Kriogenika to nauka zajmująca się wytwarzaniem, mierzeniem i utrzymaniem skrajnie niskich temperatur. Ma szerokie zastosowanie w wielu sektorach, takich jak m.in. przemysł spożywczy, chemiczny czy medycyna. Okazuje się, że kriogenika jest niezwykle ważna także dla przemysłu farmaceutycznego - dlaczego? Jakie ma zastosowanie? Czytaj dalej - odpowiedzi na te pytania znajdziesz w niniejszym artykule.
Czym jest kriogenika?
Jak wspomnieliśmy wyżej, kriogenika to dział nauki, który zajmuje się wytwarzaniem, mierzeniem i utrzymaniem bardzo niskich temperatur. Za punk graniczny przyjmuje się temperaturę −150 °C. Dziedzina ta udowadnia, że niektóre substancje mają zupełnie inne właściwości w niskiej temperaturze, niż w temperaturze pokojowej. Z obserwacji, efektów badań i wyciąganych wniosków chętnie korzystają takie sektory, jak przemysł spożywczy, rolnictwo, medycyna czy farmacja.
Co jeszcze warto widzieć o kriogenice?
Uzyskanie skrajnie niskich temperatur jest możliwe wyłącznie dzięki zastosowaniu specjalnych procesów technologicznych. Jedną z nich jest stosowanie skroplonych gazów, np. azotu. W efekcie materia przechodzi ze stanu gazowego w stan ciekły. Warto zauważyć, że proces ten jest przeciwieństwem parowania. Aby wykorzystanie skroplonych gazów było możliwe, należy obniżyć ich temperaturę poniżej punktu krytycznego. W kolejnym kroku konieczne jest doprowadzenie gazów do odparowania pod ciśnieniem. Właśnie tym w dużym stopniu zajmuje się kriogenika.
Kriogenika i jej szerokie zastosowanie
Kriogenikę wykorzystuje się w wielu sektorach, w których konieczne jest użycie gazów technicznych, czyli m.in. metanu, tlenu czy azotu. Mogą być one stosowane w takich dziedzinach jak metalurgia, rolnictwo, gastronomia czy medycyna. Skrajnie niskie temperatury wykorzystywane są też m.in. do przechowywania komórek, tkanek i materiału genetycznego, dzięki czemu nie tracą one swoich właściwości. Warto też wspomnieć o szerokim zastosowaniu kriogeniki w dermatologii - niskie temperatury powodują zamarzanie i rozbijanie komórek zmiany skórnej. To oznacza, że można wykorzystać ciecz kriogeniczną (zwykle ciekły azot) do usuwania blizn, znamion czy kurzajek. Co ciekawe, kriogenika sprawdza się też w przemyśle spożywczym, transporcie czy też podczas czyszczenia strumieniowo-ściernego. Inne zastosowania kriogeniki obejmują wiele procesów w przemyśle farmaceutycznym, co wyjaśniamy poniżej.
Dlaczego kriogenika jest tak ważna w przemyśle farmaceutycznym?
Jednym z najczęściej wykorzystywanych pierwiastków w przemyśle farmaceutycznym jest azot. Co ciekawe, sektor ten odnotowuje wysokie zapotrzebowanie zarówno na azot w postaci ciekłej, jak i gazowej. Okazuje się, że obie formy mają szerokie zastosowanie. Czytaj dalej i dowiedz się, do czego służą.
Azot w formie gazowej
W przemyśle farmaceutycznym azot w formie gazowej jest wykorzystywany przede wszystkim do wypierania niepożądanego powietrza, dzięki czemu tworzy suche środowisko gazu obojętnego. Ponadto:
-
wypiera tlen, zapobiegając utlenianiu,
-
odpowiada za zapewnienie obojętnego środowiska wewnątrz fiolek np. ze szczepionkami,
-
pozwala utrzymać sterylność i czystość w miejscu pracy,
-
umożliwia kontrolowanie poziomu tlenu.
Możliwości zastosowania azotu w postaci gazu nie ograniczają się do powyższych przykładów. Pierwiastek ten bardzo często wykorzystuje się też podczas pakowania produktów farmaceutycznych takich jak:
-
zapasy krwi,
-
sprzęty medyczne,
-
leki w blistrach,
-
pojemniki na próbki.
