-140 °C. Anwendungen der Erfindung sind bei der Kryokonservie ^¬ rung von Proben, insbesondere von biologischen Proben, gegeben . Die Kryokonservierung von Proben (Überführung der Proben in den gefrorenen Zustand und Lagerung der gefrorenen Proben) ist ein wichtiges Verfahren beim Betrieb von Probenbanken. Insbesondere für biologische Proben und deren Lagerung in Kryobiobanken stellt die Kryokonservierung eine unverzichtba- re Technik für Anwendungen z.B. für die Gesundheitsvorsorge, den Umweltschutz und die Arterhaltung, insbesondere durch Kliniken oder Pharmaunternehmen dar. Biologische Proben werden gewöhnlich in Probenbehältern (z.B. Röhrchen, so genannte „straws", Beutel oder Kästen, typischerweise aus kältever- träglichem Kunststoff) gelagert, deren Größe in Abhängigkeit von der Größe der biologischen Probe (z.B. biologische Zellen, Zellbestandteile, Zellgruppen, Gewebe oder Organe) ge ^¬ wählt ist und die in Lagerbehältern angeordnet sind. Im kryokonservierten Zustand werden die biologischen Proben typischerweise bei Temperaturen unterhalb von -80°C gelagert. Für besonders wertvolle Proben, wie z.B. embryonale Zellen, Suspensionskulturen oder Gewebefragmente, werden Temperaturen unterhalb von -140°C bis hin zur Temperatur des flüssigen Stickstoffs (bei Normaldruck -196°C) gewählt. Für die Qualität kryokonservierter Proben ist die zuverlässi ^¬ ge Erhaltung der Kryokonservierungstemperatur von erheblicher Bedeutung. Für künftige Anwendungen der biologischen Proben, z.B. bei Zelltherapien mit aktuellen oder zukünftigen medizi- nischen Verfahren, bei der Entwicklung von Pharmaka oder biotechnologischen Produkten, oder als gelagerte Ressourcen, ist die Vermeidung einer unerwünschten Erwärmung zwingend notwendig. Dies stellt bei der Langzeitlagerung über Jahre, Jahrzehnte oder noch größere Zeiträume eine Herausforderung dar. Neben der Erhaltung der Kryokonservierungstemperatur wird die Probenqualität auch durch die Vermeidung von Temperatursprüngen während der Kryokonservierung bestimmt. Diese Anforderung ist auch bei Kurzzeitlagerungen im Bereich von Tagen, Wochen oder Monaten zu beachten.

Beim Betrieb von Kryobiobanken stellt sich häufig die Aufga ^¬ be, dass kryokonservierte Proben transportiert werden müssen. Beispielsweise werden kryokonservierte Proben im gefrorenen Zustand von einer zentralen Kryobiobank zum Anwendungsort, z.B. in einer Klinik, transportiert. Eine andere Transport ^¬ aufgabe ergibt sich, wenn eine komplette Kryobiobank umge ^¬ setzt werden muss, wie es unter praktischen Bedingungen bei fast allen Langzeitanwendungen erforderlich ist. Ab einer gewissen Sammlungsgröße einer Kryobiobank erweisen sich die Räume zur Aufnahme von Lagerbehältern als zu klein, oder Si- cherheits- oder Qualitätsstandards erfordern den Bezug neuer Räume .

Für die genannten Transportaufgaben müssen die Erhaltung der Kryokonservierungstemperatur und die Vermeidung von Temperatursprüngen im kryokonservierten Zustand gewährleistet sein. Selbst Temperaturerhöhungen von z.B. -150°C auf -70°C, also noch unterhalb des Gefrierpunkts von Wasser, können zu uner ^¬ kannten Qualitätsminderungen der Proben führen. Im Ergebnis kann der Wert einer kryokonservierten Probe oder einer ganzen Probensammlung bis hin zur Unbrauchbarkeit und einem irrever- siblen Verlust vermindert sein. Die Erfüllung dieser Anforde ^¬ rungen stellt insbesondere bei der Umsetzung von Kryobioban- ken eine bisher nur unvollständig gelöste Herausforderung dar .

Bisher ist es in der Praxis üblich, zum Transport kryokonser- vierter Proben den kompletten Lagerbehälter auf ein Kraftfahrzeug zu verladen und mit diesem zu transportieren. Die herkömmlichen Lagerbehälter umfassen typischerweise Stahl- Dewar-Behälter, die mit flüssigem Stickstoff gekühlt sind und ein Innenvolumen bis zu einigen Kubikmetern aufweisen. Im Innern der Stahl-Dewar-Behälter befinden sich Regale (Proben- racks) , auf denen z.B. tausende Proben in Probenbehältern angeordnet sind. Der Transport der Behälter mit dem flüssigen Stickstoff im öffentlichen Verkehr stellt eine Gefahrenquelle dar, die zu erheblichen Sicherheitsauflagen führt. Problematisch ist ferner, dass die meisten mit flüssigem Stickstoff gekühlten Lagerbehälter für einen Transport ungeeignet sind. Im Dewar-Behälter ist ein inneres Gefäß von einem äußeren Ge- fäß durch einen Vakuumraum getrennt. Zur Vermeidung von Wärmebrücken wird das innere Gefäß an möglichst wenigen Positio ^¬ nen von Trägerelementen gehalten. Diese Trägerelemente halten jedoch Kräfte, wie sie z.B. beim Transport in land-, wasser- oder luftgebundenen Fahrzeugen auftreten, nicht aus.

Aus der Praxis sind stabilisierte Dewar-Behälter bekannt (siehe z. B. US 2002/0084277 AI), die jedoch aufgrund des Transports des flüssigen Stickstoffs weiter eine Gefahren ^¬ quelle darstellen. Es ist zwar möglich, im Lagerbehälter ei- nen Metallschaum zur Aufnahme des flüssigen Stickstoffs anzu ^¬ ordnen. Eine Verdampfung von flüssigem Stickstoff und eine Verdrängung von Luft in einem Transportraum sind jedoch unvermeidbar, so dass für den Nutzer eine Erstickungsgefahr beim Betreten des Transportraums besteht. Eine Belüftung des Transportraums soll jedoch vermieden werden, da sie zu einer unerwünschten Erwärmung und darüber hinaus zum Niederschlag von gefrorenem Eis auf Behälteroberflächen führen würde.

Ein weiterer Nachteil des Transports kryokonservierter Proben in Stickstoff-gekühlten Behältern ergibt sich bei Transportzeiten im Bereich von einigen Stunden bis zu Tagen. Um die Stickstoff-Kühlung aufrechtzuerhalten, muss während des

Transports flüssiger Stickstoff nachgetankt werden, was zu einem erheblichen Zusatzaufwand führen würde.

Zur Vermeidung der genannten Probleme beim Transport der Lagerbehälter ist aus der Praxis bekannt, die Proben in kleine ^¬ re mobile Behälter umzuladen, die mit Blick auf den Stickstoffaustritt und die auftretenden Kräfte für den Transport besser geeignet sind, wie z.B. in kleinere Dewar-Behälter oder Behälter mit ausgeschäumten Wänden, insbesondere Styro- porboxen. Beim Umladen der Proben in die Transportbehälter besteht jedoch die Gefahr einer unkontrollierten Temperaturerhöhung. Häufig erfolgt dann ein Transport mit einer tem- porären Kühlung mit Trockeneis (C02-Schnee) , wobei jedoch ei ^¬ ne Transporttemperatur oberhalb von etwa -78 °C in Kauf genommen werden muss. Dies ist für eine Langzeitlagerung wertvoller und lebender Zellproben jedoch inakzeptabel, da die Qualität der kryokonservierten Proben beim Transport abnehmen kann.

Es ist auch bekannt, gefrorene Lebensmittel mit Kühlfahrzeu ^¬ gen zu transportieren, die mit einer aktiven elektrischen Kühlung ausgestattet sind. Diese Kühlung genügt jedoch typi- scherweise nur für einen Temperaturbereich von rund -20°C bis -60°C, was für einen zuverlässigen Transport von kryokonservierten Proben nicht ausreichend ist.

