Om 4:30 uur ’s ochtends op de maandag voor Thanksgiving stond de productievloer voor droogijs bij Noble Gas Solutions in Albany, New York, te schudden. De machine die kooldioxidegas comprimeert tot droogijs zwengelde pellets van het spul uit-1.500 pond per uur-en Noble’s personeel racete om honderden zakken te vullen, zodat een missiekritisch product kon worden gedistribueerd binnen een meedogenloze deadline.

Het product: cheesecake.

De deadline: Thanksgiving dinner.

“We hebben een bedrijf slechts 10 minuten op de weg die cheesecakes distribueert over het hele land,” Noble’s vice-president van operaties, Robert Kohler, vertelde me. Na een uitbarsting van bestellingen had het bedrijf meer dan een ton droog ijs nodig, verdeeld in zakken van zes pond die in verzenddozen naast de cheesecake konden worden gedumpt, om het helemaal koud te houden tot aan de deur in het hele land. “Ze wilden hun eerste levering om 6 uur ’s ochtends op maandag. Normaal gaan we zelfs pas om 7 uur open.”

Droogijs helpt vaak Thanksgiving te redden, ook al merken de begunstigden van zijn speciale magie het misschien niet. Maar deze winter, zal het helpen de wereld te redden van de coronavirus pandemie. Een hoge vertegenwoordiger van Noble, dat routinematig aan de farmaceutische industrie levert, had zojuist een telefoontje aangenomen van een ambtenaar van de staat New York, die vroeg hoeveel droogijs Noble op korte termijn zou kunnen leveren om het eerste vaccin tegen het coronavirus in alle uithoeken van de staat te krijgen zodra het was goedgekeurd.

Dit vaccin, het werk van een samenwerkingsverband tussen Pfizer en BioNTech, zal waarschijnlijk het eerste zijn dat door de FDA wordt goedgekeurd. Het is zo delicaat dat het moet worden bewaard bij -70 graden Celsius (-94 graden Fahrenheit). Dat is niet alleen kouder dan de meeste diepvriezers; het is kouder dan de winter op de Zuidpool. Maar het vasthouden van die temperatuur is geen probleem voor droogijs, dat een vaste stof is bij -78 graden Celsius (-109 graden Fahrenheit). Voor het verzenden van het coronavirusvaccin van Pfizer is in feite niets anders praktisch dan droogijs. “Er is echt geen andere manier om die temperatuurstabiliteit tijdens het vervoer te behouden”, zegt Azra Behlim, een expert op het gebied van medische toeleveringsketens bij Vizient, een adviesbureau voor de gezondheidszorg.

More Stories

De nationale makers van droogijs willen er klaar voor zijn. “We worden gebombardeerd met vragen van ziekenhuisdistricten en volksgezondheidsafdelingen,” zegt een werknemer bij een leverancier van droog-ijs, die om anonimiteit heeft gevraagd omdat hij niet met de pers mag spreken. Airgas – een van de grootste fabrikanten van droogijs in het land, met 15 productielocaties en 60 distributiecentra – werkt samen met de federale overheidsinstantie op het gebied van vaccinlogistiek, Operation Warp Speed. “We hebben teams gevormd om alles te evalueren wat er in de toeleveringsketen nodig is: hoeveel droogijs er nodig is, in verschillende regio’s, met verschillende bevolkingsgroepen. Ervoor zorgen dat de logistiek op orde is,” zegt David Joyner, Airgas’ senior director voor kooldioxide. De droogijsplanning, zegt Joyner, is vergelijkbaar met wat Airgas deed om ziekenhuizen te blijven voorzien van medische zuurstof tijdens de piekvraag in het voorjaar, toen het bedrijf een dagelijkse taskforce opzette om de zuurstofvraag te monitoren en ervoor te zorgen dat ziekenhuizen kregen wat ze nodig hadden.

Aan de andere kant van het groottespectrum staan bedrijven zoals Noble. “We zijn momenteel een een-ploegendienst,” zegt Noble’s CEO en eigenaar, Dave Mahoney. “Maar als de nood aan de man is, kunnen we de klok rond werken als dat nodig is. En als we hier de klok rond moeten zijn, dan is dat een goed probleem om te hebben. Het is gewoon lonend om te weten dat we deel kunnen uitmaken van de oplossing voor de pandemie.”

