KADAMM ЦТ-К100 — Криотермостаты нагрев и охлаждение 100 л

Для стеклянных реакторов 80–100 л с рубашкой предназначены криотермостаты KADAMM ЦТ-К100, совмещающие в одном корпусе компрессорный холод до −20, −40 или −80 °C (холодопроизводительность до 11240 Вт) и нагреватель 9000 Вт с верхней границей +200 °C. Внутри — бак 30 л и насос до 750 Вт, развивающий напор до 25 м; температура поддерживается с точностью ±0.1 °C, подключение к сети 380 В. По классу это пилотные машины: партия до 65 л проходит у них дозирование на холоде, нагрев и кристаллизацию по программе. Взрывозащищённые варианты KADAMM ЦТ-К100-20Ex, ЦТ-К100-40Ex и ЦТ-К100-80Ex получают PLC с USB и монтируются во взрывоопасной зоне вплотную к Ex-реактору. Итого шесть артикулов: по три уровня холода в обычном и во взрывозащищённом исполнении.

Шесть артикулов на трёх холодильных машинах и двух насосах

Для всего ряда 100 л одинаковы: бак 30 л, внутренний контур с нагреваемым объёмом 3 л, нагреватель 9000 Вт, сеть 380 В и теплоноситель вязкостью до 500 сСт. Различия — в холоде и насосе. У KADAMM ЦТ-К100-20 при +20 °C 11240 Вт, у нижней границы 2100 Вт, предел без нагрузки −22 °C, насос 250 Вт на 15 м. У KADAMM ЦТ-К100-40 при +20 °C 10280 Вт, у границы 2565 Вт, без нагрузки достигается −42 °C. У KADAMM ЦТ-К100-80 при +20 °C 10570 Вт, у границы 3270 Вт, без нагрузки −82 °C. Модели на −40 и −80 °C несут насос 750 Вт с напором 25 м: низкотемпературный теплоноситель гуще и требует большего давления. Стандартные машины подают 30–35 л/мин. Ex-варианты ЦТ-К100-20Ex, ЦТ-К100-40Ex и ЦТ-К100-80Ex по нагреву, холоду и напору такие же, как стандартные, подают 30 л/мин и уже в базе имеют PLC-модуль с USB. Лист подбора KADAMM относит все шесть к реакторам 80 и 100 л — это KADAMM РЕА-Р100 и РЕА-Р100Ex (карточка KADAMM РЕА-Р 10–100 л ) и трёхслойный РЕА-Т100 (карточка KADAMM РЕА-Т 10–100 л). Пилотным реакторам 150–200 л (KADAMM РЕА-Р 150–200 л) нужна другая карточка — KADAMM ЦТ-К 200–300 л.

Партия 65 л в тепловом балансе: нагрев 9 кВт и холод 10–11 кВт

В рубашку реактора 100 л заливается 25 л теплоносителя, а реакционной массы в нём бывает до 65 л. На нагрев этого объёма от комнатной температуры до +80 °C или охлаждение с +20 до −20 °C уходят десятки мегаджоулей — отсюда нагреватель 9000 Вт и холодильные машины 10–11 кВт при +20 °C у прибора на 100 л. Добавляется экзотермия: если при 5 л реакция давала сотни ватт, при 65 л это уже киловатты, и отводить их приходится раньше, чем среда отклонится от уставки. Решает задачу цепочка «холод — подача — датчик». Мощность обеспечивает холодильная машина; насос на 30–35 л/мин и напор до 25 м гонит теплоноситель по длинным шлангам и рубашке 25 л, выравнивая температуру стенки по всей высоте колбы; по внешнему PT100 в реакторе регулятор действует на опережение и опускает рубашку ниже уставки среды ровно на столько, сколько требует теплоотвод. Внутренний контур инерции почти не добавляет: при баке 30 л нагревается лишь 3 л, так что скорость переходов определяют загрузка и рубашка, а не сам прибор.

В одном ряду два насоса: 250 Вт / 15 м и 750 Вт / 25 м

На −20 °C ставится насос 250 Вт, развивающий 15 м напора, а на −40 и −80 °C — насос 750 Вт и 25 м. Так сделано намеренно: с понижением температуры теплоноситель густеет, и свободно текущее при +20 °C силиконовое масло на −60…−80 °C подходит к границе 500 сСт. Где слабый насос сорвал бы поток, насос с запасом напора продолжает прокачивать рубашку 25 л. Есть и выигрыш в компоновке: у пилотного реактора 100 л на раме высотой 2.4 м верхний штуцер рубашки находится примерно в двух метрах от пола, и резерв давления покрывает как подъём, так и длину шлангов. Для монтажа отсюда вывод: шланги, хомуты и штуцеры на подаче подбирают не по одной лишь температуре, а и по давлению насоса; на исполнения −40 и −80 °C мы советуем армированные шланги в теплоизоляции.

Ex-варианты для пилотного синтеза с ЛВЖ внутри зоны

На пилотной установке 100 л без растворителей почти не обходится, и среди них есть ЛВЖ — спирты, кетоны, углеводороды, эфиры. Стандартную машину в таком случае выносят из зоны и теряют напор на линии в десятки метров, а KADAMM ЦТ-К100-20Ex, ЦТ-К100-40Ex и ЦТ-К100-80Ex размещаются прямо во взрывоопасной зоне возле Ex-реактора и подключаются к нему короткими шлангами. В Ex-вариантах PLC-модуль с USB входит в базу: программы температура–время из нескольких ступеней выполняются без участия оператора, а журнал процесса выгружается в протокол партии. Взрывозащищённое оборудование выполнено с учётом требований ТР ТС 012/2011 «О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах». Маркировку взрывозащиты, допустимую категорию зоны и комплект подтверждающих документов определяет паспорт конкретной поставки — до заказа уточняйте у менеджера. Остальная обвязка в зоне (вакуумный насос, реактор и прочее) тоже нужна в соответствующем исполнении; Ex-реакторы на 100 л собраны в той же карточке РЕА-Р 10–100 л.

