Dezember 2014
  • Aus drei mach eins: Mit der Applikation ersetzen Betreiber auf einen Schlag Stromstörer, Wärmeübertrager und Temperaturmesser.
  • Das spart wichtigen Platz in der Produktion. Zusammen mit dem hohen Wärmeübergangskoeffizienten der emaillierten Geräte können Unternehmen hohe Produktivitätssteigerungen realisieren.
  • Im Fallbeispiel eines Herstellers von Fungiziden lag die erzielte Steigerung der Produktivität bei rund 30 %.

Er ist Stromstörer, Wärmeübertrager und Temperaturmesser in einem Bauteil. Erhältlich sind die Geräte der Baureihe in unterschiedlichen Ausführungen und Größen für emaillierte Rührbehälter von 630 bis 40.000 l Volumen. Der Vorteil für den Kunden: Er kann auf einen externen Wärmeübertrager, eine Pumpe sowie die entsprechende Verrohrung verzichten.

Hohe chemische Beständigkeit
Technisch emaillierte Apparate, wie sie das Unternehmen aus dem namensgebenden Thale produziert, zeichnen sich durch eine hohe chemische Beständigkeit in sauren Medien aus. So kann beispielsweise selbst 135 °C heiße Salzsäure einer emaillierten Oberfläche praktisch nichts anhaben. Erst nach einem Jahr wären bei ununterbrochener Beanspruchung durch dieses aggressive Medium 0,1 mm des Emails abgetragen – bei einer üblichen nutzbaren Email-Schichtdicke bis 2,2 mm ergeben sich in der Praxis dementsprechend lange Standzeiten.

Verbesserte Reinigbarkeit
Die Applikation kam in der Vergangenheit bereits bei vielen Kunden mit Mono-Produkt-Anlagen zum Einsatz. In ihrer jetzt überarbeiteten Version ist die Baureihe jetzt auch für Mehr-Produkt-Anlagen geeignet und noch einmal einfacher zu reinigen. Wenn das überhaupt einmal nötig ist: Im Betrieb bei Nennfüllstand ist das Gerät durch die vom Rührwerk erzeugte Turbulenz nahezu selbstreinigend. Durch diese Neuerung besteht unter anderem bei Polymerisationsprozessen ein zusätzliches weites Anwendungsgebiet: Die Oberflächeneigenschaften des Emails verhindern das Anbacken von Polymeren. Außerdem konnte das Unternehmen durch konstruktive Änderungen auf PTFE-Abstandshalter komplett verzichten und die Anzahl der PTFE-Abstandshalter auf ein notwendiges Minimum reduzieren. Die zusätzliche Wärmeübertragungsfläche im Behälter verbessert die Wärmeabfuhr bei der exothermen Polymerisation so weit, dass Anwender von einer Produktivitätssteigerung von über 50 % gegenüber der ursprünglichen Vorgehensweise bei sonst unveränderter Anlagenkonfiguration berichten. Aus rührtechnischer Sicht verhält sich das System wie ein konventioneller Stromstörer, das heißt, der üblicherweise im Rührbehälter eingebaute Stromstörer kann komplett entfallen.

Messen bis zum letzten Tropfen
Um das Überwachen der Temperatur zu ermöglichen, sind die Multifunktionsgeräte mit einer Temperatursonde ausgestattet, die sich in einem der Wärmeübertragerrohre befindet. Hierdurch umströmt das zu messende Medium die Temperatursonde direkt und eine Beeinflussung der Messung durch die beheizten oder gekühlten emaillierten U-Rohre ist ausgeschlossen. Die eingesteckten Pt100-Fühler kann der Anwender zum Kalibrieren einfach demontieren, auch bei laufendem Betrieb. Der Temperatursensor ist dabei so positioniert, dass er an der tiefst möglichen Stelle im Rührbehälter misst. Hierdurch kann er auch kleine Volumina erfassen und die Temperatur von Restmengen – abhängig von der Behältergröße zwischen 3 und 8 % der Nennfüllmenge – im Rührbehälter ermitteln. Das komplette System ist so dimensioniert, dass es möglich ist, es in den Stromstörerstutzen eines Rührbehälters zu montieren und Betreiber es auch bei existierenden Apparaten einfach nachrüsten können.

Hoher Wärmedurchgangskoeffizient
Mit dem emaillierten Gerät lassen sich Wärmeübergangskoeffizienten bis 800 W/m2K erreichen. Verglichen mit den Wärmeübergangskoeffizienten eines emaillierten Rührbehälters mit dem k-Wert des emaillierten Stromstörers, ergibt sich ein bis zu dreifach höherer Wert als bei einem Rührbehälter ohne ein solches System. Dies bedeutet, dass 1 m2 Austauschfläche einer vergleichbaren Austauschfläche von 3 m2 der Wand des Rührbehälters entspricht. Bei dieser Betrachtung bleiben die Strömungszustände und die Medien im Produktraum und in den Rohren unberücksichtigt. Durch die Wahl eines geeigneten, dem Prozess angepassten Rührsystems lässt sich noch eine weitere Verbesserung des Wärmeübergangs erzielen.

Die Praxis gibt Recht
Ein Kunde des Unternehmens konnte bei einem Verfahren zur Produktion von Fungiziden durch den Einsatz der Applikation eine hohe Produktivitätssteigerung erzielen. In diesem Prozess ist bei einer exothermen Reaktion (Hydrolisierung eines organischen Reaktionsgemisches mit Salzsäure) eine höhere Wärmeabfuhr erforderlich, die durch herkömmliche Mittel nicht zu erreichen war. Vor dem Einsatz des Stör- und Temperiergerätes in einem BE 2.500 eines Fremdherstellers versuchte der Anwender, die Wärme ausschließlich durch einen externen Kühlkreislauf abzuführen. Der hohe Feststoffanteil im Produkt führte jedoch dazu, dass die eingesetzte Pumpe aufgrund von Kavitation und Abrasion sehr starkem Verschleiß ausgesetzt war und der Kunde diese daher oft austauschen musste. Heute ist der externe Kühlreislauf stillgelegt, und die Wärmeabfuhr erfolgt nun nur noch über die Halbrohrschlange des Rührbehälters und über das darin installierte Multifunktionssystem. Durch den höheren Wärmeübertrag konnte der Kunde seine Ausbeute deutlich steigern, da sich die Verweilzeit des Produktes von 43 auf 35 min reduzierte und sich die Produktionskapazität damit um 30 % steigerte.

Hier finden Sie einen Link zum Hersteller.

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