Droogijs is al lang een onmisbaar, zij het meestal onzichtbaar, ingrediënt in de economie. Boeren maken er hun putten mee schoon. Steden blazen er graffiti mee van muren en standbeelden. De grootste vleesbedrijven van het land mengen het in hun producten als ze die vermalen, om de temperatuur veilig te stellen en te voorkomen dat het vet de maalapparatuur verstopt. Allerlei fabrieken, van schoenenfabrieken tot wafelfabrieken, hebben stralen droogijs geïnstalleerd, direct op de productielijn, om mallen in realtime schoon te maken.

Droogijs hielp radioactief puin te verwijderen uit helikopters die werden gebruikt tijdens de Japanse kernramp in Fukushima Daiichi in 2011. Een bedrijf in Utah, Cold Sweep, heeft het gebruik ervan geperfectioneerd om vuil van de pagina’s en bindingen van fragiele antieke boeken en manuscripten te verwijderen zonder ze te beschadigen. Op Broadway, tijdens Halloweenfeesten en in aula’s van middelbare scholen in het hele land zorgt droogijs voor overtuigende theatrale “rook”.

Droogijs wordt gemaakt door gezuiverd CO2-gas te nemen, dit af te koelen en onder een zodanige druk te brengen dat het vloeibaar wordt. Vervolgens wordt de druk losgelaten, waardoor het vloeibare CO2 een sneeuwvlokachtige consistentie krijgt. Vervolgens wordt het omgezet in blokken of in pellets die eruit zien als schuimpinda’s. Voor het schoonmaken wordt droogijs verwerkt tot kleine korrels ter grootte van rijstkorrels, of kleiner. Bedrijven gebruiken deze korrels zoals zandstraalkorrels, maar als je eenmaal een gasturbine, een vorm voor het maken van bevroren wafels of graffiti van een muur hebt gestraald, hoef je geen rommel meer op te ruimen – het droogijs reinigt de boel en verdwijnt daarna gewoon in de lucht. Het grootste deel van het droogijs in de VS wordt gemaakt van afval van andere fabricageprocessen – ethanolfabrieken, ammoniak- en kunstmestfabrieken en olieraffinaderijen produceren CO2 als bijproduct, en veel raffinaderijen vangen het op om aan andere industriële gebruikers te verkopen. Sommige van de grootste fabrikanten van droogijs in het land plaatsen hun fabrieken naast deze faciliteiten, om het gebruik van het gas zo gemakkelijk mogelijk te maken.

“Het is een verbazingwekkend product,” zegt Buddy Collen, de algemeen directeur van Reliant Dry Ice, die zes fabrieken heeft voor de productie van droogijs in het zuiden en westen van de VS. Collen zit al 42 jaar in de droogijsbusiness. “Het is eigenlijk heel simpel, het is gewoon kooldioxide in vaste vorm. Dat is alles. Maar er blijven nieuwe toepassingen voor komen de hele tijd.”

Lees: Vaccinchaos dreigt

Het Pfizer / BioNTech-vaccin ligt op schema om rond half december noodgoedkeuring te krijgen van de FDA, en als dat gebeurt, heeft Pfizer geschat dat het tegen het einde van het jaar 25 miljoen vaccindoses, verdeeld in kleine glazen flesjes, aan de VS kan leveren. Het vaccin zal worden gedistribueerd in speciaal ontworpen transportkoffers, elk iets groter dan een handbagage koffer, die elk 5000 doses kunnen bevatten. Alleen al voor de VS zijn dat meer dan 5.000 kisten – en voor elke kist is 50 pond droog ijs nodig om het vaccin tijdens het vervoer bevroren te houden. Zodra de dozen de ziekenhuizen of medische centra bereiken die het vaccin zullen toedienen, moeten ze om de vijf dagen worden “opgeladen” met 50 pond droog ijs, tenzij het ziekenhuis een ultrakoude vriezer heeft die tot -70 graden Celsius gaat.

Het vaccin is zelf het product van een strakke, gecompliceerde toeleveringsketen. De grondstoffen worden gemaakt in St. Louis. De cruciale, en revolutionaire, boodschapper-RNA componenten worden gemaakt in Andover, Massachusetts. De elementen komen samen voor afwerking en verpakking in Pfizer’s fabriek in Kalamazoo, Michigan. Alle drie de fabrieken zijn maandenlang druk bezig geweest met het maken van het vaccin, zodat ze klaar zouden zijn als uit proeven zou blijken dat het veilig en effectief is. Het is een van de bijzondere, en dure, manieren waarop farmaceutische bedrijven deze pandemie aanpakken: grote hoeveelheden vaccins produceren waarvan de waarde nog niet bekend is, voor het geval dat ze blijken te werken. Dat is de reden waarom Pfizer (en Moderna, wiens vaccin stabiel is bij standaard koelkasttemperatuur) in staat zullen zijn om miljoenen doses vaccin te leveren voor het einde van het jaar, te beginnen binnen enkele dagen na goedkeuring.