Die genannten Probleme bestehen nicht nur beim Transport bio- logischer Proben, sondern auch bei anderen kryokonservierten Proben, bei denen auch während des Transports die Kryokonser- vierungstemperatur zuverlässig aufrechterhalten bleiben muss.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen verbesserten Kühlbehälter und ein verbessertes Verfahren bereitzustellen, die für eine Lagerung und/oder einen Transport von Proben bei einer Temperatur unterhalb von -80°C geeignet sind und mit denen Nachteile und Beschränkungen herkömmlicher Techniken vermieden werden. Der Kühlbehälter bzw. das Transportverfah- ren sollen insbesondere für einen gefahrlosen Transport auf öffentlichen Verkehrswegen geeignet sein, eine Kühltemperatur unter -80°C, insbesondere unter -100°C, über Tage oder Wochen ermöglichen, eine verminderte Empfindlichkeit gegenüber

Schwingungen und Kräften beim Transport aufweisen, einen ver- minderten Energie- und Kühlmittelverbrauch während des Trans ^¬ ports aufweisen, eine erhöhte Havariesicherheit und ein ver ^¬ mindertes Gefährdungspotential bei mechanischen Beschädigun ^¬ gen ermöglichen und/oder für vereinfachte Be- und Entladevorgänge geeignet sein.

Diese Aufgaben werden durch einen Kühlbehälter und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Gemäß einem ersten allgemeinen Gesichtspunkt der Erfindung wird die genannte Aufgabe durch einen Kühlbehälter gelöst, der für eine Lagerung und/oder einen Transport von Proben, insbesondere biologischen Proben, bei einer Temperatur unter- halb von -80°C, insbesondere unterhalb von -100°C, z.B. un ^¬ terhalb -160°C, konfiguriert ist.

Gemäß der Erfindung umfasst der Kühlbehälter einen Innenbehälter mit einem Innenraum zur Aufnahme der Proben, eine Kühlkörpereinrichtung, die zur passiven Kühlung des Innenraums angeordnet ist, Behälterwände, die den Innenbehälter seitlich und nach unten begrenzen, und einen Behälterdeckel, mit dem der Innenbehälter nach oben, d. h. an einer Oberseite des Kühlbehälters verschließbar ist. Die Behälterwände sind für eine thermische Isolation und einen Schutz des Innenbe- hälters relativ zu einer Umgebung des Kühlbehälters einge ^¬ richtet. Sie besitzen einen Schichtaufbau mit mehreren Wand ^¬ schichten, die mindestens eine Thermoisolationsschicht und mindestens eine äußere Prallschutzschicht umfassen. Des Weiteren weist mindestens eine der Behälterwände, vor ^¬ zugsweise jede der Behälterwände, an den Horizontal- und Bo ^¬ denseiten des Innenbehälters einen schichtförmigen Hohlraum auf, der sich flächig entlang der jeweiligen Behälterwand erstreckt. Der Hohlraum, der z. B. durch eine Doppelwandanord- nung gebildet wird, ist in mindestens einer Betriebsphase des Kühlbehälters evakuierbar und in mindestens einer anderen Be ^¬ triebsphase des Kühlbehälters mit einem Arbeitsgas befüllbar. Der Hohlraum ist dafür ausgelegt, wahlweise für die Evakuie ^¬ rung mit einer Vakuumpumpe oder für die Beaufschlagung mit dem Arbeitsgas mit einem Arbeitsgasreservoir (oder der äußeren Atmosphäre) verbunden und nach der Evakuierung oder der Beaufschlagung mit dem Arbeitsgas gegenüber der Umgebung geschlossen zu werden. Gemäß einem zweiten allgemeinen Gesichtspunkt der Erfindung wird die oben genannte Aufgabe durch ein Verfahren zum Trans ^¬ port von Proben, insbesondere biologischen Proben, bei einer Temperatur unterhalb von -80 °C, insbesondere unterhalb von -100°C, z.B. unterhalb von -160°C, mit einem erfindungsgemä- ßen Kühlbehälter gemäß dem oben genannten ersten allgemeinen Gesichtspunkt der Erfindung gelöst, wobei bei einem ersten Schritt (Vorbereitung des Transports) eine Abkühlung des Kühlbehälters erfolgt, in einem zweiten Schritt (Beschickung) die Proben in den Innenraum des Innenbehälters geladen werden und in einem dritten Schritt (Transport) der Kühlbehälter an einen Zielort bewegt wird. Die Abkühlung des Kühlbehälters erfolgt derart, dass der Innenbehälter mit flüssigem Stickstoff beaufschlagt wird, wobei die Kühlkörpereinrichtung, der Innenbehälter und die zum Innenbehälter weisenden Bereiche der Behälterwände und des Behälterdeckels abgekühlt werden, bis der Innenbehälter die Temperatur flüssigen Stickstoffs erreicht ist. Vorzugsweise ist der Hohlraum der mindestens einen Behälterwand während der Abkühlung des Kühlbehälters mit einem Arbeitsgas beaufschlagt. Vorteilhafterweise wird damit die Abkühlung der an den Innenbehälter angrenzenden Be- reiche der Behälterwände beschleunigt. Des Weiteren wird vor ^¬ zugsweise während der Beschickung des Innenraums und des Transports der Proben der Hohlraum evakuiert. Vorteilhafterweise wird damit eine verbesserte thermische Isolation des Innenbehälters gegenüber der Umgebung erzielt.

Der erfindungsgemäße Kühlbehälter hat den Vorteil, dass der Innenbehälter und die Kühlkörpereinrichtung für eine Abkühlung mit flüssigem Stickstoff bis auf die Temperatur des flüssigen Stickstoffs ausgelegt sind und die Behälterwände und der Behälterdeckel eine Thermoisolation bereitstellen derart, dass die gewünschte Kryokonservierungstemperatur auch nach Entfernung des flüssigen Stickstoffs aus dem Innenbehäl ^¬ ter und der Aufnahme der Proben im Innenraum für den Transportzeitraum, insbesondere mindestens einen Tag, bevorzugt mindestens fünf Tage, erhalten bleibt. Die Erfinder haben festgestellt, dass die Wärmekapazität der Kühlkörpereinrich ^¬ tung und der an den Innenbehälter angrenzenden Bereiche der Behälterwände und des Behälterdeckels und die Wärmeleitfähig ^¬ keit der Thermoisolationsschichten der Behälterwände so ein- stellbar sind, dass bei einer Umgebungstemperatur im Bereich von Raumtemperatur oder darüber, z.B. bis zu 40°C, eine Erwärmung des Innenbehälters so verzögert werden kann, dass für die gewünschte Transportdauer die Kryokonservierungstempera ^¬ tur zuverlässig und unterbrechungsfrei eingehalten werden kann. Vorteilhafterweise ermöglicht der Kühlbehälter eine La ^¬ gerung und/oder einen Kühltransport der Proben ohne den gleichzeitigen Transport von flüssigem Stickstoff. Der Kühlbehälter ist insbesondere für einen Betrieb ohne ein flüssi ^¬ ges Kühlmittel ausgelegt. Gefahrenquellen der herkömmlichen Techniken werden daher ausgeschlossen. Der Transport insbe- sondere auf öffentlichen Verkehrswegen wird vereinfacht.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Behälterwände mit der mindestens einen äußeren Prallschutzschicht ausgestattet sind. Diese ermöglicht in Zusammenwir- kung mit der mindestens einen Thermoisolationsschicht eine schwingungsarme und von der Wirkung äußerer Stöße freie An ^¬ ordnung des Innenbehälters.

Die Kühlkörpereinrichtung stellt vorteilhafterweise eine pas- sive Kühlung des Innenraums bereit. Zusatzeinrichtungen zur Versorgung mit flüssigem Stickstoff oder anderen Kühlmedien während des Transports werden damit vermieden.

Die passiv wirkende Kühlkörpereinrichtung hat ferner den Vor- teil, dass während des Transports oder anderer Wartezeiten keine Energieversorgung zur Aufrechterhaltung der Kryokonser- vierungstemperatur erforderlich ist. Des Weiteren wird die Havariesicherheit erhöht und das Gefährdungspotential bei me ^¬ chanischer Beschädigung, z.B. im Falle eines Transportun- falls, minimiert.

