КАДАММ ЦТ-О50 — криостат 50 л для реакторов и колб, до −120 °C

КАДАММ ЦТ-О50 — напольные криостаты с открытой баней на 50 л теплоносителя для конденсаторов роторных испарителей на колбу 50 л и рубашек стеклянных реакторов 50 л. Карточка объединяет шесть исполнений одного корпуса, которые отличаются только холодильной машиной и нижним пределом температуры: −20, −30, −40, −60, −80 и −120 °C. Верхняя граница у всех — комнатная температура: криостат только отводит тепло, нагревателя в нём нет. Насос у шести исполнений одинаковый — 30 л/мин при напоре 10–12 м, давление в контуре до 0.4 МПа, поэтому гидравлика подключаемого конденсатора или рубашки от выбора глубины холода не зависит. Компрессор закрытого типа с воздушным охлаждением защищён по давлению, перегреву и току; регулятор PID с индикацией 0.1 °C.

Шесть глубин холода на одном баке 50 л

КАДАММ ЦТ-О50-20, ЦТ-О50-30 и ЦТ-О50-40 питаются от сети 220 В и занимают на полу 650×550 мм при высоте 950 мм (−20 °C) или 700×600 мм при высоте 980 мм (−30 и −40 °C). КАДАММ ЦТ-О50-60 и ЦТ-О50-80 требуют трёхфазной линии 380 В и вырастают до 900×700×1140 мм: глубокий холод даёт двухступенчатый каскад из двух холодильных контуров, и второй компрессор с конденсатором занимает место. КАДАММ ЦТ-О50-120 — самый крупный прибор ряда, 1270×900×1150 мм, тоже на 380 В. Холодопроизводительность, тип хладагента и масса у каждого исполнения свои и подтверждаются паспортом при заказе — уточняйте у менеджера. Общее для всех шести: бак 50 л, насос 30 л/мин с напором 10–12 м, давление в контуре до 0.4 МПа, воздушное охлаждение компрессора, штуцеры под шланг. Ряды соседних объёмов — КАДАММ ЦТ-О30 и КАДАММ ЦТ-О100.

Глубина холода под растворитель и реакцию: правило запаса

Конденсатор роторного испарителя собирает пары полностью, когда его температура ниже точки кипения растворителя при рабочем давлении не меньше чем на 10 °C, — иначе часть паров проходит сквозь холодильник в насос. Отсюда практическая шкала. Вода, этанол, изопропанол при отгонке под вакуумом с баней +40…+60 °C конденсируются уже при −10…−20 °C — им достаточно КАДАММ ЦТ-О50-20; этилацетат, ацетонитрил и толуол при том же режиме — тоже. Дихлорметан (кипит при +40 °C при атмосферном давлении, а под вакуумом — заметно ниже нуля), диэтиловый эфир (+35 °C), пентан (+36 °C) и гексан требуют −30…−40 °C: КАДАММ ЦТ-О50-30 и ЦТ-О50-40. Для рубашки реактора правило то же, но точка отсчёта другая — температура, которую нужно держать в реакционной массе: нижний предел бака должен быть на 10–20 °C ниже неё, потому что на нагрузке (тепло реакции, теплоприток через стекло и шланги) криостат работает не у предела, а выше него. Реакции при −20…−25 °C ведут с ЦТ-О50-40, при −40…−50 °C — с ЦТ-О50-60, при −60…−70 °C (литийорганика, низкотемпературное диазотирование) — с ЦТ-О50-80. КАДАММ ЦТ-О50-120 берут для криохимии и ловушек, где нужно держать −100 °C.

Бак 50 л: к чему подключать и сколько теплоносителя заливать

Правило подбора КАДАММ — объём бака примерно равен объёму колбы или реактора. Для ряда 50 л это реактор КАДАММ РЕА-Р50 с рубашкой 16 л и роторные испарители на колбу 50 л — КАДАММ РИ-10…РИ-50 и КАДАММ РИ-А50 с электроподъёмом. Запас объёма нужен по двум причинам. Первая — тепловая инерция: 50 л холодного теплоносителя сглаживают пиковую нагрузку при заливке горячего дистиллята в конденсатор или при экзотермическом выбросе в реакторе, и температура на выходе не «прыгает». Вторая — заполнение контура: рубашка 16 л плюс шланги забирают часть теплоносителя из бака, и уровень над насосом должен остаться достаточным. Открытая баня позволяет одновременно охлаждать объекты погружением — ловушку для паров, приёмную колбу, датчик — не разбирая внешний контур. Теплоноситель выбирают по глубине холода: водно-гликолевые смеси до −30 °C, этанол — до −40 °C и ниже, низкотемпературные силиконовые масла — до −80 °C и глубже; для −120 °C состав теплоносителя подтверждайте у менеджера.

