지 않아 비효율적일 뿐만 아니라, 잦은 고장으로 인해 시료의 생존율과 연구 결과에 악영향을 미칠 수 있습니다. 또한, 단열 성능이 좋지 않아 정전 시 기기가 빠르게 과열되어 수리를 위한 시간이 부족합니다.

서식스 대학교의 실험실 기술자들은 15년에서 25년 정도 된 노후 냉동고들을 다루면서 이러한 어려움을 직접 경험했습니다. 이 문제를 해결하기 위해 연구팀은 기술자들에게 온도 변화를 알리는 정교한 경보 시스템을 개발했습니다. 하지만 이 시스템은 종종 부정확하고 한밤중이나 휴일에 직원들에게 잘못된 알림이 전송되는 등 이상적이지 않았습니다. 결국 이는 거짓 경보로 판명되었습니다.

게다가 해당 연구소의 보험은 15년 미만의 냉동고만 보장했기 때문에, 냉동 보관 장치의 노후화로 인해 샘플 손실 위험이 매우 높았고, 비용 회수 방법도 없었습니다. 따라서 연구소는 단열 및 보냉 기능이 향상된 새로운 냉동 보관 솔루션, 온도 변동 조기 감지 시스템, 그리고 선제적 예방 유지 보수 기능이 내장된 솔루션이 시급히 필요했습니다.

또한, 서식스 대학교는 실험실 효율성 평가 프레임워크(LEAF)와 같은 친환경 이니셔티브를 적극적으로 수용하고 있으며, 세계에서 가장 지속가능한 대학 중 하나가 되고자 노력하고 있습니다. 기존 냉동고의 높은 에너지 소비량은 기존 냉장 보관 시설을 에너지 효율이 더 높은 ULT 냉동고로 완전히 교체하여 탄소 중립 기관으로의 전환을 지원해야 한다는 주장을 뒷받침했습니다.

혁신적인 기술은 수많은 이점을 가져다줍니다

대학은 주파수 변환 압축기와 탄화수소 냉매를 결합한 최첨단 ULT 냉동고를 도입하여 샘플 보안, 에너지 효율성, 지속 가능성 측면에서 빠르게 개선을 보였습니다.

기존 냉동고는 하루 최대 20kWh의 전력을 소비했지만, 새로운 냉동고는 단열 성능이 개선되고 에너지 효율이 향상되어 냉동고당 하루 약 8.2kWh의 전력을 소비합니다. 또한, 새로운 냉동고는 안정적인 온도 안정성 덕분에 시료의 생존력에 영향을 주지 않고 -80°C가 아닌 -70°C로 온도를 설정할 수 있어 전력 사용량을 추가로 50% 절감할 수 있습니다.

에너지 요구량이 극적으로 감소하면서 냉동고 한 대당 연간 비용이 400파운드 이상 절감되었습니다.

업그레이드를 통해 냉장 보관 시설을 통합하고 오래된 샘플을 폐기할 수 있는 기회가 제공되었으며, 새로운 시설의 향상된 구성 덕분에 연구원들은 필요한 냉동고의 총 수를 24개에서 20개로 줄일 수 있었습니다. 이를 통해 귀중한 실험실 공간을 최적화하고 에너지 지출을 더욱 줄여 연간 약 100,000kWh의 에너지 또는 연간 약 20,000파운드의 비용을 절감하여 단 7년 만에 투자 비용을 완전히 회수할 수 있었습니다.

새로운 냉동고는 장시간 보관이 가능하여 시료의 안전성이 더욱 강화되었습니다. 첨단 단열 및 온도 유지 기능을 통해 전원 공급 없이도 최대 24시간 동안 -50°C 이하의 온도를 유지합니다. 정전 시에도 시료 보존 성능이 크게 향상되었으며, 팀원들은 시료를 안전하게 보관할 수 있는 시간이 길어졌다는 안도감을 느낄 수 있습니다. 최첨단 모니터링 및 데이터 로깅 시스템도 냉동고 옆에 설치되어 온도 차이가 발생할 경우 문자, 전화 또는 이메일로 직원에게 알림을 전송하여 신뢰도를 높이고 직원들이 시간 경과에 따른 온도 변화를 정확하게 추적할 수 있도록 지원합니다.

더 푸른 미래의 기초

서식스 대학교는 기존 저온 저장 장비와 관련된 문제를 해결하기 위한 적극적인 접근 방식을 통해 상당한 성과를 거두었습니다. 첨단 주파수 변환 기술을 도입하여 저온 저장 기능을 개선함으로써 운영 효율성, 시료 보존 및 비용 효율성을 향상시켜 중요한 연구에 재투자할 수 있는 자금을 확보했습니다. 또한, 새로운 냉동 장치 세트를 설치한 것은 대학의 지속가능성 목표 달성을 위한 중요한 진전이며, 미래를 위한 기반을 마련했습니다.