Temperieren von Forschungsreaktoren

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Die Unistat-Reihe bietet über 50 Serienmodelle zur Reaktortemperierung in Forschung, Technikum und Produktion.

Eine genaue Temperaturführung hat bei zahlreichen Laborversuchen maßgeblichen Einfluss auf das Forschungsergebnis. Die Auswahl einer geeigneten Heiz- und Kühllösung ist deshalb entscheidend.

Die dynamischen Temperiersysteme der Unistat-Reihe sorgen in unzähligen Forschungslaboratorien, Pilotanlagen und Kilo-Labors für exakte Temperaturen und stabile Prozessbedingungen. Zu den typischen Anwendungen gehört die Temperierung von Chemie- und Bioreaktoren, Autoklaven, Miniplant und Pilotanlagen, Reaktionsblöcken, Kalorimetern und Destillationsanlagen. Die Geräte überzeugen mit kurzen Aufheiz- und Abkühlzeiten, großen Temperaturbereichen ohne Flüssigkeitswechsel sowie einer hohen Stabilität und Reproduzierbarkeit im gesamten Temperierprozess.

Einstiegsmodell 'Petite Fleur'

Ein Highlight bei den Unistaten ist der 'Petite Fleur' - das kleinste Modell der Uni­stat-Reihe (Abb. 2). Wie seine großen Brüder, bringt auch er beste thermodynamische Eigenschaften und volle Funktionalität mit. Die Arbeits­temperaturen reichen von -40 °C bis +200 °C. Bei voller Pumpenleistung steht eine Kälteleistung von 480 Watt gemäß DIN 12876 zur Verfügung. Wird die Pumpendrehzahl reduziert, erhöht sich die Kälteleistung um bis zu 50 Watt. Ein weiterer Vorteil, speziell bei häufig wechselnden Anwendungen im Labor, ist das neuartige Wasserabscheidesystem, welches Wasserrückstände in Schläuchen und Reaktoren aus dem Temperierkreislauf entfernt. Für beste Thermodynamik sorgt die leistungsstarke und stufenlos regelbare Umwälzpumpe. Damit werden Förder- und Druckleistungen von 33 l/min bzw. 0.9 bar erreicht. Zu den zahlreichen Sicherheitseinrichtungen zählt die Druckregelung VPC, welche Glasreaktoren mit einem sanften Anlauf vor der Zerstörung schützt und Viskositätsänderungen der Temperierflüssigkeit automatisch ausgleicht. Das Gerät ist mit dem professionellen CC-Pilot-Regler mit Farb-TFT-Display und komfortabler Bedienerführung in sechs Sprachen ausgerüstet. Die Ausstattungsliste ist lang: Fühlerkalibrierung, Uhrfunktionen, Autostart, Programmgeber, Rampenfunktion, Usermenüs, Kalenderstart, RS232/RS485-Schnittstelle, Analog-Interface (0/4-20 mA oder 0-10 V), u.v.m. Wie alle Unistate erlaubt auch der 'Petite Fleur' eine sehr feine Abstimmung auf die Anwendung. Das adaptive TAC-Verfahren analysiert die Regelstrecke im gesamten Temperaturbereich und erzeugt ein mehrdimensionales Modell. Der Temperaturregler arbeitet so stets mit optimalen Regelparametern und sorgt für kürzeste Einregelzeiten (Abb. 3).

Leistung auf kleinstem Raum

Trotz hoher Leistung und umfangreicher Ausstattung zeigt sich der 'Petite Fleur' als sehr kompaktes Gerät. Die Volumenkälteleistung (Watt/dm3) nach DIN 12876 belegt den äußerst geringen Raumbedarf.

Das Unistat-Funktionsprinzip

Im Gegensatz zu konventionellen Umwälzthermostaten verzichten Unistate auf ein internes Temperierbad (Abb. 4). Stattdessen besitzen Unistate lediglich ein Ausdehnungsgefäß für die thermisch bedingte Volumenänderung. Dieses Prinzip verringert die zu temperierenden Massen und erhöht die Temperiergeschwindigkeit. Für einen Vergleich der Dynamik eignet sich ein Blick auf die Kälteleistungsdichte [Watt/Liter] nach DIN 12876.

Bei Applikationen mit kontinuierlich verändern­den Reaktionsmassen sind Prozesssicherheit, präzise Temperaturkontrolle und Prozessstabilität entscheidende Faktoren für das gewünschte Temperier­ergebnis. Entstehen endotherme oder exotherme Reaktionen, ist die Dynamik des Temperiersystems maßgeblich für die Sicherheit verantwortlich. Eine genaue Temperaturregelung, ohne Über- oder Unterschwingen, verhilft zu höheren Reinheitsgraden und höherer Ausbringungsmenge.

Professionelles Scale-up

Die Unistat-Produktreihe (Abb. 5) bietet Temperierlösungen von -120 bis +425 °C. Zur Auswahl stehen über 50 Serienmodelle mit Kälteleistungen von 0,7 bis 150 kW. Ein umfangreiches Zubehörsortiment mit Sensoren, Temperierflüssigkeiten, Schlauchverbindungen, Ex-Schutz-Anlagen sowie Wartungsverträgen und Zertifikaten ergänzen das Angebot.

Neues Modell für extern offene Anwendungen

Als Neuheit präsentiert sich der 'Petite Fleur-eo'. Dieses neue Modell ergänzt die Auswahl und ist speziell für die Temperierung von extern offenen Anwendungen konzipiert. Damit werden die Einsatzmöglichkeit der Unistate nochmals erweitert.

Peter Huber Kältemaschinenbau GmbH

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Autor: Michael Sauer, Marketing