КАДАММ ЦТ-К100 — криотермостат для реакторов 80–100 л, −80…+200 °C

КАДАММ ЦТ-К100 — криотермостаты для стеклянных реакторов 80–100 л с рубашкой: нагрев 9000 Вт до +200 °C и компрессорное охлаждение до −20, −40 или −80 °C с холодопроизводительностью до 11240 Вт одним прибором. Бак 30 л, насос до 750 Вт с напором до 25 м, стабильность ±0.1 °C, питание 380 В. Это машины пилотного класса: они ведут партию до 65 л через дозирование на холоде, нагрев и программную кристаллизацию, а взрывозащищённые исполнения КАДАММ ЦТ-К100-20Ex, ЦТ-К100-40Ex и ЦТ-К100-80Ex с PLC и USB ставятся рядом с Ex-реактором внутри взрывоопасной зоны. Шесть артикулов — три глубины холода в стандартном и взрывозащищённом исполнении.

Шесть артикулов: три холодильные машины и два насоса

Общая платформа ряда 100 л: бак 30 л, нагреваемый объём внутреннего контура 3 л, нагреватель 9000 Вт, питание 380 В, вязкость теплоносителя до 500 сСт. КАДАММ ЦТ-К100-20 — холод 11240 Вт при +20 °C и 2100 Вт у нижнего предела, без нагрузки до −22 °C, насос 250 Вт с напором 15 м. КАДАММ ЦТ-К100-40 — 10280 Вт при +20 °C и 2565 Вт у предела, без нагрузки до −42 °C. КАДАММ ЦТ-К100-80 — 10570 Вт при +20 °C и 3270 Вт у предела, без нагрузки до −82 °C. У исполнений −40 и −80 °C насос мощнее — 750 Вт с напором 25 м — под более вязкий низкотемпературный теплоноситель. Подача у стандартных машин 30–35 л/мин. Взрывозащищённые ЦТ-К100-20Ex, ЦТ-К100-40Ex и ЦТ-К100-80Ex повторяют стандартные по нагреву, холоду и напору, подача 30 л/мин, штатно оснащены PLC-модулем с USB. По листу подбора КАДАММ все шесть закреплены за реакторами 80 и 100 л: это КАДАММ РЕА-Р100 и РЕА-Р100Ex из карточки КАДАММ РЕА-Р 10–100 л и трёхслойный РЕА-Т100 из КАДАММ РЕА-Т 10–100 л. Для пилотных реакторов 150–200 л (КАДАММ РЕА-Р 150–200 л) предназначена карточка КАДАММ ЦТ-К 200–300 л.

Холод 10–11 кВт и нагрев 9 кВт: тепловой баланс партии 65 л

Рубашка реактора 100 л вмещает 25 л теплоносителя, а партия — до 65 л реакционной массы. Прогреть такой объём от комнатной температуры до +80 °C или охладить его от +20 до −20 °C — это десятки мегаджоулей, и именно поэтому машина 100 л несёт нагреватель 9000 Вт и холодильные машины на 10–11 кВт при +20 °C. Второй фактор — экзотермия: реакция, которая на 5 л выделяла сотни ватт, на 65 л выделяет киловатты, и снять их нужно быстрее, чем среда уйдёт от уставки. Здесь работает связка «холод — подача — датчик»: холодильная машина даёт мощность, насос 30–35 л/мин с напором до 25 м прогоняет теплоноситель через рубашку 25 л и длинные шланги так, чтобы стенка по всей высоте колбы держала одну температуру, а внешний PT100 в реакторе позволяет регулятору упреждать: рубашка охлаждается ниже уставки среды ровно настолько, насколько нужно для отвода тепла. Нагреваемый объём 3 л при баке 30 л держит инерцию внутреннего контура малой: динамика переходов задаётся рубашкой и загрузкой, а не прибором.

Два насоса в одном ряду: 250 Вт на 15 м и 750 Вт на 25 м

Исполнение −20 °C укомплектовано насосом 250 Вт с напором 15 м, исполнения −40 и −80 °C — насосом 750 Вт с напором 25 м. Разница не случайна: чем ниже температура, тем более вязким становится теплоноситель, и на −60…−80 °C силиконовое масло, которое при +20 °C текло свободно, приближается к пределу 500 сСт. Насос с запасом напора сохраняет подачу через рубашку 25 л и там, где менее мощный вышел бы на срыв потока. Напор 25 м даёт и свободу размещения: пилотный реактор 100 л на раме высотой 2.4 м требует подводки к верхнему штуцеру рубашки на высоте около двух метров, и запас давления компенсирует и высоту, и длину шлангов. Практическое следствие для монтажа — шланги, хомуты и штуцеры на линии подачи выбираются по давлению насоса, а не «под температуру» только; для исполнений −40 и −80 °C мы рекомендуем армированные шланги с теплоизоляцией.

Ex-исполнения: пилотный синтез с ЛВЖ в зоне

Пилотный участок на 100 л почти всегда работает с растворителями, и часть из них — ЛВЖ: эфиры, углеводороды, спирты, кетоны. КАДАММ ЦТ-К100-20Ex, ЦТ-К100-40Ex и ЦТ-К100-80Ex ставятся внутри взрывоопасной зоны рядом с Ex-реактором и соединяются с ним короткими шлангами, тогда как стандартную машину пришлось бы выносить за пределы зоны с потерей напора на десятках метров линии. PLC-модуль с USB у Ex штатно: многоступенчатые программы температура–время идут без оператора, запись процесса выгружается для протокола партии. Оборудование взрывозащищённых исполнений выполнено с учётом требований ТР ТС 012/2011 «О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах»; применимость к категории зоны, маркировка взрывозащиты и подтверждающие документы — по паспорту конкретной поставки, уточняйте у менеджера до заказа. Реактор, вакуумный насос и прочая обвязка в зоне подбираются в соответствующем исполнении — Ex-реакторы 100 л есть в той же карточке РЕА-Р 10–100 л.