Ein besonderer Vorteil ergibt sich aus der Doppelfunktion des Hohlraums an mindestens einer der Behälterwände. Der Hohlraum bildet einen flächenhaften, schichtförmigen, abgeschlossenen Raum, der während der Abkühlung des Innenbehälters mit der

Umgebungsatmosphäre oder einem Arbeitsgas, wie z.B. gasförmi ^¬ gem Stickstoff, bei Normaldruck oder bei einem relativ zum Atmosphärendruck erhöhten Druck beaufschlagt wird und damit die Abkühlung (Wärmeentzug) im Inneren des Kühlbehälters be- schleunigt. Die Umgebung des Innenbehälters, insbesondere die angrenzenden Bereiche der Behälterwände wird gemeinsam mit dem Innenbehälter abgekühlt. Nach der Abkühlung kann der Hohlraum evakuiert werden, um einen Wärmestrom von der Umgebung zu dem Innenbehälter zu minimieren. Die Doppelfunktion des Hohlraums bietet anders als herkömmli ^¬ che Dewar-Gefäße mit einem dauerhaft evakuierten Wärmeisola ^¬ tionsraum insbesondere die folgenden verschiedenen Nutzungsmodi des Kühlbehälters:

a) Abkühlen des Systems vor der Nutzung (Hohlraum durch Gas- füllung in gute Wärmeleitung versetzen, so dass zunächst die

Wandwärme nach innen entzogen wird.),

b) Weitere Kühlung, indem der Hohlraum in der Behälterwand unter geringen Unterdruck gesetzt wird, damit die Verflüssi ^¬ gungstemperaturzone für Sauerstoff in diesem Hohlraum liegt. c) Nach Ende der aktiven Kühlung (Tage bis zu Wochen am

Standort) , Transport und Nutzung im gekühlten, aber kühlmit ^¬ telfreien Zustand, bis die langsame Erwärmung durch die iso ^¬ lierte Wand die vorgegebene Grenztemperatur (z.B. -80° C) überschreitet. Der Hohlraum kann dann auch Atmosphärendruck annehmen oder auch der leichte Unterdruck beibehalten werden, da kein Sauerstoff mehr verflüssigt wird (denn sehr bald im Modus der Nutzung wird die Innentemperatur die Verflüssi ^¬ gungstemperatur des Sauerstoff (-183°C) überschreiten). Der Hohlraum kann somit zusätzlich zur Veränderung der Wärmeleitung durch die Wand in den verschiedenen Nutzungsmodi eine Flüssigsauerstofffalle bilden, wodurch die Betriebssicherheit des Kühlbehälters verbessert wird. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Kühlfahrzeugs ergibt sich aus der Bereitstellung des Behälterdeckels an der Oberseite des Kühlbehälters. Abweichend von herkömmlichen Kühlbehältern besitzt der erfindungsgemäße Kühlbehälter vorzugsweise an keiner der Seitenwände eine Zugriffsöffnung, z.B. in Gestalt einer Tür oder eines Fensters. Die Behälterwände in horizontaler Seitenrichtung und zum Boden hin sind dicht geschlossen. Die Beschickung des Innenraums und die Entnahme von Proben aus diesem erfolgen ausschließlich durch den Behälterdeckel. Vorteilhafterweise kann bei Öffnung des Behälterdeckels keine kalte Luft aus dem Innenbehälter des Kühlbehälters abfließen, so dass an die Geschwindigkeit der Beschickung des Innenraums und der Entnahme von Proben geringere Anforderungen gestellt werden als bei herkömmlichen Techniken. Im Ergebnis werden die Be- und Entladevorgänge am Kühlbehälter vereinfacht.

Vorteilhafterweise ist das Innenvolumen des Innenbehälters im erfindungsgemäßen Kühlbehälter skalierbar. Das Innenvolumen kann mindestens 1 m ³ , vorteilhafterweise mindestens 5 m ³ , z.B. 10 m ³ oder mehr, insbesondere bis zu 30 m ³ betragen. Mit zunehmendem Innenvolumen besteht die Möglichkeit, die Wirksamkeit der Kühlkörpereinrichtung zu verbessern.

Wenn gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der Hohlraum im Schichtaufbau von mindestens einer der Behäl- terwände enthalten ist, so dass sich zwischen dem Hohlraum und dem Innenbehälter Wandschichten der Behälterwand befinden, wird vorteilhafterweise die Nutzung der inneren, behäl- terseitigen Wandschichten als zusätzliche Kühlkörper verbessert. Wenn gemäß einer alternativen Ausführungsform der Er- findung der Hohlraum zwischen der innersten Wandschicht von mindestens einer der Behälterwände und dem Innenbehälter angeordnet ist, wird vorteilhafterweise der Aufbau der Behäl ^¬ terwände und des Innenbehälters vereinfacht. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Hohlraum, der besonders bevorzugt an allen Behälterwänden vorgesehen ist, so angeordnet und evakuierbar, dass ein Temperaturgradient zwischen der Außenseite des Kühl ^¬ behälters und dem Innenraum des Kühlbehälters im Hohlraum ei- nen Temperaturbereich durchläuft, der den Verflüssigungspunkt (Verflüssigungstemperatur) von Sauerstoff im Hohlraum ent- hält. Der Hohlraum befindet sich in einer Tiefe in den Behälterwänden derart, dass in Abhängigkeit von der Außentempera ^¬ tur, der Innentemperatur, der Wärmeleitung in den Behälterwänden und dem Druck im Hohlraum die Temperatur im Hohlraum den Verflüssigungspunkt von Sauerstoff enthält.

Besonders bevorzugt werden die Position und Breite des Hohl ^¬ raums in Dickenrichtung der Behälterwände (d. h. in einer Richtung senkrecht zur Behälteroberfläche) und der Druck im Hohlraum so gewählt, dass die Temperatur an der Außenwand des Hohlraumes -180°C nicht unterschreitet. Der Verflüssigungs ^¬ punkt von Sauerstoff liegt bei Normaldruck bei ca. -183°C und damit innerhalb des abgeschlossenen Volumens des Hohlraums. Auf diese Weise wird eine gefährliche Ansammlung von flüssi- gern Sauerstoff außerhalb des Innenbehälters und des Hohl ^¬ raums, Insbesondere in den Behälterwänden, vermieden. Durch den nahezu gasdichten Innenraum kann flüssiger Sauerstoff nur in Kleinstmengen einmalig ausfallen und reichert sich nicht an. Eine Brandgefahr und eine Beschädigung von Wandmaterialen werden ausgeschlossen. Der Hohlraum erfüllt damit zwei Aufgaben, nämlich erstens die Steuerung der Wärmeleitung zwischen der Umgebung des Kühlbehälters und dem Innenbehälter bei der Abkühlung und während des Transports, und zweitens die Verle ^¬ gung des Verflüssigungspunkts des Sauerstoffs in den Behäl- terwänden vom massiven Wandbereich des Kühlbehälters in das

Innenvolumen des Hohlraums. Beide Aufgaben lassen sich insbesondere durch die Wahl des Arbeitsgasdrucks im Hohlraum, des ^¬ sen Breite in Dickenrichtung der Behälterwände und dessen Anordnung innerhalb der Behälterwände erfüllen. Der Hohlraum besitzt in Dickenrichtung der Behälterwände vorzugsweise eine Breite, die im Bereich von 1 cm bis 10 cm gewählt ist. Die Anordnung innerhalb der Behälterwände und der Innendruck im Hohlraum werden in Abhängigkeit von der Wärmeisolation der Behälterwände gewählt. Der Innendruck ist vorzugsweise unter- halb von 350 mbar, besonders im Bereich von 0,1 mbar bis 10 mbar gewählt. Vorzugsweise ist der Hohlraum mit einer Ventileinrichtung, insbesondere einem 3-Wege-Ventil , ausgestattet, die für eine wahlweise Verbindung des Hohlraums mit einer Vakuumpumpe oder mit einem Arbeitsgasreservoir (oder der äußeren Atmosphäre) ausgelegt ist. Der Druck im Hohlraum kann durch eine Steuerung des Betriebs der Vakuumpumpe oder des Arbeitsdrucks im Arbeitsgasreservoir so eingestellt werden, dass die gewünschte Temperatur im Hohlraum gleich der Verflüssigungstemperatur des Sauerstoffs bei dem jeweiligen Druck im Hohlraum eingestellt wird. Diese Einstellung kann mit einem Regelkreis in Abhängigkeit von den Außen- und Innentemperaturen und den vorbekannten Wärmeleitungseigenschaften der Behälterwände geregelt werden.

