Ein Kryotank ist ein doppelwandiger, vakuumisolierter Behälter, der flüssigen Stickstoff (LN₂) bei –196 °C speichert und darin oder darüber biologische Proben dauerhaft tiefkalt hält. Die Vakuumisolierung zwischen Innen- und Außenbehälter bremst den Wärmeeintrag so stark, dass nur wenige Liter Stickstoff pro Tag verdampfen.
Damit ist der Kryotank das Arbeitspferd jeder Biobank, jedes Stammzelllabors und jeder GMP-Herstellung von Zelltherapeutika. Wer versteht, wie er aufgebaut ist und wovon seine Haltezeit abhängt, kann Proben sicherer lagern, den Stickstoffverbrauch senken und beim Kauf die richtigen Fragen stellen.
Jeder Kryotank für die Life Sciences folgt demselben Grundprinzip wie eine Thermoskanne, nur für eine Temperaturdifferenz von über 200 Kelvin. Fünf Bauteile bestimmen seine Leistung:
Hinzu kommt die Lagereinrichtung aus Racks, Kassetten oder Boxen, die jede Probe einer festen Position zuordnet. Wie viel davon in einen Tank passt, zeigt unser Beitrag zur Lagerkapazität im Kryotank.
Aluminium ist leicht und wird vor allem für kleinere, mobile Kryobehälter verwendet. Edelstahl ist robuster, leichter zu reinigen und die Regel bei großen stationären Lagertanks. Consarctic® bietet beide Werkstoffe an: die ABV+ Serie aus Aluminium von 4 bis 150 Litern und die Edelstahltanks der Serien ABS+, BSD+ und BSF+.
Ein Kryotank funktioniert passiv: Er kühlt nicht aktiv, sondern hält die Kälte, die der flüssige Stickstoff mitbringt. Die kleine Wärmemenge, die trotz Vakuum eindringt, lässt Stickstoff verdampfen. Die Verdampfungswärme nimmt diese Energie auf, und die Temperatur im Tank bleibt stabil, solange genug Flüssigkeit vorhanden ist.
Das hat zwei Konsequenzen. Erstens braucht ein Kryotank keinen Strom, um kalt zu bleiben, was ihn gegenüber Tiefkühlschränken ausfallsicher macht. Zweitens verbraucht er kontinuierlich Stickstoff, der nachgefüllt werden muss, manuell aus einem Dewar oder automatisch über eine Versorgungsleitung.
Die wichtigste Kennzahl eines Kryotanks ist die statische Verdampfungsrate in Litern pro Tag, gemessen bei geschlossenem Deckel ohne Entnahmen. Aus ihr und dem Füllvolumen ergibt sich die theoretische Haltezeit, also wie lange der Tank ohne Nachfüllen kalt bleibt.
Ein Rechenbeispiel aus dem Datenblatt: Der Consarctic® BSF420+ fasst 464 Liter und hat eine statische Verdampfung von 8,3 Litern pro Tag. Rein rechnerisch reicht eine Füllung damit rund acht Wochen. In der Praxis ist die Reserve kleiner, weil Racks Volumen belegen, jede Öffnung zusätzlichen Stickstoff kostet und ein Mindestfüllstand nie unterschritten werden darf.
Die Haltezeit ist deshalb vor allem eine Sicherheitsreserve: Sie bestimmt, wie viel Zeit bleibt, wenn eine Lieferung ausfällt oder die automatische Befüllung gestört ist.
Proben können direkt im flüssigen Stickstoff oder in der Dampfphase darüber gelagert werden. In der Flüssigphase liegt jede Probe sicher bei –196 °C, doch LN₂ kann in undichte Gefäße eindringen und Keime übertragen. In der Dampfphase entfällt dieser Kontakt; dafür entsteht ein Temperaturgradient von unten nach oben, der kontrolliert werden muss. Die Abwägung beschreiben wir ausführlich im Vergleich Dampfphase oder Flüssigphase.
Physikalisch sind beide vakuumisolierte Gefäße nach dem Prinzip, das James Dewar Ende des 19. Jahrhunderts entwickelt hat. Im Laboralltag unterscheidet man sie nach ihrer Aufgabe: Ein Dewar transportiert oder dosiert Stickstoff, ein Kryotank lagert Proben dauerhaft in einer festen Positionsstruktur. Mehr zu den Gefäßtypen lesen Sie im Beitrag über kryogene Dewargefäße und Flaschen.
