КАДАММ ЦТ-О100 — криостат 100 л для реакторов, до −120 °C

КАДАММ ЦТ-О100 — самые крупные криостаты открытого типа в серии ЦТ-О: бак на 100 л теплоносителя, насос 40 л/мин с напором 10–12 м и давлением в контуре до 0.4 МПа, пять исполнений по глубине холода — −20, −30, −40, −80 и −120 °C. Все пять питаются от трёхфазной сети 380 В. Прибор предназначен для пилотного масштаба: по листу подбора КАДАММ он обслуживает рубашки стеклянных реакторов от 80 до 200 л и конденсаторы роторных испарителей на колбу 100 л. Верхний предел — комнатная температура: криостат только снимает тепло, нагревателя нет; регулятор PID с индикацией 0.1 °C, компрессор закрытого типа с воздушным охлаждением и защитами по давлению, перегреву и току.

Пять исполнений на баке 100 л: от −20 до −120 °C

КАДАММ ЦТ-О100-20 занимает 1100×900 мм при высоте 1100 мм — это исполнение для отгонки воды, спиртов, этилацетата и толуола на колбе 100 л и для охлаждения рубашки при кристаллизации. КАДАММ ЦТ-О100-30 (1260×1100×1350 мм) и ЦТ-О100-40 (1460×1200×1350 мм) закрывают дихлорметан, гексан, эфир и пентан и реакции при −20…−25 °C по рубашке. КАДАММ ЦТ-О100-80 и ЦТ-О100-120 — двухступенчатые каскадные машины для реакций при −60…−70 °C и криохимии при −100 °C; их габариты и масса подтверждаются паспортом при заказе. Холодопроизводительность при +20 °C и у нижнего предела, тип хладагента и масса каждого исполнения — в паспорте, уточняйте у менеджера. Общее для пяти артикулов: бак 100 л, насос 40 л/мин при 10–12 м, давление до 0.4 МПа, 380 В, воздушное охлаждение компрессора. Ряд с исполнением −60 °C и питанием 220 В у младших глубин — КАДАММ ЦТ-О50.

Рубашка 25 л и конденсатор 2.3 м²: что должен успевать криостат

На объёме 100 л меняется не только количество теплоносителя, но и характер нагрузки. Рубашка реактора КАДАММ РЕА-Р100 вмещает 25 л, а отношение поверхности теплообмена к объёму среды у колбы 100 л ниже, чем у настольных, — охлаждение партии 65 л с +80 до −10 °C идёт долго, и всё это время криостат работает на полной мощности. У испарителя КАДАММ РИ-А100 конденсатор площадью до 2.3 м² при отгонке нескольких литров в час отдаёт в контур киловатты теплоты конденсации, причём неравномерно: пик — при выходе бани на режим и при ступенчатом снижении давления. Бак 100 л и насос 40 л/мин рассчитаны именно на такой профиль: большая масса холодного теплоносителя принимает пик, а расход 40 л/мин удерживает малую разницу температур между входом и выходом конденсатора, чтобы верхние витки змеевика не оказались теплее точки конденсации. Криостат включают заранее и выводят на уставку до начала отгонки или загрузки реактора.

Глубина холода для пилотной установки

Правило то же, что у настольных объёмов, но цена ошибки выше: на колбе 100 л недоконденсированный дихлорметан — это литры растворителя в насосе и вытяжке за смену. Температура бака должна быть ниже точки кипения растворителя при рабочем давлении не меньше чем на 10 °C: вода, спирты, толуол, этилацетат — КАДАММ ЦТ-О100-20; дихлорметан и гексан — ЦТ-О100-30; эфир и пентан — ЦТ-О100-40. Для рубашки нижний предел бака берут на 10–20 °C ниже требуемой температуры реакционной массы, потому что на нагрузке машина работает выше предела: реакции при −20…−25 °C — ЦТ-О100-40, при −60…−70 °C — ЦТ-О100-80, ловушки и криохимия при −100 °C — ЦТ-О100-120. Исполнения −60 °C в ряду 100 л нет: для реакций при −40…−50 °C выбирают ЦТ-О100-80 с запасом. Теплоноситель — по глубине: водно-гликолевые смеси до −30 °C, этанол до −40 °C и ниже, низкотемпературные силиконовые масла до −80 °C; для −120 °C — по рекомендации менеджера. Объём заливки — бак плюс рубашка 25 л плюс шланги.