Vorzugsweise sind die Behälterwände und der Behälterdeckel gasundurchlässig. Vorteilhafterweise wird damit ein Eindrin ^¬ gen von Luftfeuchtigkeit in die Behälterwände und den Innen ^¬ behälter vermieden. Die Gasundurchlässigkeit wird vorzugswei- se durch die Bereitstellung einer Folienschicht in den Behälterwänden und den Behälterdeckel erzielt, die besonders be ^¬ vorzugt an die äußere Prallschutzschicht angrenzend angeord ^¬ net ist. Der Schichtaufbau der Wandschichten der Behälterwände umfasst mindestens eine, vorzugsweise mehrere Thermoisolationsschich- ten. Eine Thermoisolationsschicht umfasst vorzugsweise eine Vakuumpad-Wand, die aus einer Vielzahl gestapelter Vakuumpads aufgebaut ist. Eine weitere Thermoisolationsschicht umfasst vorzugsweise Schaumstoffplatten aus einem nicht brennbaren Material, besonders bevorzugt Kunststoffmaterial . Es können mehrere Vakuumpad-Schichten und Schaumstoff-Schichten vorgesehen sein, die nach außen hin durch die äußere Prallschutzschicht und die Folienschicht eingeschlossen sind. Gemäß ei- ner vorteilhaften Variante der Erfindung kann mindestens eine weitere Thermoisolationsschicht, umfassend eine Lage partiku- lären Feststoffs, z.B. pyrogener Kieselsäure (SiCl ₄ )mit einer Infrarot-Trübung, vorgesehen sein. Die Lage partikulären Feststoffs hat besondere Vorteile als Wärmedämmschicht. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Kühlkörpereinrichtung mindestens einen Kühlkörper auf, der im Innenbehälter oder einer Innenwand des Innenbehälters, an den Innenraum unmittelbar angrenzend zur passiven Kühlung des Innenraums angeordnet ist. Der Kühlkör- per umfasst allgemein einen Festkörper oder ein bei Raumtemperatur aus festen und fließfähigen Bestandteilen zusammengesetzten Körper mit einem guten Verhältnis zwischen Wärmekapazität und Eigengewicht, besonders bevorzugt Aluminium oder Eisen. Die Erfinder haben festgestellt, dass die Bereitstel- lung des mindestens einen Kühlkörpers, vorzugsweise am Boden des Innenbehälters, ausreichend ist, um die passive Kühlung des Innenbehälters während des Transports aufrechtzuerhalten.

Wenn gemäß einer besonders vorteilhaften Variante der Erfin- dung die Kühlkörpereinrichtung mehrere Kühlkörper umfasst, die zwischen einem aufgefächerten Zustand mit einer größeren Kühlkörperoberfläche und einem kompakten Zustand mit einer geringeren Kühlkörperoberfläche verstellbar sind, ergeben sich Vorteile für eine schnelle Abkühlung des Innenbehälters. Besonders bevorzugt sind die Kühlkörper als schichtförmige

Kühllagen gebildet, die im aufgefächerten Zustand voneinander beabstandet sind und unmittelbar mit flüssigem Stickstoff be ^¬ aufschlagt werden können und die im kompakten Zustand einen Kühllagenstapel bilden.

Wenn gemäß einem weiteren bevorzugten Merkmal der Erfindung der Innenbehälter eine Bodenwanne aufweist, die zur Aufnahme von flüssigem Stickstoff konfiguriert ist, ergeben sich Vorteile für die vereinfachte Abkühlung des Kühlbehälters. Die Bodenwanne wird zur Abkühlung bei der Vorbereitung des Kühlbehälters zum Transport mit flüssigem Stickstoff gefüllt, bis die gewünschte Endtemperatur des Innenbehälters erreicht ist. Besonders bevorzugt ist die Bodenwanne mit einem Feststoff- Schaum, wie z.B. einem Metallschaum, gefüllt, der vorteilhafterweise einen weiteren Kühlkörper im Innenbehälter bildet.

Der Behälterdeckel des erfindungsgemäßen Kühlbehälters hat vorzugsweise einen Schichtaufbau wie die Behälterwände. Be ^¬ sonders bevorzugt ist der Behälterdeckel an einer Auflagesei ^¬ te, die zur Auflage auf den Querschnittsflächen der Behälter- wände an der Oberseite des Kühlbehälters vorgesehen ist, mit einem Deckelauflageprofil , z.B. einem Mäanderprofil versehen, während die Behälterwände mit einem Wandquerschnittsprofil ausgebildet sind. Das Deckelauflageprofil und das Wandquer ^¬ schnittsprofil sind zueinander passend so gebildet, dass bei- de Profile im geschlossenen Zustand des Kühlbehälters inein ^¬ andergreifen. Vorteilhafterweise wird dadurch der Wärmestrom von der Umgebung zum Innenbehälter minimiert.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfin- dung kann der Kühlbehälter zusätzlich mit einer Kühleinrichtung zur aktiven Kühlung des Innenraums eingerichtet sein. Die Kühleinrichtung umfasst z.B. ein elektrisch betriebenes Kühlgerät, das zur unterstützenden Kühlung des Innenbehäl ^¬ ters, insbesondere während Be- und Entladevorgängen einge- richtet ist.

Es wird als unabhängiger Gegenstand der Erfindung ein Kühlfahrzeug beschrieben, das für einen Transport von Proben, insbesondere biologischen Proben, bei einer Temperatur unter- halb von -80°C, insbesondere unterhalb von -100°C, z.B. un ^¬ terhalb -160°C, konfiguriert ist und einen Kühlbehälter gemäß dem obigen ersten allgemeinen Gesichtspunkt der Erfindung und ein Fahrwerk aufweist. Der Kühlbehälter ist am Fahrwerk, insbesondere einer Ladeplattform des Fahrzeugs, dauerhaft oder lösbar befestigt und/oder auf einer Ladeplattform des Fahrwerks aufgestellt. Gemäß einer weiteren Variante kann das Kühlfahrzeug mit einer Kraneinrichtung ausgestattet sein, die zur Bewegung von Proben in den Innenbehälter oder aus dem Innenbehälter eingerichtet ist. Vorteilhafterweise bildet die Kraneinrichtung ein integriertes Transfersystem zur Be- und Entladung der Proben in einem temperaturüberwachten, definierten Zeitraum, z.B. aus einem Lagerbehälter in einer Kryobiobank in den Innenbehälter des Kühlfahrzeugs oder von diesem in einen neuen Lagerbehälter oder an einen Ort der Nutzung der kryokonser- vierten Proben.

Das Kühlfahrzeug kann mit einem eigenen Antrieb ausgestattet sein. In diesem Fall ist das Kühlfahrzeug vorzugsweise ein Lastkraftwagen. Alternativ kann das Kühlfahrzeug als Anhänger für eine Zugmaschine ausgebildet sein. In beiden Fällen um- fasst der Kühlbehälter des Kühlfahrzeugs vorzugsweise Außen ^¬ maße, die gleich den Maßen eines Standard-Containers, z.B. eines ISO-Containers gewählt sind. Das Fahrwerk des Kühlfahr ^¬ zeugs kann z. B. ein Containerchassis (Fahrgestell für ISO- Container) umfassen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Figur 1: schematische Perspektivansichten einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kühlbehälters und von dessen Teilen;

Figuren 2 und 3: schematische Schnittansichten des Kühlbehäl ^¬ ters in verschiedenen Betriebsphasen des Kühlbehälters ; Figur 4: schematische Schnittansichten des Kühlbehäl ^¬ ters mit Illustrationen des Behälterdeckels und der Kühlkörpereinrichtung; Figuren 5 bis 8: schematische Schnittansichten des Schicht ^¬ aufbaus der Behälterwände gemäß bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kühlbehälters ; Figur 9: eine schematische Schnittansicht des Schicht ^¬ aufbaus des Behälterdeckels gemäß einer be ^¬ vorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kühlbehälters; Figur 10: eine schematische Schnittansicht des Kühlbe ^¬ hälters mit Probenracks im Innenraum;

Figur 11: Kurvendarstellungen zur Illustration der Kühleigenschaften des erfindungsgemäßen Kühlbe- hälters;

Figur 12: Außenansichten einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kühlbehälters;

Figur 13: Außenansichten eines Kühlfahrzeugs, das mit dem Kühlbehälter ausgestattet ist; und

Figur 14: eine schematische Illustration einer Kraneinrichtung an einem Kühlfahrzeug. Merkmale bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kühlbehälters werden im Folgenden insbesondere unter Bezug auf die strukturellen Merkmale des Kühlbehälters beschrieben, Der Kühlbehälter kann dauerhaft oder zeitweilig mit einem Fahrwerk verbunden sein, das schematisch in den Figuren 13 und 14 gezeigt ist. Das Fahrwerk kann in seinen Einzelheiten gestaltet sein, wie es von herkömmlichen Lastkraftwagen oder deren Anhängern bekannt ist. Vorteilhafterweise ist der Kühl ^¬ behälter autonom betriebsfähig, so dass eine Kopplung mit Betriebseinrichtungen des Kraftfahrzeugs nicht zwingend erfor ^¬ derlich ist. Falls das Kühlfahrzeug mit einer aktiven Kühl- einrichtung, insbesondere einem elektrischen Kühlgerät, und/oder einer Kraneinrichtung ausgestattet ist, können diese mit den Betriebseinrichtungen des Kraftfahrzeugs verbunden sein . Es wird beispielhaft auf eine Gestaltung des Kühlbehälters Bezug genommen, der die Maße eines ISO-Containers gemäß

Norm 668 (Breite: 8 Fuß = 2,4384 m; Länge: 20 Fuß = 6,096 m oder 40 Fuß = 12,192 m; und Höhe: 8 Fuß 6 Zoll = 2,591 m) be ^¬ sitzt. Die praktische Anwendung ist nicht auf Kühlbehälter dieser Maße beschränkt, sondern mit Kühlbehältern anderer Maße entsprechend möglich, wobei allgemein vorzugsweise ein quaderförmiger Kühlbehälter mit Maßen eines standardisierten Containers verwendet wird. Abweichend von den herkömmlichen Standard-Containern besitzt der erfindungsgemäß verwendete Kühlbehälter jedoch keine Seitentür, sondern einen Behälterdeckel, wie insbesondere in Figur 1 illustriert ist.