Warto pamiętać o tym, że wiele produktów farmaceutycznych nie może mieć kontaktu z tlenem czy nawet parą wodną. Właśnie dlatego jednym z zastosowań azotu w formie gazowej jest też zabezpieczenie ich do przenoszenia różnych mieszanin z jednego pojemnika do drugiego.
Azot w formie ciekłej, czyli zastosowanie kriogeniki w farmacji
Farmacja korzysta z właściwości azotu w gazowej, ale też w ciekłej postaci. Ciekły azot jest substancją o bardzo niskiej temperaturze wrzenia, osiągającej niemal -196 °C. Pierwiastek ten jest w temperaturze pokojowej bezbarwny i bezwonny, natomiast w formie ciekłej zyskuje dodatkową właściwość - pozwala błyskawicznie zamrozić niemal dowolny materiał, nie wpływając na jego cechy. Z tego względu ciekły azot ma mnóstwo zastosowań takich jak m.in.:
-
transport i przechowywanie produktów farmaceutycznych i medycznych - niektóre leki i szczepionki wymagają niskich temperatur, by zachować stabilność. Zamknięty system w naczyniu tworzy dla nich odpowiednie warunki;
-
badania farmaceutyczne - kriogenika wykorzystywana jest do badań (np. struktury leków). Dzięki niej można lepiej zrozumieć ich sposób działania i właściwości;
-
produkcja leków - kriogenika bierze udział w produkcji leków biologicznych. Pomaga utrzymać stabilność produktu medycznego czy farmaceutycznego na różnych etapach przetwarzania i przechowywania;
-
przechowywanie i transport próbek - niektóre badania farmaceutyczne wymagają długoterminowego magazynowania próbek biologicznych, takich jak np. komórki macierzyste, tkanki czy surowica. Aby zachowały swoje właściwości, muszą być przechowywane w odpowiednich warunkach, czyli w ekstremalnie niskich temperaturach.
Nie można nie wspomnieć o tym, że wiele firm farmaceutycznych korzysta z ciekłego azotu, aby we własnym zakresie przekształcać go do postaci gazowej - dlaczego? Dzieje się tak ze względu na łatwość transportu cieczy kriogenicznej. Takie metody wytwarzania azotu w gazowej formie mogą obniżyć koszty ponoszone przez przedsiębiorstwa. Nie da się też ukryć, że dodatkową korzyścią jest niższy poziom emisji dwutlenku węgla, co pozytywnie wpływa na ochronę środowiska. Oprócz tego samodzielne wytwarzanie azotu pozwala zwolnić miejsce, które dotąd było potrzebne do magazynowania butli z azotem.
Bezpieczeństwo podczas pracy w warunkach kriogenicznych - o czym należy pamiętać?
Ciecze kriogeniczne są uznawane za bezpieczne. Należy jednak pamiętać o tym, że podczas pracy z nimi należy zachować szczególną ostrożność. To oznacza, że osoby zajmujące się obsługą naczynia kriogenicznego, muszą pamiętać o przygotowaniu odpowiednich środków ochronnych. Zaliczamy do nich przede wszystkim specjalne rękawice, fartuch i gogle. Konieczność tę regulują przepisy BHP.
Miejsca, w których są przechowywane zbiorniki z cieczami kriogenicznymi, muszą być odpowiednio oznaczone. Ponadto naczynia nie mogą znajdować się w takich pomieszczeniach jak m.in. klatki schodowe czy piwnice. Nie mogą być też magazynowane w pobliżu materiałów łatwopalnych czy źródeł ciepła.
Duży wpływ na bezpieczeństwo pracy w warunkach kriogenicznych ma jakość wybranych zbiorników. Każde naczynie, które znajduje się na terenie zakładu farmaceutycznego, musi być wykonane z wysokiej jakości materiałów. Produkt powinien być stabilny i solidny, a także odporny na uszkodzenia. Profesjonalne naczynie kriogeniczne musi mieć certyfikaty i atesty potwierdzające zgodność z obowiązującymi normami. Szeroki wybór takich produktów znajdziesz w naszym e-sklepie.