Подбор глубины холода и бака для реактора 80–100 л

Бак — по реактору: все шесть артикулов подобраны под 80–100 л, рубашка 25 л и шланги заполняются из бака 30 л с доливом, теплоноситель считается на бак, рубашку и шланги вместе. Глубина холода — по минимальной температуре среды с запасом не менее 10 °C: у нижнего предела холодопроизводительность падает до 2100–3270 Вт, а на 65 л этого хватает лишь на компенсацию теплопритоков. Ориентир для ряда 100 л: кристаллизация и процессы при 0…−10 °C — ЦТ-К100-20 с 11240 Вт при +20 °C; реакции при −20…−30 °C — ЦТ-К100-40; литийорганика и перегруппировки при −50…−70 °C — ЦТ-К100-80, у которого и у предела остаётся 3270 Вт — больше, чем у других исполнений. Теплоноситель: вода и водно-гликолевые смеси до −20…−30 °C, ниже — этанол или низкотемпературное силиконовое масло; сквозной диапазон −80…+200 °C закрывает силиконовое масло широкого диапазона с вязкостью не более 500 сСт в холодной точке. Если процесс только греется, дешевле нагревающий термостат КАДАММ ЦТ-Н ЦТ-Н100 с нагревом 8000 Вт или закрытого контура КАДАММ ЦТ-НЗ ЦТ-НЗ100 с Ex-исполнением; если нужен только холод — криостаты КАДАММ ЦТ-О100. Сенсорная панель 7″ с программами по шагам — в КАДАММ ЦТ-КС 50–200 л; реакторам 50 л соответствует КАДАММ ЦТ-К50, промышленным реакторам 500–1000 л — КАДАММ ЦТ-К1000-40 с баком 400 л.

Криотермостаты КАДАММ ЦТ-К100 поставляются как лабораторное электрооборудование: подтверждается соответствие требованиям технических регламентов ЕАЭС ТР ТС 004/2011 «О безопасности низковольтного оборудования» и ТР ТС 020/2011 «Электромагнитная совместимость технических средств», продукция выпускается в системе менеджмента качества ISO 9001. С прибором передаются паспорт, руководство по эксплуатации на русском языке и декларация соответствия.

Стандартные исполнения ЦТ-К100-20, ЦТ-К100-40 и ЦТ-К100-80 не являются взрывозащищёнными и устанавливаются вне взрывоопасных зон. Исполнения ЦТ-К100-20Ex, ЦТ-К100-40Ex и ЦТ-К100-80Ex предназначены для работы во взрывоопасной зоне и выполнены с учётом требований ТР ТС 012/2011 «О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах»; применимость к категории зоны, маркировка взрывозащиты и подтверждающие документы приводятся в паспорте конкретной поставки. Машины питаются от трёхфазной сети 380 В с контролем фаз; линия подачи рассчитывается на напор насоса до 25 м; теплоноситель для работы выше +100 °C должен иметь температуру вспышки выше верхней уставки.

• Электробезопасность — питание 380 В, 50 Гц; нагреватель 9000 Вт, насос 250 или 750 Вт и компрессор — отдельная линия с заземлением, номинал автомата по паспорту; контроль чередования и пропадания фаз.
• Термическая защита — ограничение максимальной температуры с отключением нагрева, защита компрессора от перегрева и по давлению, контроль питания.
• Взрывозащита — Ex-исполнения — для установки в зоне рядом с Ex-реактором; реактор, вакуумный насос и шланги в зоне — в соответствующем исполнении; маркировка — по паспорту.
• Гидравлика и холод — напор до 25 м: армированные шланги и хомуты по давлению; при уставках ниже 0 °C — теплоизоляция линий; вязкость среды не более 500 сСт в холодной точке цикла.
• Документы в поставке — паспорт, руководство по эксплуатации, декларация соответствия ТР ТС; сертификаты, протоколы и документы Ex-исполнений — по запросу и в паспорте.

Тип хладагента, габариты, масса и полная маркировка взрывозащиты Ex-исполнений — в паспорте конкретной поставки; уточняйте у менеджера.

Криотермостаты ЦТ-К100 поставляются в сборе; для запуска подключаются шланги к рубашке реактора и линия 380 В. Порядок первого запуска одинаков для стандартных и Ex-исполнений, различие — в месте установки и требованиях к линии подачи под напор 15 или 25 м:

Обслуживание в процессе эксплуатации

• Теплоноситель — контроль уровня и состояния в баке 30 л: вода в масле после холода, потемнение после нагрева — замена; бак под крышкой.
• Конденсатор воздушного охлаждения — чистка решётки и рёбер по регламенту; засорение снижает холод 10–11 кВт и греет компрессор.
• Линия подачи — осмотр армированных шлангов, хомутов и креплений при каждой смене диапазона; напор до 25 м не прощает изношенных соединений.
• Электрика и Ex — проверка контактов линии 380 В и заземления; у Ex — целостность кабельных вводов и корпуса, без самостоятельного вскрытия.
• Записи PLC — выгрузка журнала процесса через USB по регламенту участка; хранение программ с версией методики.