Der erfindungsgemäße Kühlbehälter kann fest mit dem Fahrwerk, z.B. einem Fahrzeugrahmen oder einer Ladeplattform, eines Kühlfahrzeugs verbunden sein, so dass der Kühlbehälter gemeinsam mit dem Fahrwerk bewegt werden kann.

Die Figuren 1A und 1B zeigen in schematischer Perspektivansicht die Hauptbestandteile einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kühlbehälters 100. Einzelheiten des Innenbehälters 10, der Behälterwände 30 und des Behälterdeckels 40 sind in den Figuren 1A und 1B aus Klarheitsgründen nicht gezeigt (siehe unten) . Der Kühlbehälter 100 umfasst den Innenbehälter 10, der einen Innenraum 11 zur Aufnahme der Proben (nicht dargestellt) ein- schließt (siehe Figur 1B) , die Kühlkörpereinrichtung 20

(schraffiert dargestellt) , die am Boden des Innenbehälters 10 angeordnet ist, Behälterwände 30, die den Innenbehälter 10 einschließen und an Horizontalseiten und einer Bodenseite be- grenzen, und den Behälterdeckel 40, mit dem der Kühlbehälter an seiner Oberseite verschließbar ist.

Die Behälterwände 30 sind an einem quaderförmigen Halterahmen 31 befestigt, der z.B. durch das Standardgerüst eines ISO- Containers gebildet wird. Die Behälterwände 30 haben einen

Schichtaufbau mit mehreren Wandschichten, der unten insbesondere unter Bezug auf die Figuren 5 bis 8 beschrieben ist. Die Wandschichten umfassen mindestens eine Thermoisolations- schicht und mindestens eine äußere Prallschutzschicht, die zur Erfüllung der Aufgaben der Behälterwände 30 hinsichtlich der Thermoisolation, der Bereitstellung einer hohen Wärmekapazität und der Bereitstellung eines mechanischen Schutzes für den Innenbehälter 10 konfiguriert sind. Die Gesamtdicke einer Behälterwand liegt im Bereich von 20 cm bis 80 cm.

Der Innenbehälter 10 wird an seinen Horizontalseiten und seiner Bodenseite von den Behälterwänden 30 und an seiner Oberseite von dem Behälterdeckel 40 begrenzt. Der Innenbehäl ^¬ ter 10 umfasst z.B. einen ein- oder doppelwandigen Metallbe- hälter, der vorzugsweise aus Stahl, Kupfer und/oder Aluminium hergestellt ist. An der Oberseite kann der Innenbehälter zum Behälterdeckel 40 hin offen sein. An der Unterseite besitzt der Innenbehälter 10 eine Bodenwanne 12, in der die Kühlkörpereinrichtung 20 angeordnet ist und die des Weiteren zur Aufnahme von flüssigem Stickstoff bei der Abkühlung des Kühlfahrzeugs 200 vorgesehen ist. Die Kühlkörpereinrichtung 20 umfasst z.B. einen kompakten Festkörper mit hoher Wärmekapazität, insbesondere einen kompakten Metallkörper, z.B. aus Aluminium, und/oder eine Anordnung aus mehreren Kühlkörpern (siehe Figur 4B) . Die Bodenwanne 12 kann mit einem Feststoff-Schaum 13, der z.B. aus Aluminium hergestellt ist, belegt sein. Der Fest ^¬ stoff-Schaum 13 bildet z.B. eine Schicht in der Bodenwanne 12 mit einer Dicke von 5 cm bis 10 cm. Über der Kühlkörperein- richtung 20 und dem Feststoff-Schaum 13 ist eine Trägerplatte 14 (in Figur 1B teilweise dargestellt) angeordnet, auf der bei Gebrauch des Kühlfahrzeugs 200 Probenracks (siehe Fi ^¬ gur 10) mit den kryokonservierten Proben stehen. Die Trägerplatte 14 kann ein Metallgitter oder eine Metallplatte sein. Optional kann die Trägerplatte 14 einen Kühlkörper der Kühlkörpereinrichtung 20 (siehe Figur 4B) bilden.

Die untere Seitenwand kann fest mit dem Fahrwerk eines Kühl ^¬ fahrzeugs oder einer Ladeplattform von diesem verbunden sein (siehe Figuren 13, 14) . Zu diesem Zweck sind auf der Außenseite des Kühlbehälters 100 und am Fahrwerk Befestigungsele ^¬ mente, wie z. B. Schraub- und/oder Bolzenverbindungen, vorgesehen (nicht dargestellt) . Der Behälterdeckel 40 umfasst ein Wandelement mit einem

Schichtaufbau, der mindestens eine Thermoisolationsschicht und mindestens eine äußere Prallschutzschicht umfasst und vorzugsweise wie der Schichtaufbau der Behälterwände 30 ge ^¬ bildet ist. In Dickenrichtung verjüngt sich der Behälterde- ekel 40 hin zum Innenraum 11, so dass eine abgeschrägte Auf ^¬ lageseite 41 gebildet wird, die auf einer entsprechend abge ^¬ schrägten Oberseite 32 der Behälterwände 30 aufliegt. Die Re ^¬ alisierung der Erfindung ist nicht auf die Verwendung eines rechteckigen Behälterdeckels 40 beschränkt. Alternativ kann ein kreisrunder Behälterdeckel verwendet werden. Die Kreis ^¬ form hat den besonderen Vorteil, dass der Behälterdeckel nicht unbeabsichtigt in den Innenraum 11 des Kühlbehälters 100 fallen kann. Ein wichtiges Merkmal des erfindungsgemäßen Kühlfahrzeugs bildet der an den Behälterwänden 30 vorgesehene Hohlraum 50, der in der schematischen Schnittansicht in verschiedenen Betriebsphasen des Kühlbehälters 100 in den Figuren 2 und 3 ge ^¬ zeigt ist. Der Hohlraum 50 umfasst allgemein einen schicht- förmigen, flächenhaften Zwischenraum unmittelbar am Innenbe- hälter 10 oder im Schichtaufbau der Behälterwände 30 (siehe Figur 7) . Bei doppelwandiger Ausführung der Wand des Innenbehälters 10 wird der Hohlraum 50 durch die Wand des Innenbe ^¬ hälters 10 gebildet. Alternativ ist an den Innenbehälter 10 angrenzend eine evakuierbare Doppelwandstruktur zur Bildung des Hohlraums 50 vorgesehen. Der Hohlraum 50 ist über eine

Ventileinrichtung 51 mit einer Vakuumpumpe 52 oder einem Arbeitsgasreservoir 53 (oder der Umgebungsatmosphäre) koppel ^¬ bar. Der Hohlraum 50 besitzt in Dickenrichtung der Behälterwände 30 eine Breite von z.B. 1 cm bis 10 cm.

