KADAMM ЦТ-О5 — Криостаты циркуляционные 5 л

Когда проточной воды на конденсатор или рубашку перестаёт хватать, рядом с настольным стеклянным реактором 1–5 л или роторным испарителем на колбу 1–2 л ставят KADAMM ЦТ-О5 — компрессорный криостат с открытой баней на 5 л. Задача у него одна: остудить теплоноситель и гнать его по внешнему контуру. Для этого есть насос 20 л/мин (напор 4–6 м, давление в контуре до 0.4 МПа) и микропроцессорный PID-регулятор, показывающий температуру с шагом 0.1 °C. Нагреватель не установлен, так что рабочий диапазон идёт от комнатной температуры вниз до предела конкретного исполнения. В карточке восемь вариантов с одинаковым баком 5 л, от −10 до −120 °C; выбирать приходится лишь по тому, какой холод требуется растворителю или реакции.

Один бак 5 л — восемь вариантов глубины холода

В ряд 5 л входят KADAMM ЦТ-О5-10, ЦТ-О5-20, ЦТ-О5-25, ЦТ-О5-30, ЦТ-О5-40, ЦТ-О5-60, ЦТ-О5-80 и ЦТ-О5-120; цифра после дефиса обозначает, до какой температуры опускается бак. Общие для всех восьми — бак, насос 20 л/мин с напором 4–6 м и предельное давление 0.4 МПа, так что гидравлика рубашки или конденсатора не зависит от выбранной глубины: разница только в холодильной машине. До −10…−40 °C работает одноступенчатый компрессор с воздушным конденсатором от 220 В. Для −60 и −80 °C стоит двухступенчатый каскад, а питание 220 или 380 В определяет паспорт исполнения. Вариант −120 °C — каскад глубокого холода с питанием 380 В. Паспортная холодопроизводительность ЦТ-О5-20 — 2324 Вт на R290; на эту цифру удобно опираться при самом частом выборе под отгонку, а данные по остальным исполнениям подтверждает паспорт при заказе. С ростом глубины агрегат становится крупнее и потребляет больше, так что лишний запас холода, не нужный процессу, — пустые расходы.

Глубина холода под конкретный растворитель

Для конденсатора роторного испарителя действует простое правило: теплоноситель держат холоднее точки кипения растворителя при рабочем давлении минимум на 10 °C. Без этого запаса часть паров проскакивает конденсатор и попадает в вакуумный насос. Вода, этанол, метанол и ацетон при бане до +40…+60 °C требуют лишь исполнений −10 и −20 °C. Толуолу, гексану, этилацетату и ацетонитрилу при обычной отгонке с возвратом растворителя хватает −20…−30 °C. А вот пентан (+36 °C), диэтиловый эфир (+35 °C) и дихлорметан (кипит при +40 °C) в вакууме сконденсируются лишь при −30…−40 °C, и под них выбирают ЦТ-О5-40. Варианты −60 и −80 °C предназначены уже не для испарителей: это рубашки реакций при −40…−70 °C и ловушки летучих веществ; ЦТ-О5-120 оставлен для специальных задач криохимии. Теплоноситель меняется вместе с глубиной: смесь воды с гликолем годится до −20…−30 °C, холоднее нужен этанол или низкотемпературное силиконовое масло. Для открытой бани лучше масло — оно не испаряется и не набирает влагу из воздуха.

Бак 5 л и подача 20 л/мин для конденсатора испарителя 1–2 л: в чём достаточность

Внутренний объём стеклянного конденсатора у настольных испарителей KADAMM РИ-1 с ручным подъёмом, РИ-1Э с электроподъёмом и герметичного РИ-1П невелик, поэтому поток 20 л/мин прогоняет теплоноситель через него за считаные секунды. В итоге вход и выход почти не различаются по температуре, и к концу отгонки верхние витки змеевика не нагреваются. Пятилитровый бак служит тепловым буфером: когда растворитель вскипает и нагрузка резко растёт, температура на конденсаторе остаётся прежней. Лист подбора KADAMM привязывает бак 5 л к колбам 1, 2, 3 и 5 л, и в конфигураторах карточек испарителей на шаге «Комплект» нужный криостат уже стоит под соответствующий объём. Кроме внешнего контура, открытая баня позволяет охлаждать погружением — туда можно поставить пробирки, ловушку или приёмную колбу одновременно с основной работой. Крышка бани из комплекта снижает испарение теплоносителя и намерзание льда на его поверхности.