Реактор 80–100 л: как выбрать бак и глубину холода

С баком всё определяет реактор: шесть артикулов рассчитаны на 80–100 л, бак 30 л с доливом заполняет рубашку 25 л и шланги, а объём теплоносителя складывают из бака, рубашки и шлангов. Глубину холода берут по самой низкой температуре среды плюс запас минимум 10 °C, поскольку у нижней границы холодопроизводительность снижается до 2100–3270 Вт и на 65 л её достаточно только для покрытия теплопритоков. Для ряда 100 л ориентиры такие: под кристаллизацию и процессы при 0…−10 °C — ЦТ-К100-20, дающий 11240 Вт при +20 °C; под реакции при −20…−30 °C — ЦТ-К100-40; под перегруппировки и литийорганику при −50…−70 °C — ЦТ-К100-80, который и у границы сохраняет 3270 Вт, больше остальных исполнений. До −20…−30 °C подходят вода и водно-гликолевые смеси, глубже — этанол или низкотемпературное силиконовое масло; на всём диапазоне −80…+200 °C работает силиконовое масло широкого диапазона, если в холодной точке его вязкость не превышает 500 сСт. Когда процесс требует только нагрева, выгоднее нагревающий термостат KADAMM ЦТ-Н ЦТ-Н100 на 8000 Вт либо термостат закрытого контура KADAMM ЦТ-НЗ ЦТ-НЗ100, у которого есть Ex-вариант; когда требуется только холод — криостаты KADAMM ЦТ-О100. Пошаговые программы на сенсорной панели 7″ предлагает KADAMM ЦТ-КС 50–200 л; под реакторы 50 л подходит KADAMM ЦТ-К50, под промышленные 500–1000 л — KADAMM ЦТ-К1000-40 с баком 400 л.

Как лабораторное электрооборудование криотермостаты KADAMM ЦТ-К100 соответствуют двум регламентам ЕАЭС — ТР ТС 004/2011 «О безопасности низковольтного оборудования» и ТР ТС 020/2011 «Электромагнитная совместимость технических средств». Производство ведётся по системе качества ISO 9001, на корпусе есть маркировка CE. Вместе с машиной покупатель получает декларацию соответствия, паспорт и руководство по эксплуатации на русском.

Взрывозащиты у стандартных ЦТ-К100-20, ЦТ-К100-40 и ЦТ-К100-80 нет, поэтому их размещают за пределами взрывоопасных зон. Для работы внутри такой зоны выпускаются ЦТ-К100-20Ex, ЦТ-К100-40Ex и ЦТ-К100-80Ex, спроектированные с учётом ТР ТС 012/2011 «О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах»; какая категория зоны допустима, какая стоит маркировка взрывозащиты и какие документы это подтверждают — смотрите паспорт своей поставки. Электропитание трёхфазное, 380 В, с контролем фаз. Линию подачи считают под напор насоса до 25 м. Если работаете выше +100 °C, у теплоносителя температура вспышки обязана превышать верхнюю уставку.

• Электробезопасность — сеть 380 В, 50 Гц; компрессор, насос 250 или 750 Вт и нагреватель 9000 Вт подключают к выделенной заземлённой линии, автомат берут того номинала, что в паспорте; прибор следит за пропаданием и чередованием фаз.
• Термическая защита — при достижении предельной температуры нагрев отключается; компрессор защищён по давлению и от перегрева, питание контролируется.
• Взрывозащита — Ex-вариант ставится в зоне возле Ex-реактора; всё, что находится в зоне (шланги, вакуумный насос, сам реактор), тоже должно иметь подходящее исполнение; маркировку смотрите в паспорте.
• Гидравлика и холод — раз напор доходит до 25 м, шланги нужны армированные, а хомуты — рассчитанные на давление; линии с уставкой ниже 0 °C изолируют; в самой холодной точке цикла среда должна быть не вязче 500 сСт.
• Комплект документов — к прибору прилагаются паспорт, руководство по эксплуатации и декларация соответствия ТР ТС; документы, протоколы и сертификаты на Ex-исполнения даём в паспорте или высылаем по запросу.

Хладагент, размеры, вес и полную Ex-маркировку взрывозащищённых версий указываем в паспорте каждой поставки — подробности у менеджера.

ЦТ-К100 приходят собранными: для пуска остаётся подвести 380 В и соединить шлангами прибор с рубашкой реактора. Стандартные и Ex-варианты запускают по одной схеме, а разница только в том, где машина стоит и какой напор (15 или 25 м) должна выдерживать линия подачи:

Обслуживание в процессе эксплуатации

• Теплоноситель — в баке 30 л, закрытом крышкой, следят за уровнем и видом жидкости: если после холода в масле появилась вода или после нагрева оно потемнело, его меняют.
• Конденсатор воздушного охлаждения — решётку и рёбра чистят по графику: грязь перегревает компрессор и отнимает часть холода 10–11 кВт.
• Линия подачи — хомуты, крепления и армированные шланги осматривают всякий раз, когда меняют диапазон: при напоре до 25 м изношенное соединение быстро даёт о себе знать.
• Электрика и Ex — контакты сети 380 В и заземление проверяют регулярно; на Ex-версиях смотрят, цел ли корпус и кабельные вводы, а вскрывать их самому нельзя.
• Записи PLC — журнал процесса снимают через USB с периодичностью, принятой на участке; программы держат вместе с номером версии методики.