Der Hohlraum 50 kann in verschiedenen Betriebsphasen evakuiert sein oder mit einem Arbeitsgas bei Atmosphärendruck oder einem Arbeitsdruck oberhalb des Atmosphärendrucks beauf ^¬ schlagt sein. Der Innendruck im Hohlraum 50 bestimmt die Tem- peratur, bei der Sauerstoff vom gasförmigen in den flüssigen Zustand übergeht (Verflüssigungspunkt) . Der Innendruck im Hohlraum 50 wird vorzugsweise während des Transports so ge ^¬ wählt, dass bei Ausbildung eines Temperaturgradienten zwischen der Außenseite des Kühlbehälters 100 und dem Innenraum 11 die Temperatur im Hohlraum 50 gleich der Verflüssigungstemperatur des Sauerstoffs ist, so dass die Außenwand des Hohlraums die Verflüssigungstemperatur von Sauerstoff nicht erreicht bzw. unterschreitet. Idealerweise über -180°C liegt. Die Temperatur an der Außenwand des Hohlraums 50 kann durch Temperatursensoren (nicht dargestellt) überwacht oder in Ab ^¬ hängigkeit von der Wärmeleitfähigkeit der Behälterwände 30 und der Breite des Hohlraums 50 in Dickenrichtung der Behäl ^¬ terwände 30 ermittelt werden. Vorteilhafterweise ermöglicht die Einstellung des Innendrucks und der Temperatur im Hohlraum 50, dass beim Abkühlen des Kühlbehälters 100 mit flüssigem Stickstoff kein flüssiger Sauerstoff in den Behälterwänden 30 abgeschieden wird. Nach Beendigung der Abkühlung, wenn im Innenbehälter die Temperatur des flüssigen Stickstoffs (-196°C) erreicht wurde, kann sich kein weiterer Sauerstoff verflüssigen, so dass anschließend die Aufgabe des evakuierten Hohlraums 50 in der Verrin ^¬ gerung der Wärmeleitung aus der Umgebung in den Innenraum 11 besteht. Entsprechend kann nach der Abkühlung des Innenbehäl ^¬ ters 10 für den nachfolgenden Transport von Proben mit dem Kühlbehälter 100 eine weitere Evakuierung zu geringeren Drucken für eine verbesserte Thermoisolation vorgesehen sein.

Figur 2 zeigt eine Schnittansicht des Kühlbehälters 100 wäh ^¬ rend der Abkühlung zur Vorbereitung eines Transports. Der In- nenraum 11 wird permanent mit flüssigem Stickstoff 1 befüllt, wobei zu Beginn der flüssige Stickstoff beim Auftreffen auf die Bodenwanne 12 verdampft. Mit zunehmender Abkühlung des Innenbehälters 10 bildet sich in der Bodenwanne 12 ein Stick- stoffsee. Bei weiterer Abkühlung des Innenbehälters 10 und der angrenzenden Bereiche der Behälterwände 30 verringert sich die Verdampfungsrate des flüssigen Stickstoffs bis zu einer minimalen Verdampfungsrate entsprechend dem verbleiben ^¬ den Wärmestrom aus der Umgebung durch die Behälterwände 30 in den Innenraum 11. Der verdampfende Stickstoff kann durch ein verschließbares Entlüftungsrohr (nicht dargestellt) im oberen Teil der Behälterwände 30 oder im Behälterdeckel 40 oder durch Spalte zwischen den Behälterwänden 30 und dem Behälterdeckel 40 in die Umgebung abfließen, so dass im Innenraum 11 kein Stickstoff-Überdruck gebildet wird.

Während der Abkühlung ist der Hohlraum 50 mit der äußeren Atmosphäre verbunden oder mit dem Arbeitsgasreservoir 53 unter Druck gesetzt. Dabei kann z.B. ein Arbeitsdruck im Bereich von 1 bar bis 10 bar eingestellt werden. Vorteilhafterweise ergibt dies eine gute Wärmeleitung durch den Hohlraum 50 in die Behälterwände 30 und deren schnelle Abkühlung gemeinsam mit dem Innenbehälter 10.

In der zweiten Phase der Abkühlung, wenn in der Bodenwanne 12 flüssiger Stickstoff verbleibt und der Innenraum die Tempera ^¬ tur des flüssigen Stickstoffs erreicht, wird der Hohlraum 50 mit der Vakuumpumpe 52 auf einen derartigen Druck evakuiert, dass die Temperatur im Hohlraum 50 dem Verflüssigungspunkt von Sauerstoff entspricht. Gleichzeitig wird der Hohlraum 50 mit der Ventileinrichtung 51 von der äußeren Atmosphäre oder dem Arbeitsgasreservoir 53 getrennt, so dass kein weiterer Sauerstoff in den Hohlraum 50 eintreten kann. In einem praktischen Beispiel beträgt der Druck im Hohlraum 50 in dieser Phase der Abkühlung bei einer Breite des Hohlraums 50 in Di- ckenrichtung der Behälterwände 30 von 0,5 cm bis einige cm weniger als 350 mbar, vorzugsweise weniger als 10 mbar.

Nach Erreichen der Lager- und Transporttemperatur im Innenraum 11, typischerweise die Temperatur des flüssigen Stick- Stoffs, insbesondere -190°C, wird gemäß Figur 3 der Hohl ^¬ raum 50 mit der Vakuumpumpe 52 evakuiert. Der Restdruck im Hohlraum 50 beträgt dann z.B. weniger als 10 mbar. Vorteilhafterweise wird damit die Wärmeleitung von den Behälterwänden 30 in dem Innenraum 11 des Kühlbehälters 100 minimiert. Vor oder nach der Beladung des Kühlbehälters 100 und vor Be ^¬ ginn des Transports wird der im Innenbehälter verbliebene flüssige Stickstoff durch allmähliche Verdampfung oder durch Abpumpen entfernt. Während einer stationären Lagerung oder des Transports mit einem Kühlfahrzeug (siehe z. B. Figuren 13, 14) bleibt der Verflüssigungspunkt des Sauerstoffs zunächst im Hohlraum 50, wobei sich aufgrund der Evakuierung kein Sauerstoff verflüs ^¬ sigen und niederschlagen kann. Während einer ersten Phase können im Innenraum noch bodennahe Bereiche vorhanden sein, in dem die Temperatur unterhalb von -183°C liegt. Nach Stun- den oder Tagen steigt die Temperatur aber auch in diesen Bereichen über -183°C, so dass sich im gesamten Kühlbehälter 100 kein Bereich mehr befindet, in dem sich Sauerstoff verflüssigen kann. Bei einer erneuten Abkühlung des Kühlbehäl- ters während der Lagerung oder des Transports oder für einen neuen Transport ist die geeignete Einstellung der Temperatur im Hohlraum 50 jedoch erneut zu berücksichtigen.

Figur 4 zeigt Schnittansichten des erfindungsgemäßen Kühlbe- hälters 100 mit weiteren Merkmalen bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung. Figur 4A zeigt den Kühlbehälter 100 mit dem Innenbehälter 10, der Kühlkörpereinrichtung 20, den Behälterwänden 30 und dem Behälterdeckel 40. Die Kühlkörpereinrichtung 20 umfasst Kühlkörper 23, 21, die am Boden des In- nenbehälters 10 und in den unteren Hälften der Seitenwände 15 des Innenbehälters 10 angeordnet sind. Die Kühlkörper 23 am Boden umfassen einen Stapel schichtförmiger Kühllagen, die in einem aufgefächerten Zustand (Figur 4A) voneinander beabstandet und in einem kompakten, zusammengelegten Zustand mit sich berührenden Oberflächen einen Kühllagenstapel 22 (Figur 4B) bilden. Die oberste Kühllage im Kühllagenstapel 22 bildet zugleich die Trägerplatte 14 im Innenraum 11 des Innenbehäl ^¬ ters 10. Die Kühlkörper 21, 23 bestehen z.B. aus Aluminium, Stahl oder Eisen, wobei wegen des geringen Gewichts Aluminium bevorzugt wird. Die Kühllagen im Kühllagenstapel 22 umfassen beispiels ^¬ weise 20 Metallplatten mit einer Dicke von jeweils 10 mm, die an einem Rand des Bodens des Innenbehälters 10 angelenkt und in den Innenraum 11 des Innenbehälters 10 verschwenkbar sind. Zum Auffächern der Kühllagen des Kühllagenstapels 22 kann ein manuell betätigbarer Hebel- und/oder Federmechanismus und/ oder ein Motorantrieb vorgesehen sein (nicht dargestellt) . Der Behälterdeckel 40 weist an seiner Auflageseite 41 zur

Auflage auf den Behälterwänden 30 an der Oberseite des Kühl- behälters 100 ein Deckelauflageprofil 42 auf, das in ein pas ^¬ sendes Wandquerschnittsprofil 33 entlang der Dickenrichtung der Behälterwände 30 eingreift. Das Zusammenwirken des De ^¬ ckelauflageprofils 42 und des Wandquerschnittsprofils 33 hat den Vorteil, dass ein Wärmefluss von der Umgebung in den Innenbehälter 10 entlang der Grenzfläche zwischen den Behälterwänden 30 und dem Behälterdeckel 40 minimiert wird.

