Tieftemperatur-Kühlsystem Typ TG-RD für Reaktionsgefäße aus Glas Temperaturbereich von +100°C bis -180°C gemessen am internen Temperaturfühler

Tieftemperaturkühlung für Reaktionsgefäße bis –180°C

Um den Forderungen nach schnellen Abkühlgeschwindigkeiten und tiefen Temperaturen nachkommen zu können, kann man mitunter von der konventionellen Thermostatenkühlung auf eine Flüssiggaskühlung wechseln. Für diesen Anwendungsfall hat KGW-ISOTHERM eine neue KALTGASApplikation entwickelt. Hierbei wird der Reaktor mittels tiefkaltem Stickstoffgas gekühlt und ermöglicht somit hohe Abkühlgeschwindigkeit.

KALTGAS ist ein Temperierungssystem, das auf der tiefen Temperatur des flüssigen Stickstoffes als Kältemittel aufbaut. Der flüssige Stickstoff wird in einem Kryobehälter mittels einer Heizung (Jet) verdampft. Hierdurch wird ein konstanter, tiefkalter Gasstrom erzeugt. Durch Variieren der Heizung (Jet) am Sicherheits-Controller (SC5) kann sowohl die Kühlleistung, als auch das Gasstromvolumen verändert werden, ebenso kann man durch Variieren der Jet-Leistung der LN2-Verbrauch auf ein Minimum reduzieren. Der tiefkalte Gasstrom wird anschließend durch eine vakuumisolierte, flexible Metallleitung zu einem Wärmetauscher (Heater) geführt. Der Wärmetauscher hat die Aufgabe, den kalten Gasstrom auf die gewünschte Temperatur zu erwärmen. Somit steht am Ausgang des Wärmetauschers ein fest definierter Gasstrom mit einer fest definierten Temperatur als Kühlmittel zur Verfügung. Dieser konstante Gasstrom wird durch eine Kühlwendel, die im Reaktionsgefäß eingehängt ist, geleitet und kühlt das im Gefäß befindliche Medium ab. Die Kühlwendel kann man durch einen Schnellverschluss an der Kaltgasanlage ankoppeln, so dass die Montage schnell und einfach durchgeführt werden kann. Dieses KALTGAS-System nennt man eine direkte Temperierung bei Reaktionsgefäßen.

Bei diesem KALTGAS-System erreicht man die hohe Abkühlgeschwindigkeit des Mediums im Reaktionsgefäß durch den großen Temperaturunterschied zwischen dem kalten Gas und dem zu temperierenden Medium. Eine KALTGAS-Anlage erzeugt innerhalb von wenigen Minuten einen –180°C kalten Gasstrom. Dieser extrem kalte Gasstrom ermöglicht eine schnelle Abkühlung des Mediums im Reaktionsgefäß. Mit dem Standard Sicherheits-Controller (SC5) wird eine Temperaturstabilität des Gasstromes kleiner +/-0,2°C im ausgeregelten Zustand erreicht . Durch den Einsatz eines Kaskadenreglers, kann nicht nur die Gastemperatur, sondern auch die Mediumtemperatur im Reaktionsgefäß geregelt werden. Bei Annäherung der Ist- zur Sollwerttemperatur wird diese Temperaturdifferenz durch den Temperaturregler kontinuierlich verringert, so dass im ausgeregelten Zustand eine Temperaturstabilität von ca. +/-0,1°C erreicht werden kann.

Neben der hohen Abkühlgeschwindigkeit und der guten Regelstabilität ist ein weiterer wesentlicher Vorteil von KALTGAS – Anlagen ihr modulare Aufbau. Durch Austauschen einzelner Bauteile, wie z.B. der Gasleitung, des Jets oder des Heaters, kann sowohl die Kühlleistung, als auch die Abkühlgeschwindigkeit, verändert werden. Die Grundmodule, wie LN2-Behälter, Vakuumpumpe oder Temperaturregelung, bleiben unverändert. Ein weiterer Vorteil liegt im Reaktionsgefäß. Dieses kann bei diesem Aufbau auch mit einem Ablassventil versehen werden. Da die Temperierung über Stickstoffgas erfolgt, ist ein Wechseln des Reaktionsgefäßes ohne den üblichen Problemen des Thermostatenöls möglich. Die Reinigung des Reaktionsgefäßes beschränkt sich nur noch auf den Reaktionsraum des Gefäßes und nicht mehr auf die zusätzliche Reinigung des Temperiermantels.

In einem Reaktionsgefäß werden 1,5 Liter Methanol innerhalb von ca. 50 Minuten von +20°C auf –95°C abgekühlt. Der LN2-Verbrauch während der Abkühlphase liegt bei 5 – 6 Liter LN2. Um das Methanol auf –95°C zu halten, benötigt der Reaktor nur noch ca. 1,2 Liter LN2 pro Stunde.

Technische Daten für:

Typ TG-RD
Jet = 500 Watt
Heater = 400Watt
Reaktor = 2 Liter Volumen vakuumisoliert mit einem Sichtstreifen
Deckel = 3 x NS 29/32 seitlich / mittig 1 x NS 29/32 ; vakuumisoliert
Gestell aus Aluminium
Rohrleitung aus V2A , Länge 1,5 Meter, evakuierbar mit Vak. Pumpe
Heber für LN2-Behälter mit KF NW 50
Best. Nr: TG-RD 40/50

Download Kaltgas Infoblatt

Kaltgas Infoblatt als PDF-Datei Download Kaltgas Infoblatt

Zubehör

LN2-Behälter von 20 Liter bis 300 Liter Volumen
Rührer, Rührwerk und Rührverschluss
Reaktoren mit größeren Volumen

Weitere Leistungen von KALTGAS-Systemen auf Anfrage
Technische Änderungen vorbehalten