Maar het droogijs dat het mogelijk zal maken om het Pfizer-vaccin in de armen van mensen te krijgen, kan niet van tevoren worden gemaakt. Droogijs heeft veel merkwaardige eigenschappen, en een daarvan is dat het duivels moeilijk is op te slaan. Zodra je het maakt, begint het te verdwijnen.

“Elk weekend heb ik altijd een bak van 1.500 pond vol droogijs, op voorraad, voor een noodgeval,” zegt Kohler van Noble. “Als we maandag binnenkomen, zijn we 200 pond van die bak van 1500 pond kwijt.”

Kooldioxide is nooit vloeibaar bij kamertemperatuur en gewone druk. Dat betekent dat droog ijs niet smelt – het gaat direct van een vaste stof terug naar een gas, in een proces dat sublimatie heet. Dat is precies waarom het zo aantrekkelijk is als bron van “rook”. Het is ook de reden waarom Kohler’s weekendvoorraad droog ijs, zelfs wanneer opgeslagen in een geïsoleerde bak, in twee dagen van 1.500 pond naar 1.300 pond gaat.

De sublimatie is, tot op zekere hoogte, gevaarlijk-CO2 is zwaarder dan zuurstof, in die mate dat het een verstikkingsgevaar met zich meebrengt. Een ander knooppunt in het grote logistieke web van de Amerikaanse vaccinatie-uitrol: Scheepvaartmaatschappijen moeten extra voorzichtig zijn bij het vliegen van grote ladingen Pfizer’s droog-ijs verpakte vaccindozen, zodat de CO2 niet ontsnapt en de bemanning overspoelt. De Federal Aviation Administration heeft FedEx speciale richtlijnen moeten geven om hun capaciteit te vergroten.

Operation Warp Speed heeft de afgelopen twee weken beloofd om de eerste 50 pond droogijs te leveren om de vaccindozen van Pfizer opnieuw te bevoorraden op elke locatie die het vaccin ontvangt en geen vriezer heeft, op hetzelfde moment dat het vaccin zelf arriveert, via FedEx of UPS.

De vaccinvoorraden kunnen nog 15 dagen in de transportcontainer van Pfizer worden bewaard, als het droogijs om de vijf dagen wordt vervangen. Maar als het bevroren moet blijven, zegt Pfizer, kan de doos slechts twee keer per dag worden geopend om voorraden te verwijderen, en dan niet langer dan drie minuten per keer. Het vaccin kan worden ontdooid en bewaard bij een gewone koelkasttemperatuur – 2 tot 8 graden Celsius (36 tot 46 graden Fahrenheit)- gedurende vijf extra dagen.

Dus de mensen die een container met vaccin krijgen, zullen hun behoefte aan het vaccin zorgvuldig moeten plannen. En vanwege de bederfelijkheid van droogijs, zodra het vaccin van Pfizer is goedgekeurd, zal het een razende race ontketenen om genoeg droogijs te maken om ervoor te zorgen dat het vaccin zo lang koud blijft als nodig is.

Margaret Mary Health gaat droogijs nodig hebben.

Bestaande uit een ziekenhuis en afgelegen klinieken in vier verschillende steden, bedient het systeem een landelijk gebied in het zuidoosten van Indiana tussen Cincinnati en Indianapolis, met Batesville als middelpunt. Het ziekenhuis is klein, maar druk. Vorig jaar heeft de ER 19.000 patiënten gezien en heeft het ziekenhuis 500 baby’s ter wereld gebracht. Vóór de pandemie had het ziekenhuis een vergunning voor 25 bedden, maar het is nu toegestaan om die capaciteit te overschrijden; eerder deze week had het 30 patiënten opgenomen, 13 met COVID-19.

Margaret Mary is een van de ongeveer 50 ziekenhuizen die Indiana heeft gekozen om de eerste ronde van coronavirusvaccins toe te dienen, die naar werknemers in de gezondheidszorg zullen gaan. Dus als het Pfizer-vaccin wordt goedgekeurd, zal het verantwoordelijk zijn voor het vaccineren van honderden gezondheidswerkers in een vijfcounty-regio die 1.400 vierkante mijl bestrijkt.