Figur 4A zeigt den Kühlbehälter 100 mit dem aufgefächerten Zustand der Kühlkörper 23 und mit dem geöffneten Behälterde ^¬ ckel 40. In dieser Situation erfolgt die Zufuhr des flüssigen Stickstoffs durch die Deckelöffnung und die Abkühlung des Innenbehälters 10 und der angrenzenden Bereiche der Behälterwände 30 mit dem flüssigen Stickstoff. Durch die Auffächerung des Kühllagenstapels 22 wird die Oberfläche der Kühlkörper ^¬ einrichtung 20 vorteilhafterweise vergrößert, so dass die Ab ^¬ kühlung beschleunigt wird. Figur 4B zeigt den Kühlbehälter 100 mit dem aufgefächerten Kühllagenstapel 22 und dem ge ^¬ schlossenen Behälterdeckel 40. In dieser Situation ist der Kühlbehälter 100 abgekühlt und zur Aufnahme von Proben be ^¬ reit.

Figur 5 zeigt Einzelheiten des Kühlbehälters 100, insbesonde ^¬ re von dessen Innenbehälter 10, Behälterwänden 30 und Hohl- räum 50, gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Beispielhaft ist die Schnittansicht der linken unteren Ecke des Kühlbehälters 100 im unteren Teil von Figur 5 vergrößert dargestellt. Die Dicke der Behälterwand 30 liegt beispiels ^¬ weise im Bereich von 30 cm bis 80 cm.

Der Innenbehälter 10, der den Innenraum 11 einschließt, um- fasst eine Bodenwanne 12 und Seitenwände 15. In der Bodenwan ^¬ ne 12 ist ein Feststoff-Schaum 13 angeordnet. Oberhalb des Feststoff-Schaums 13 erstreckt sich über der Bodenwanne 12 eine Trägerplattform 14 in Gestalt eines Metallgitters. Die Höhe der Trägerplattform 14 über dem Boden der Bodenwanne 12 beträgt z.B. 20 cm. Kühlkörper 21 in Form von Metallplatten sind in der Bodenwanne 12 und an den Seitenwänden 15 angeord ^¬ net. Unmittelbar an die Seitenwände 15 und die Bodenwanne 12 angrenzend ist der Hohlraum 50 (siehe Figuren 2 und 3) ange- ordnet, der evakuierbar ist oder mit einem Arbeitsdruck beaufschlagt werden kann.

Die Behälterwände 30 weisen einen Schichtaufbau mit mehreren Wandschichten 30A, 30B, 30C und 30D auf, von denen die Wand- schichten 30A bis 30C Thermoisolationsschichten und die äußere Wandschicht 30D eine Prallschutzschicht bilden.

Im Einzelnen umfasst die innerste Wandschicht 30A eine

Schaumstoff-Schicht , die z.B. aus Polyurethan-Hartschaum (PUR/PIR) hergestellt ist und optional eine Folienschicht enthalten kann. Die Schaumstoff-Schicht hat den Vorteil, sich lückenlos an die äußere Form des Innenbehälters 10 und der Außenseite des Hohlraums 50 anzupassen. Des Weiteren wird durch die integrierte Folienschicht ein Flüssigkeitsdurch- tritt durch die Behälterwand 30 verhindert. Die Dicke der Schaumstoff-Schicht 30A beträgt 2 cm bis 10 cm.

Auf der Außenseite der Schaumstoff-Schicht 30A folgt eine Va- kuum-Padschicht 30B, die aus einem Stapel mehrerer Lagen von Vakuumpads aufgebaut ist. Die Vakuumpads sind evakuierte Alu ^¬ minium-Kunststoffkörper, die tieftemperaturtauglich und vorzugsweise mit einer Infrarot-Reflexionsschicht versehen sind. Die Dicke der Vakuumpad-Schicht 30B beträgt z.B. 20 cm. Anschließend folgt eine weitere Schaumstoff-Schicht 30C, die aus nicht brennbaren, geschäumten Kunststoffplatten, z.B. aus Polyurethan-Hartschaum (PUR/PIR) hergestellt ist und eine Di ^¬ cke von z.B. 6 cm aufweist. Die Schaumstoff-Schicht 30C dient einer weiteren Abdichtung der Behälterwand 30. Schließlich umfasst die äußere Prallschutzschicht 30D eine robuste Außenhaut aus Metall- und/oder Kunststofflagen, die den Kühlbehälter 100 gegen mechanische Stöße und Zerstörung beim Transport schützt. Die Prallschutzschicht 30D ist z.B. aus gesicktem, 2 mm starkem Stahl-Trapezblech mit einer Dicke von 11 cm hergestellt.

Figur 6 illustriert analog zu Figur 5 eine abgewandelte Aus ^¬ führungsform des Kühlbehälters 100 mit dem Innenbehälter 10, dem Hohlraum 50 und den Behälterwänden 30. Im Innenbehälter

10 sind schematisch ein kompakter Kühlkörper 21 und ein Kühllagenstapel 22 aus einer Vielzahl von Kühllagen gezeigt. Die Kühllagen des Kühllagenstapels 22 sind an einem Rand über ein Scharnier 24 verbunden, um zwischen dem illustrierten kompak- ten Zustand und einem aufgefächerten Zustand (siehe Figur 4A) verschwenkbar zu sein. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist abweichend von der Ausführungsform der Figur 5 keine gitterartige Trägerplattform vorgesehen. Die oberste Kühllage des Kühllagenstapels 22 bildet in diesem Fall die Auflageflä- che zur Aufnahme von Probenracks (siehe Figur 10) im Innen ^¬ raum 11 des Innenbehälters 10.

Die Behälterwände 30 umfassen einen Schichtaufbau mit mehre ^¬ ren Wandschichten, die zwei Schaumstoff-Schichten 30A, 30C, eine äußere Prallschutzschicht 30D und zusätzlich eine innere Schicht 30E aus einem partikulären Feststoff umfassen. Die Schicht 30E hat beispielsweise eine Dicke im Bereich von 10 cm bis 30 cm. Der partikuläre Feststoff umfasst z.B. fein ^¬ disperses Siliziummaterial. Vorzugsweise ist die Schicht 30E aus partikulärem Feststoff allseits gasdicht, z.B. mit einer Folie verschlossen und evakuiert, so dass eine weitere Ther- moisolationsschicht gebildet wird.

Figur 7 illustriert eine weitere Variante des erfindungsgemä- ßen Kühlbehälters 100 analog zu den Figuren 5 und 6 mit dem Innenbehälter 10, dem Hohlraum 50 und den Behälterwänden 30. Abweichend von den Ausführungsformen der Figuren 5 und 6 ist bei der Ausführungsform der Figur 7 der Hohlraum 50 in dem Schichtaufbau der Wandschichten 30 enthalten. Zwischen der Seitenwand 15 und der Bodenwanne 12 des Innenbehälters 10 ei- nerseits und dem Hohlraum 50 andererseits ist eine weitere Schaumstoff-Schicht 30F angeordnet. Die Schaumstoff-Schicht 30F ist eine Thermoisolationsschicht , die zusätzlich einen mechanischen Schutz des Innenbehälters 10 bildet. Hierzu um- fasst die Schaumstoff-Schicht 30F vorzugsweise aus Po- lyurethan-Hartschaum (PUR/PIR) mit einer Dicke von 3 cm. Die zusätzliche Schaumstoff-Schicht 30F hat Vorteile für den Transport von Kühlgut mit besonders hohem Gewicht, das im In ^¬ nenbehälter 10 auf kleinen Fußflächen steht. Mit der Schaumstoff-Schicht 30F wird der Hohlraum 15 gegen eine unerwünsch- te Deformation geschützt.

