Kältethermostat Unistat 510w

Fallstudie simulierte Exothermie

Bei der Anwendung der Chemikalienvermischung in Metall-/Glasreaktoren tritt häufig das Problem von exothermen Reaktionen auf. Eine Fallstudie zeigt an Hand einer Graphik, wie man mit optimalen Kühlsystemen die bei der Chemikalienvermischung auftretenden Prozesstemperaturen wieder abführt. Ein Reaktor mit dem Namen CR 15 mit 15 l Volumen wird mit 10 l Siliconöl befüllt. Der Thermostat Unistat 510w wird mit DW-Therm als Thermofluid betrieben. Die entstehende Prozesswärme soll reduziert werden, was in die Graphik aufgenommen wird.

Auf der Zeitachse bei 8 h erkennt man einen eingeschwungenen Zustand des Reaktors und es wird mit einer simulierten Exothermie gestartet. In diesem Fall wurde ein Tauchsieder als spezifische Last von 300 W in den Reaktor gehängt. Die rote Linie als Prozesstemperatur steigt um etwa 1,7 K. Der Regler reagiert und lässt den Thermostat kühlen, um die 20 °C der blauen Sollwertlinie zu halten, was sich wiederum an der internen grünen Linie bemerkbar macht. Nun fällt innerhalb von 5 min die Temperatur von 20 auf 2,5 °C. Zum gleichen Zeitpunkt hört die Prozesstemperatur im Reaktor auf zu steigen und fällt wieder auf 20 °C, was ja das Versuchsziel ist. Damit ist die Exothermie nach ca. 10 min wieder unter Kontrolle. Nach dem Abschalten der simulierten Exothermie bei 8 h 28 min ist nach ca. 7 min die nun entstandene endotherme Reaktion wieder auf 20 °C ausgeregelt – bei einer Versuchsdauer von 17 min und das bei einer Genauigkeit von < 0,5 K. Dies kann mit hoher Genauigkeit reproduziert werden, um die Anforderungen an die Applikation zu gewährleisten. Was will man mehr.

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