Ebenfalls abzugrenzen sind industrielle Tanks für Flüssiggase wie LNG, flüssigen Sauerstoff oder Stickstoff in der Gasversorgung. Sie sind Druckbehälter mit Tausenden Litern Volumen und dienen als Vorrat, nicht als Probenlager. Ein solcher Versorgungstank steht oft vor dem Gebäude und speist über eine vakuumisolierte Leitung die Kryotanks im Labor.
Überall dort, wo biologisches Material über Jahre unverändert erhalten bleiben muss, ist der Kryotank der Standard. Unterhalb von etwa –135 °C kommen biologische Prozesse praktisch zum Stillstand, und genau diesen Bereich deckt die Lagerung in und über LN₂ zuverlässig ab.
Welche Temperatur für welches Material die richtige ist und wann ein Kryotank einem Ultratiefkühlschrank vorzuziehen ist, zeigt unser Vergleich ULT-Freezer vs. Kryotank.
Ein Kryotank ist nur so sicher wie sein Umfeld. Drei Punkte entscheiden im Alltag über die Probensicherheit:
Auch die Konstruktion beeinflusst Betriebskosten und Ergonomie. Die exzentrische Tanköffnung der Consarctic®-Tanks verkleinert die offene Fläche beim Zugriff und senkt den LN₂-Verbrauch um bis zu 30 %; ein drehbarer Boden bringt jedes Rack an die Öffnung, ohne dass Proben lange außerhalb der Kälte bleiben. Wie Sie den Verbrauch darüber hinaus senken, lesen Sie im Beitrag LN₂-Verbrauch senken.
Ein gut gebauter Edelstahltank erreicht 20 Jahre und mehr. Begrenzt wird die Lebensdauer meist durch das langsam nachlassende Isoliervakuum, das sich in einem steigenden Stickstoffverbrauch zeigt, lange bevor die Temperatur leidet. Wie Sie das erkennen und einen Austausch planen, erklärt der Beitrag zur Kryotank-Lebensdauer.
Die richtige Wahl hängt von Probenformat, Menge, Wachstumsplanung, Raum und regulatorischem Rahmen ab. Einen Überblick über Größen, Werkstoffe und Ausstattung finden Sie bei den Consarctic® Kryotanks; Kriterien für den Einkauf fasst unser Leitfaden zum Stickstoffbehälter-Kauf zusammen.
Consarctic® ist ein marktführender deutscher Hersteller kryogener Systeme für die Life Sciences, zertifiziert nach EN ISO 13485 und ISO 9001, mit über 1.500 Kunden in mehr als 30 Ländern. Wir liefern Kryotanks, Lagereinrichtung, LN₂-Versorgung und Überwachung als ein System, inklusive IQ/OQ durch zertifizierte Techniker und 24/7-Notfallservice.
Sie planen neue Lagerkapazität oder wollen einen bestehenden Kryotank ersetzen? Sprechen Sie mit unseren Experten über die Lösung, die zu Ihren Proben passt.
Ein Kryotank hält flüssigen Stickstoff in einem vakuumisolierten Doppelwandbehälter. Der geringe Wärmeeintrag lässt etwas Stickstoff verdampfen, wodurch die Temperatur stabil bei bis zu –196 °C bleibt. Der Tank benötigt keinen Strom; er muss nur regelmäßig nachgefüllt werden.
Das hängt von Füllvolumen und statischer Verdampfung ab. Ein Tank mit 464 Litern und 8,3 Litern Verdampfung pro Tag reicht rechnerisch rund acht Wochen. Im Betrieb ist die Reserve kürzer, weil Racks Volumen belegen und jede Öffnung Stickstoff kostet.
Beide sind vakuumisolierte Gefäße. Ein Dewar dient im Labor vor allem dem Transport und Umfüllen von Stickstoff, ein Kryotank der dauerhaften, positionsgenauen Lagerung von Proben mit Racks, Überwachung und oft automatischer Befüllung.
Kryotanks lagern Proben in Biobanken, Zell- und Gentherapie, Stammzell- und Nabelschnurblutbanken, Pharmaforschung und klinischen Studien sowie in der Reproduktionsmedizin. Entscheidend ist überall die Langzeitstabilität unterhalb von –135 °C.