Auf der Außenseite des Hohlraums 50 sind, wie oben unter Be ^¬ zug auf die Figuren 5 und 6 beschrieben, weitere Wandschichten vorgesehen. Diese umfassen insbesondere eine Vakuumpad- Schicht 30B (in Figur 7 ohne die Vakuumpads dargestellt) , ei ^¬ ne Abstandsschicht 30G, z.B. aus Metall, Holz oder kryotaug- lichem Kunststoff- oder Harzmaterial mit einer Dicke von z.B. 2 cm und die äußere Prallschutzschicht 30D. Figur 8 illustriert eine weitere Variante des erfindungsgemä ^¬ ßen Kühlbehälters 100 mit dem Innenbehälter 10, dem Hohlraum 50 und den Behälterwänden 30. Der Hohlraum 50 besitzt in Dickenrichtung der Behälterwände 30 eine vergrößerte Breite, z.B. im Bereich von 5 cm bis 15 cm. Zur mechanischen Stabili- sierung des Hohlraums 50 sind in diesem Querstützen 54 angeordnet. Die Querstützen 54 bestehen aus einem Material geringer Wärmeleitfähigkeit, wie z.B. Kunststoff. Des Weiteren zeigt Figur 8 eine zusätzliche Metallschicht 30H zwischen der Außenseite des Hohlraums 50 und der Vakuumpad-Schicht 30B. Die Metallschicht 30H dient dem mechanischen Schutz des Hohlraums 50 und der Stabilisierung der Behälterwände 30. Figur 9 illustriert Einzelheiten des Behälterdeckels 40 im geschlossenen Zustand des Kühlbehälters 100. Der Behälterde ^¬ ckel 40 weist einen Schichtaufbau mit mehreren Deckelschich- ten auf, die im Einzelnen von innen nach außen eine Schaumstoff-Schicht 40A, eine Auflageschicht 40B, eine Vakuumpad- Schicht 40C, eine weitere, mehrlagige Schaumstoff-Schicht 40D, in die die Vakuumpad-Schicht 40C eingebettet ist, und eine äußere Prallschutzschicht 40E umfassen. Der Behälterde- ekel 40 weist eine Gesamtdicke im Bereich von 20 cm bis 40 cm auf .

Das Deckelauflageprofil 42 des Behälterdeckels 40 ist in der zweiten Schaumstoff-Schicht 40D gebildet. Die angrenzende Be- hälterwand 30 weist in ihrem Schichtaufbau ein entsprechend passendes Wandquerschnittsprofil 33 auf. Die Deckelauflage- und Wandquerschnittsprofile 42, 33 sind in Dickenrichtung des Behälterdeckels (d. h. in einer Richtung senkrecht zur Behäl ^¬ terdeckeloberfläche) mäanderförmig gebildet, so dass ein Wär- mefluss von außen nach innen und ein Eindringen von Feuchtigkeit in den Innenbehälter 10 minimiert werden.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Lagerung oder zum Transport von Proben bei einer Temperatur unterhalb von - 80 °C wird zunächst zur Abkühlung des Kühlbehälters 100 dessen In ^¬ nenbehälter 10 mit flüssigem Stickstoff beaufschlagt, bis der Innenbehälter 10 die Temperatur des flüssigen Stickstoffs aufweist. Des Weiteren erfolgt die Beschickung des Kühlbehäl ^¬ ters 100 mit den Proben. Die Proben-Beschickung kann zeitlich während oder nach der Abkühlung des Innenbehälters 10 erfol ^¬ gen. Anschließend erfolgt nach der Entfernung eventuell ver ^¬ bliebenen flüssigen Stickstoffs der Transport des Kühlbehäl ^¬ ters 100 an einen Zielort. Ein beladener Kühlbehälter 100 ist in schematischer Schnittdarstellung in Figur 10 gezeigt. Kryokonservierte Proben be- finden sich Boxen 71, die in Probenracks 72 angeordnet sind. Die Probenracks 72 stehen auf der Trägerplattform 14 im unteren Teil des Innenbehälters 10. Die Kühlkörpereinrichtung 20 umfasst, wie z.B. oben unter Bezug auf die Figuren 4A und 4B beschrieben ist, Kühlkörper an den Innenseiten der Seitenwände 15 des Innenbehälters 10. Bei einem fest installierten Probenrack 72 kann dieses selbst einen Teil der Kühlkörpereinrichtung 20 bilden. Figur 10 illustriert des Weiteren, dass der Kühlbehälter 100 mit einer Vielzahl von Temperatursensoren 73 ausgestattet sein kann, die in Figur 10 jeweils mit einem Stern markiert sind. Temperatursensoren 73 können insbesondere im Innenraum 11 des Innenbehälters 10, in der Probenwanne 12 des Innenbe- hälters 10, in den Probenracks 72, in Dickenrichtung in den Behälterwänden 30 und im Behälterdeckel 40 vorgesehen sein. Die Temperatursensoren 73 erlauben eine Überwachung der Temperaturverteilung im Kühlbehälter 100 und eine Dokumentation der Temperatur insbesondere im Innenbehälter 10 sowie die schnelle Identifizierung von Wärmelecks und/oder Beschädigungen .

Die Figuren I IA und I IB illustrieren beispielhaft Temperaturverläufe im Innenraum 11 als Funktion der Zeit. In Figur I IA ist die Betriebsphase der Abkühlung gezeigt, während Figur

I IB die Betriebsphase der allmählichen Erwärmung, z. B. während der Lagerung und/oder des Transports veranschaulicht. Die gestrichelte Linie 111 gibt beispielhaft eine vorbestimm ^¬ te Grenztemperatur (hier z. B. -100°C) an, bis zu der sich der Innenraum 11 erwärmen darf, ohne dass der Transport unterbrochen werden muss. Die Kurve 112 zeigt eine Abkühlung des Innenraumes 11 für ein Fassungsvermögen oberhalb von 15 m ³ . Ein angenäherter Gleichgewichtszustand (minimale Verduns ^¬ tung des LN2) wird für ein derart großes System erst nach 14 Tagen und mehr eingenommen. Durch Steuerung des Gasdruckes im Zwischenraum und Auffächern der passiven Kühlkörper lässt sich dieser Zeitraum verkürzen (Kurve 113) .

In Figur IIB ist die passive Erwärmung des Kühlbehälters ge- zeigt. Beispielhaft ist die Erwärmung eines herkömmlichen thermisch isolierten Containers ohne passive Kühlung (Kurve 114), eines erfindungsgemäßen Kühlbehälters mit passivem Kühlkörper (Kurve 115) sowie mit passivem Kühlkörper und partieller elektrischer Nachkühlung über ein mobiles Kühlgerät (für -150°C, am Fahrzeug befindlich) (Kurve 116) gezeigt. Im ersten Fall kann der Kühlbehälter bei einer vorgegebenen Grenztemperatur über 2 Tage, bei passiver Kühlung über 4 Tage und bei passiver und zugeschalteter moderater aktiver Nachkühlung 10 Tage genutzt werden. Hierzu ist anzumerken, dass mit zunehmender Größe des Kühlbehälters die Nutzungsdauer, während der die vorgegebene Grenztemperatur nicht überschrit ^¬ ten wird, vorteilhafterweise zunimmt.

Die Figuren 12A und 12B zeigen zwei Seitenansichten des Kühl- behälters 100 in Gestalt eines ISO-Containers mit geöffnetem Behälterdeckel 40 (Figur 12A) und mit geschlossenem Behälterdeckel (Figur 12B) . Die Außenseite des Kühlbehälters 100 wird durch die Prallschutzschicht 30D gebildet. Figur 13 zeigt die Außenansicht eines Kühlfahrzeugs 200, das mit dem erfindungsgemäßen Kühlbehälter 100 ausgestattet ist, mit einem geöffneten Behälterdeckel 40 (Figur 13A) und einem geschlossenen Behälterdeckel 40 (Figur 13B) . Die Figuren 13A und 13B illustrieren, dass ein Fahrwerk 60 des Kühlfahrzeugs 200 wie das Fahrwerk des Anhängers eines herkömmlichen Sat ^¬ telzugs aufgebaut sein und mit einer an sich bekannten Zugma ^¬ schine (nicht dargestellt) transportiert werden kann. Des Weiteren ist schematisch eine Kühleinrichtung 80 gezeigt, die mit dem Fahrwerk 60 gekoppelt und zur aktiven Kühlung des In- nenraums vom Kühlbehälter 100 eingerichtet ist. Die Kühlein ^¬ richtung 80 umfasst ein Kompressor-Kühlgerät, das vom An- triebsaggregat der Zugmaschine mit elektrischem Strom ver ^¬ sorgt wird und den Innenraum kühlt.

Figur 14 illustriert schematisch ein weiteres Kühlfahrzeug 200, das mit dem erfindungsgemäßen Kühlbehälter 100 ausgestattet ist, mit dem Fahrwerk 60 und zusätzlich einer Kraneinrichtung 90 vorgesehen ist. Mit der schematisch gezeigten Kraneinrichtung 90 kann Kühlgut 74 in einem definierten Zeitraum und unter Überwachung der Proben-Temperatur in den Kühl- behälter 100 geladen oder aus diesem entnommen werden. Das

Kühlgut 74 wird beispielsweise aus Transportbehältern 75, die aktiv mit flüssigem Stickstoff gekühlt werden, entnommen und in den Kühlbehälter 100 eingesetzt.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in Kombination oder Unterkombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.