Whitepaper Wirtschaftlich Temperieren Die optimale Lösung zur Temperierung von Reaktoren Reaktortemperierungen in Pharma- und Chemielaboren sowie in Industrie- und Versuchsanlagen erfordern den Einsatz hochdynamischer Temperiersysteme. Bei der Überwachung von Reaktoren müssen endo- und exotherme Reaktionen im Inneren von Reaktoren extrem schnell und sicher kompensiert werden. Hier kommt es daher besonders auf die richtige Auswahl des passenden Temperiersystems unter Berücksichtigung verschiedenster Bedingungen und Einflussfaktoren an. Dieser Beitrag bietet Ihnen Anhaltspunkte, um für Ihre Anwendung die optimale und effizienteste Lösung zu bestimmen. Reaktortemperierung In der Praxis kommen Reaktoren aus Glas oder Stahl zum Einsatz. Stahlreaktoren sind robuster und damit auch stärker belastbar. Dagegen bieten Glasreaktoren einen Blick auf die Vorgänge im Inneren des Reaktors. Glasreaktoren jedoch erfordern umfangreichere Sicherheitsmaßnahmen beim Betrieb. Grundsätzlich bestehen Reaktoren aus einem Innengefäß für die zu temperierende Substanz – auch als Temperiergut bezeichnet. Das Innengefäß ist von einem Mantel umschlossen, in dem sich eine Temperierflüssigkeit befindet. Das Temperiersystem ist über vorbereitete Anschlüsse mit dem Reaktormantel verbunden. Bei der Reaktortemperierung pumpt das Temperiersystem permanent die Temperierflüssigkeit durch den Mantel des Reaktors. Plötzliche Temperaturveränderungen im Reaktorinneren werden durch schnelles Aufheizen oder Abkühlen der Temperierflüssigkeit dynamisch ausgeglichen. Das Aufheizen oder die Abkühlung der Temperierflüssigkeit findet innerhalb des Temperiersystems statt. Das Grundprinzip der Reaktortemperierung wird im nebenstehenden Prinzipbild veranschaulicht. Beispiele für Reaktoranwendungen • Miniplantanlage, Technikum (z.B. Pharma-, Chemieindustrie) • Materialstresstests (z.B. Autoindustrie, Flugzeugbau, Weltraumforschung) • Temperatursimulation Whitepaper „Optimale Temperierlösung“ Reaktor Temperiergut Regelelektronik Externer Temperaturfühler Internes Expansionsgefäß Pumpe Reaktormantel

Bei der Auswahl eines hochdynamischen Temperiersystems müssen verschiedene Bedingungen und Einflussfaktoren berücksichtigt werden. Ziel muss es sein eine Temperierlösung zu finden, die für den geplanten Einsatz die optimale Funktionalität und größtmögliche Effizienz zu bieten hat. In der folgenden Grafik wird dieser Zusammenhang noch einmal visualisiert. anzustreben ist. Im Folgenden gilt es nun, jeden dieser drei Sicherheitsaspekte näher zu beleuchten und dabei die jeweils wichtigen Entscheidungskriterien herauszufinden. Prozesssicherheit Bei der hochdynamischen Temperierung von Reaktoren werden...

nen wassergekühlte Systeme in einer Anlage komplett umbaut werden. Die im Temperiersystem integrierte Pumpe muss leistungsstark ausgelegt sein, um hohe Durchflussraten bei gleichbleibendem Druck zu erzielen. Die Pumpe sollte den erforderlichen Druck schnell und unter ständiger Kontrolle aufbauen, um die bereits erwähnten Druckgrenzwerte des Reaktors nicht zu übersteigen. Die Einstellung der Pumpenleistung sollte entweder über Stufen oder über einen vorgegebenen Druckwert möglich sein, wobei immer die Druckwerte und Betriebsbedingungen des Reaktors zu beachten sind. Spezielle Temperiersysteme...

wichtig, nicht nur die reine Stellfläche zu betrachten. In die Bewertung müssen unbedingt auch der Platzbedarf für alle Anschlüsse und benötigte Abstände für die Zirkulation der Umluft mit einbezogen werden. Bei einem raumoptimierten Temperiersystem finden Sie Anschlüsse und Lüftungsschlitze maximal an Vorder- und Rückseite. In diesem Fall haben Sie Platz gewonnen, denn jegliche Laborgeräte können auch eng an den Seiten dieses Gerätes aufgestellt werden. Im ungünstigsten Fall verlieren Sie neben der angegebenen Stellfläche noch zusätzlichen Raum, weil Sie Platz für Anschlüsse und/oder für Zu-...

wenn das User-Interface über ein Netzwerk die gleiche Funktionalität besitzt wie bei der Bedienung direkt am Gerät. Das erspart zusätzlichen Lernaufwand und vermeidet auch in diesem Fall Fehlbedienungen. Im Laboralltag sind ganze Versuchsreihen unter exakt gleichen Temperierbedingungen gängige Praxis. Aber auch Fehlversuche erfordern meistens Wiederholungen mit genau den gleichen Regelparametern. Um in solchen Fällen eine eindeutige Reproduzierbarkeit zu ermöglichen, sollte das Temperiersystem entsprechende Funktionen bereithalten. Diese Funktionen helfen gleichzeitig, den Aufwand für Versuchsdokumentationen...

Checkliste 1: Prozesssicherheit Anwenderaspekte Benötigte Kälte-/Heizleistung ermitteln Tipp: Korrekte Kälte-/Heizleistung vom Anbieter ermitteln lassen! Geforderte Arbeitstemperaturen mit Arbeitstemperaturbereich der Temperierlösung abgleichen Tipp: Beratung beim Anbieter einholen! Druckwerte und Betriebsbedingungen des Reaktors beachten Für gute Durchmischung im Reaktor sorgen Kriterien für die optimale Temperierlösung –– Eingabemöglichkeit für maximal zulässige Druckwerte Eingabemöglichkeit für Differenzen zwischen Vorlauf- und Reaktortemperatur Eingabemöglichkeit für Differenzen zwischen...

Checkliste 2: Investitionssicherheit Anwenderaspekte Vorbeugende Wartungsmaßnahmen Turnusmäßige Reinigungen Tipp: Service und Supportangebote des Anbieters prüfen! Vorgaben und Bedingungen am Einsatzort berücksichtigen, z.B. Stromanschluss Kriterien für die optimale Temperierlösung –– Schutz der Anwendung durch schnellen, kontrollierten Druckaufbau Wartungsarme Pumpe (selbstschmierend) vermeidet Folgekosten und Ausfallzeiten Weiter Arbeitstemperaturbereich für Mehrfachversuche in kürzeren Abständen mit unterschiedlichen Temperaturen Verschleißfreier Wärmetauscher (in wassergekühlten Geräten)...