Margaret Mary beschikt niet over een ultrakoude vriezer. Het heeft ook geen gemakkelijke toegang tot droog ijs. Het gebruikt het niet alleen niet routinematig, het heeft het nog nooit gekocht. En er is geen in de buurt. In feite “zijn er geen leveranciers van droogijs in de hele vijf-landen regio,” zegt Margaret Mary Health CEO Tim Putnam.

Dus leden van het vaccin-planning “strike team” van het ziekenhuis, onder leiding van Geralyn Litzinger, de directeur van community health, hebben drie leveranciers van droogijs verder weg gezocht: twee in Indianapolis, 65 mijl ten westen, en een in Louisville, Kentucky, 90 mijl ten zuiden.

“We hebben geprobeerd te berekenen hoeveel vaccin we zouden kunnen krijgen,” zegt Litzinger, “en hoeveel droogijs we nodig zullen hebben … We zorgen ervoor dat we als klanten bij deze leveranciers zijn ingesteld, zodat we snel bestellingen kunnen plaatsen.”

Het droogijs is slechts een van de tientallen details voor een klein gezondheidszorgsysteem dat zich voorbereidt op het toedienen van het vaccin. Litzinger en haar medewerkers zijn van plan om het vaccin toe te dienen aan gezondheidswerkers op twee locaties in hun brede servicegebied, waarvan er één een drive-through zal zijn. Vorige week was een team van Margaret Mary bij een brandweerkazerne om de Wi-Fi-connectiviteit te testen voor de computers die het ziekenhuis zal gebruiken om informatie te registreren over elke persoon die het vaccin krijgt terwijl ze doorrijden.

Lees: ‘Niemand luistert naar ons’

In termen van het droogijs en de Pfizer-doos, zegt Litzinger: “We zullen het niet vaak openen. Door afspraken te maken voor mensen om het vaccin te krijgen, moeten we weten hoeveel mensen per dag – dus als we de doos openen, kunnen we er alleen uithalen wat we nodig hebben.”

Putnam zegt dat de planning op het niveau van de staat zo goed is geweest als onder de omstandigheden kon worden verwacht, hoewel de details steeds veranderen. De staat heeft plattelandsziekenhuizen verteld om hulp te vragen als ze hun eigen droogijsvoorraden niet veilig kunnen stellen.

Ondertussen zullen de Amerikaanse fabrikanten van droogijs overuren draaien om ervoor te zorgen dat er genoeg droogijs is voor de eerste golf van distributie. Er was in feite een tekort aan droogijs in de lente en vroege zomer – de Amerikanen reden minder, dus ethanolfabrieken produceerden minder ethanol, en dus minder CO2. Maar het tekort is op de meeste plaatsen afgenomen, en veel leveranciers van droogijs hebben er vertrouwen in dat ze in staat zullen zijn om de uitrol van het vaccin te ondersteunen.

Buddy Collen zegt dat Reliant Dry Ice een lijst bijhoudt van verkooppunten in de gezondheidszorg die droogijs nodig zullen hebben – en wacht op het moment dat het vaccin wordt goedgekeurd. “We zeggen tegen hen: ‘Bel ons terug als je weet wat je nodig hebt’,” zegt hij.

Reliant’s filosofie, zegt Collen, is dat “we een morele verplichting hebben om alles te doen wat we kunnen om ervoor te zorgen dat deze vaccins op de juiste plaatsen terechtkomen. En we zullen alles doen wat in ons vermogen ligt om dat te doen. We hebben natuurlijk ook een verantwoordelijkheid tegenover onze bestaande klanten, want als sommige van hen geen droogijs krijgen, zullen ze misschien moeten sluiten.”

De hoeveelheden die de meeste ziekenhuizen nodig hebben – hooguit een paar honderd pond per week – zouden zelfs de plaatselijke fabrikanten van droogijs niet onder druk hoeven te zetten. De grotere uitdaging kan zijn om droogijs bij al die nieuwe klanten te krijgen, zoals Margaret Mary Health, die ver buiten de normale distributiekanalen liggen – hetzij door prioriteitsleveringen op te zetten, hetzij door te regelen dat ziekenhuizen en gezondheidsdiensten het droogijs zelf komen ophalen, met alle zorgvuldigheid die het vervoer vereist.

Voor een man met 42 jaar in het vak als Collen, is het plotselinge sterrendom voor droogijs verbijsterend. “Het is verbazingwekkend dat niemand zich tot dit jaar druk heeft gemaakt over de droogijsindustrie,” zegt hij. “Het is altijd een stille business geweest. Nu heeft iedereen het over droogijs.”