Рубашка настольного реактора 0.4–0.8 л

Рубашка стеклянных реакторов KADAMM РЕА-Р 1–5 л вмещает лишь 0.4–0.8 л, так что бака 5 л с избытком хватает на весь контур. Рубашка быстро выходит на уставку, а тепло экзотермических стадий — гашения, дозирования реагента, кристаллизации с охлаждением — отводится с запасом. Под реакцию при −20 °C в среде подойдёт ЦТ-О5-40, при −50 °C — ЦТ-О5-80: между пределом бака и рабочей температурой оставляют 10–20 °C, иначе под нагрузкой агрегат упрётся в предел мощности. Нагревать криостат не умеет, поэтому, если партию после охлаждения нужно прогреть, он не подойдёт. Для такой схемы в линейке предусмотрены криотермостаты KADAMM ЦТ-К 5–10 л с нагревом до +200 °C, а для охлаждения приборов водой +5…+40 °C — охладители KADAMM ЦТ-ОП8. При очень тесном столе и колбах до 2 л обратите внимание на компактный KADAMM ЦТ-О4-20 с баком 4 л либо на KADAMM ЦТ-О ряда 2 на 4.5–5 л с датчиком PT100.

Как лабораторное электрооборудование, криостаты KADAMM ЦТ-О5 подтверждены на соответствие регламентам ЕАЭС: ТР ТС 004/2011 «О безопасности низковольтного оборудования» и ТР ТС 020/2011 «Электромагнитная совместимость технических средств». Производство ведётся в системе менеджмента качества ISO 9001, на изделии есть маркировка CE. В комплекте документов — паспорт, декларация соответствия и руководство по эксплуатации на русском.

Холод даёт герметичный компрессорный агрегат: конденсатор у него воздушный, защиты — по току, перегреву и давлению. Контур теплоносителя рассчитан максимум на 0.4 МПа. Взрывозащиты у прибора нет, его место — обычная лаборатория; если в открытой бане этанол или другой легковоспламеняющийся теплоноситель, баню закрывают штатной крышкой, а пары удаляют вытяжкой. В основном ряду взрывозащищённый вариант есть только с баком 20 л — подробности у менеджера.

• Электропитание — 220 В, 50 Гц у −10…−40 °C; 220 либо 380 В у −60 и −80 °C (смотреть паспорт); 380 В у −120 °C; подключение — к выделенной заземлённой линии согласно паспорту.
• Защита компрессорного агрегата — контролируются ток и перегрев компрессора, давление хладагента; при выходе параметров за допуск срабатывает сигнализация.
• Контур теплоносителя — рабочее давление не выше 0.4 МПа; хомуты и шланги подбирают по температуре и давлению; обмерзающие штуцеры теплоизолируют.
• Жидкость в контуре — до −20…−30 °C водный раствор гликоля, глубже — низкотемпературное силиконовое масло или этанол; легковоспламеняющиеся жидкости держат под крышкой при работающей вытяжке.
• Комплект документов — к бане прилагаются декларация соответствия ТР ТС, паспорт и руководство по эксплуатации; протоколы и сертификаты высылаем по запросу.

Тип хладагента, габариты, масса, мощность насоса, стабильность поддержания температуры, а также холодопроизводительность всех исполнений, кроме ЦТ-О5-20, указаны в паспорте конкретного прибора — перед заказом уточняйте у менеджера.

Криостат 5 л приходит собранным, и лаборатория сама запускает его за несколько часов: снаружи понадобятся лишь теплоноситель и пара шлангов к рубашке или конденсатору. Для всех восьми исполнений первый пуск идёт по одной схеме, отличаются только электропитание и время выхода на температуру.

Обслуживание в процессе эксплуатации

• Жидкость контура — следить за уровнем и состоянием: этанол и смеси воды с гликолем постепенно впитывают влагу, и температура застывания у них сдвигается; менять — по регламенту из руководства.
• Воздушный конденсатор — решётку и рёбра регулярно очищают от пыли: если конденсатор забит, холода становится меньше, а компрессор работает с перегрузкой.
• Баня — по окончании работы с этанолом закрывают крышку; иней, наросший на стенках при −40 °C и ниже, не скалывают, а дают ему оттаять.
• Штуцеры и шланги — проверять, не растрескались ли и не стали ли жёсткими на холоде; при первой же течи — менять.
• Компрессорный агрегат — герметичен, в процессе эксплуатации его не дозаправляют; если глубина охлаждения упала, обращайтесь в сервис KADAMM.