Die Temperatur spielt bei Produktionsprozessen eine wichtige Rolle. Vor allem dann, wenn chemische Reaktionen beteiligt sind. Dementsprechend wichtig ist die Auswahl einer geeigneten Heiz- und Kühllösung. Chemische und pharmazeutische Produktionsanlagen nutzen häufig zentral vorhandene Heiz- und Kühlsysteme zur Temperierung von Produktionsprozessen, insbesondere um großvolumige Reaktoren zu temperieren. Diese Methode hat jedoch einige Nachteile: In der Regel führt sie zu ungenauen Ergebnissen, vor allem aber ist der Temperaturbereich eingeschränkt. Darüber hinaus wird, beispielsweise bei der Nutzung einer elektrischen Heizung, eine große Energiemenge benötigt. Das führt zu hohen Betriebskosten.
Die neue Unistat-Hybrid-Technologie von Peter Huber Kältemaschinenbau optimiert bereits vorhandene Anlagen, indem ein hydraulisch dichtes Temperiersystem angebunden wird. Das ermöglicht die exakte Temperierung von Reaktoren mit einem großen Füllvolumen. Das System nutzt im Produktionsgebäude vorhandene Energiemedien wie zum Beispiel Dampf, Kühlwasser oder auch flüssigen Stickstoff, um die gewünschte Temperatur zu erreichen.
Aufheizen mit Dampf
Der Unistat übernimmt die Temperaturregelung und kontrolliert das Zusammenspiel der einzelnen Energiequellen. Dabei garantiert das System eine zuverlässige und sichere Prozesskontrolle. In der Praxis bedeutet das zum Beispiel, dass großvolumige Reaktoren mit Dampf schnell aufgeheizt werden und mit flüssigem Stickstoff auch rasch abgekühlt werden. Dampf ist aufgrund seiner hohen Energiedichte und einer ausgezeichneten Wärmeübertragung ein sehr guter Wärmeträger. Das Unistat-System verwertet dieses Potenzial optimal. Die Wärmeenergie des heißen Dampfs wird mit einem externen Wärmetauscher ins Thermofluid übertragen; dadurch können im Bedarfsfall Temperaturen bis zu +400 °C erreicht werden.
Tiefere Temperaturen werden mit flüssigem Stickstoff erzielt. In Kombination mit dem Unistat können Temperaturen von bis zu -125 °C erreicht und darüber hinaus sicher beherrscht werden. Die Funktionsweise des Systems ist ähnlich wie bei der Nutzung von Dampf. Der Unistat-Umwälzthermostat sorgt für eine kontrollierte Energiezufuhr und übernimmt die präzise Feinregelung auf die im Reaktor benötigte Temperatur. Die Temperatur im Reaktor wird mit einem externen Pt100-Sensor überwacht.
Die Vorteile dieser Technik sind eine hohe Regelgenauigkeit, erweiterte Temperaturbereiche, gesteigerte Heiz- und Kühlleistungen sowie eine zuverlässige Kompensation von thermischen Reaktionen. Die Kopplung mit vorhandenen Ressourcen ist eine einfache Lösung, um die Effizienz und die Wirtschaftlichkeit von Anlagen zu steigern, da der Unistat die Verwertung der Energieressourcen rationell steuert. Die Produktionsleistung großvolumiger Anlagen wird mit der Integration eines Unistat-Systems verbessert und gesteigert.
Für Labor und Produktion
Die Herstellung größerer Quantitäten ist meistens kostenintensiv und schwierig: Die im Labor entwickelten Verfahren müssen dafür auf eine Produktionsanlage übertragen werden. Die Unistat-Produktreihe bietet sowohl kompakte Geräte für den Einsatz im Labor als auch Geräte für die Produktion. Das Einsatzgebiet der Unistate wird mit dem Hybrid-System auf einen großen Produktionsmaßstab erweitert. Dadurch wird die systematische Prozessentwicklung, die für ein erfolgreiches Scale-up essenziell ist, erleichtert. Der Transfer vom Labor beziehungsweise vom Technikumsmaßstab in den technischen Maßstab einer Produktionsanlage – unter gleichbleibenden Bedingungen und mit durchgängiger Bedienung – wird mit der Unistat-Reihe realisierbar. Unter wirtschaftlichen Aspekten betrachtet, tragen Unistate durch ein effizientes Energiemanagement zur Senkung der Betriebskosten bei. Die hydraulisch dichte Bauweise verhindert die Entstehung von Öldämpfen sowie Oxidation und verlängert dadurch die Lebensdauer der Temperierflüssigkeit.
Umfangreiche Sicherheitseinrichtungen ermöglichen einen unbeaufsichtigten Dauerbetrieb. Die relevanten Betriebszustände werden permanent überwacht. Bei Bedarf gibt das System Warnungen aus, schaltet sich ab oder aktiviert Notkreisläufe. Ergänzt wird die Ausstattung mit Programmgebern, adaptiver Kaskadenregelung, Rampenfunktion, Kalenderstart, anpassbarem Usermenü, Sensorkalibrierung sowie durch analoge und digitale Schnittstellen zur Anbindung an Prozessleitsysteme. Mit den Optionen Wetterschutz und Winterbetrieb können die Geräte auch im Außenbereich aufgestellt werden. Über den abnehmbaren Regler ist eine Fernsteuerung mittels Datenleitung möglich, zum Beispiel bei einer Verwendung in explosionsgeschützten Bereichen. Für eine Aufstellung innerhalb eines Ex-Schutz-Bereichs stehen überdruckgekapselte Ex-p-Schränke zur Verfügung.