Помещение, питание и отвод тепла

Криостат ряда 50 л — напольный прибор, который сбрасывает в помещение всё тепло, снятое с конденсатора или рубашки, плюс тепло компрессора. Конденсатор холодильной машины охлаждается воздухом, поэтому вокруг корпуса нужен зазор для забора и выброса воздуха, а в комнате — приточно-вытяжная вентиляция, рассчитанная на эту нагрузку; летом в непроветриваемой комнате глубокие исполнения не выходят на паспортный предел. Исполнения −20, −30 и −40 °C подключаются к розетке 220 В на отдельной линии; для −60, −80 и −120 °C заранее выводится трёхфазная линия 380 В с автоматом по паспорту прибора. Прибор ставят рядом с испарителем или реактором так, чтобы длина шлангов была минимальной: каждый лишний метр теплоизолированного шланга — это потеря напора и приток тепла из помещения.

Если процессу нужны и холод, и нагрев — например, кристаллизация с охлаждением до −20 °C после синтеза при +120 °C, — вместо криостата берут криотермостат КАДАММ ЦТ-К50 с диапазоном −20/−40/−80…+200 °C, нагревателем 6 кВт и стабильностью ±0.1 °C. Если требуется только охлаждающая вода +5…+40 °C для конденсатора при отгонке воды и спиртов, достаточно охладителя КАДАММ ЦТ-ОП8. Криостаты того же объёма с датчиком PT100 и паспортной холодопроизводительностью 2475–6300 Вт собраны в карточке ряда 2 — КАДАММ ЦТ-О.2 50–100 л.

Криостаты КАДАММ ЦТ-О50 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.

Прибор содержит герметичную холодильную машину с компрессором закрытого типа и защитами по давлению, перегреву и току; контур теплоносителя рассчитан на давление до 0.4 МПа. Стандартные исполнения не являются взрывозащищёнными: криостат устанавливается вне взрывоопасной зоны, а к реактору или испарителю с ЛВЖ соединяется шлангами. При работе с этанолом и другими горючими теплоносителями открытую баню закрывают крышкой, а помещение проветривают.

• Электробезопасность — 220 В, 50 Гц у исполнений −20, −30, −40 °C; 380 В, 50 Гц у −60, −80, −120 °C — отдельная линия с автоматом и заземлением по паспорту.
• Холодильная машина — закрытый компрессор воздушного охлаждения; защита по давлению, перегреву и току; тип и заправка хладагента — в паспорте исполнения.
• Контур теплоносителя — давление до 0.4 МПа; шланги и хомуты — на давление и температуру теплоносителя, теплоизолированные для холода.
• Низкие температуры — поверхности бака и шлангов при −40 °C и ниже вызывают холодовой ожог — работа в перчатках, крышка бани закрыта.
• Документы в поставке — паспорт, руководство по эксплуатации, декларация соответствия ТР ТС; протоколы и сертификаты — по запросу.

Холодопроизводительность при +20 °C и у нижнего предела, тип хладагента, масса, стабильность и класс защиты корпуса каждого исполнения — в паспорте конкретной поставки; уточняйте у менеджера.

Криостат ряда 50 л вводится в работу силами лаборатории: прибор поставляется в сборе, из внешней обвязки подключаются только шланги к конденсатору или рубашке. Ниже — порядок первого запуска, общий для шести исполнений; различия — в питании и габаритах.

Обслуживание в процессе эксплуатации

• Теплоноситель — контроль уровня и состояния: этанол и гликолевые смеси набирают воду из воздуха — замена по регламенту руководства; баня закрыта крышкой.
• Конденсатор холодильной машины — чистка решётки и рёбер от пыли — забитый конденсатор снижает холодопроизводительность и перегружает компрессор.
• Шланги и хомуты — осмотр при каждом запуске; замена при потере эластичности изоляции и появлении подтёков.
• Бак и штуцеры — промывка бака при смене теплоносителя (гликоль ↔ масло); осмотр штуцеров на коррозию.
• Оттаивание — при работе с водными теплоносителями и открытой крышкой на змеевике нарастает иней — периодически давать баку оттаять.