Трёхфазная линия, вентиляция и место под бак 100 л

Криостат 100 л — оборудование пилотного участка, и к его установке готовятся как к установке реактора. Все пять исполнений требуют трёхфазной линии 380 В с автоматом по паспорту; площадь на полу — от 1100×900 мм у ЦТ-О100-20 до 1460×1200 мм у ЦТ-О100-40 плюс зазоры со стороны забора и выброса воздуха. Конденсатор холодильной машины охлаждается воздухом: всё тепло, снятое с реактора или конденсатора, вместе с теплом компрессора уходит в помещение, и вентиляция участка рассчитывается на эту нагрузку — иначе летом глубокие исполнения не выйдут на паспортный предел. Прибор ставят вплотную к реактору или испарителю: при расходе 40 л/мин каждый метр шланга и каждый переходник заметно снижают фактическую подачу, а теплоизоляция шлангов при −40 °C и ниже обязательна.

Когда пилотному реактору нужны и холод, и нагрев — синтез при +150 °C и кристаллизация при −20 °C в одном сосуде, — вместо криостата ставят криотермостат КАДАММ ЦТ-К100 с диапазоном −20/−40/−80…+200 °C, нагревателем 9 кВт и стабильностью ±0.1 °C. Криостат 100 л ряда 2 с датчиком PT100, паспортной холодопроизводительностью 6447 Вт и насосом 60 л/мин — в карточке КАДАММ ЦТ-О.2 50–100 л. Для реакторов 150 и 200 л КАДАММ РЕА-Р 150–200 л ряд 100 л подобран по листу подбора как источник холода по рубашке; подтверждение под конкретный процесс — у менеджера.

Криостаты КАДАММ ЦТ-О100 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. В комплекте — паспорт, руководство по эксплуатации на русском языке и декларация соответствия.

Прибор содержит герметичную холодильную машину (у исполнений −80 и −120 °C — двухступенчатую) с защитами по давлению, перегреву и току; контур теплоносителя рассчитан на давление до 0.4 МПа. Исполнения не являются взрывозащищёнными: криостат устанавливается вне взрывоопасной зоны и соединяется с реактором или испарителем шлангами. Горючие теплоносители (этанол) в открытой бане — под крышкой и при работающей вентиляции.

• Электробезопасность — 380 В, 50 Гц у всех пяти исполнений — трёхфазная линия с автоматом и заземлением по паспорту; подключение силовой линии — электриком.
• Холодильная машина — закрытый компрессор воздушного охлаждения, защиты по давлению, перегреву и току; хладагент и заправка — в паспорте исполнения.
• Контур теплоносителя — давление до 0.4 МПа; шланги, хомуты и коллекторы — на давление и температуру исполнения, с теплоизоляцией.
• Низкие температуры и масса — холодовой ожог от бака и шлангов при −40 °C и ниже; напольный прибор перемещать только пустым, по ровному полу.
• Документы в поставке — паспорт, руководство по эксплуатации, декларация соответствия ТР ТС; протоколы и сертификаты — по запросу.

Холодопроизводительность при +20 °C и у нижнего предела, хладагент, масса, стабильность, а также габариты исполнений −80 и −120 °C — в паспорте конкретной поставки; уточняйте у менеджера.

Криостат ряда 100 л вводится в работу вместе с реактором или испарителем пилотного участка: прибор поставляется в сборе, подключаются силовая линия 380 В и шланги внешнего контура. Порядок первого запуска, общий для пяти исполнений:

Обслуживание в процессе эксплуатации

• Теплоноситель — контроль уровня и обводнения гликолевых и спиртовых смесей; замена по регламенту; баня под крышкой.
• Конденсатор холодильной машины — чистка рёбер и решёток от пыли — на пилотном участке пыли больше, а падение холода дороже.
• Шланги, хомуты, коллектор — осмотр перед каждым запуском; замена шлангов с потерявшей эластичность изоляцией.
• Насос — контроль расхода по потребителю; снижение подачи при чистых шлангах — повод проверить фильтр и рабочее колесо по руководству.
• Оттаивание бака — при водных теплоносителях и открытой крышке — периодическое оттаивание змеевика.