Prozesskühlanlage mit natürlichen Kältemitteln

Seit 2015 gilt die aktuelle EU-Verord­nung über flu­o­ri­erende Treib­haus­gase. Damit wurde eine schrit­tweise Beschränkung der am Markt ver­füg­baren Men­gen an teil­flu­o­ri­erten Kohlen­wasser­stof­fen bis zum Jahr 2030 beschlossen. Bei Betreibern und Her­stellern von Käl­tean­la­gen sind die Kon­se­quen­zen dieser Geset­zes­lage inzwis­chen deut­lich spür­bar. Nicht nur ist die Ver­füg­barkeit von tra­di­tionellen Käl­temit­teln deut­lich gesunken, auch der Bedarf an zukun­ftssicheren Anla­gen, die mit natür­lichen Käl­temit­teln arbeit­en, ist deut­lich gestiegen. Lau­da Heiz- und Kühlsys­teme, die indus­trielle Sparte des Welt­mark­t­führers für Tem­perierg­eräte und –anla­gen, beschäftigt sich inten­siv seit mehr als fünf Jahren mit ebendieser The­matik – und hat jüngst für ein Bio­phar­ma-Unternehmen aus Deutsch­land eine Prozessküh­lanlage mit ein­er zweistu­fi­gen Käl­tekaskade und natür­lichen Käl­temit­teln für Tem­per­a­turen bis ‑60 °C gefertigt.

HKS Anlagen für Einfrierprozesse

Der weltweit tätige Kunde, eines der größten, forschen­den Phar­maun­ternehmen in Deutsch­land, hat bei Lau­da Heiz- und Kühlsys­teme eine Prozessküh­lanlage in Auf­trag gegeben. Einge­set­zt wird das Sys­tem für soge­nan­nte Freeze & Thaw Prozesse, bei dem Wirk­stoffe in großen Tanks mit bis zu 200 L Vol­u­men tiefge­froren und zur weit­eren Ver­ar­beitung versendet wer­den. Die Prozessküh­lanlage muss deshalb in der Lage sein, hochge­nau auf –60 °C herunterzukühlen.

In enger Absprache mit dem Kun­den wur­den während des Pre-Engi­neer­ing-Prozess­es sämtliche Spez­i­fika­tio­nen der Prozessküh­lanlage fest­gelegt und die einzel­nen Kom­po­nen­ten konzep­tion­iert. Dabei mussten eben­falls die Werksspez­i­fika­tio­nen des Kun­den berück­sichtigt wer­den, etwa der Ein­satz von Instru­men­tierung bes­timmter Her­steller. Aus­gelegt ist die Prozessküh­lanlage für zwei Tanks, wobei jed­er Tank eine Käl­teleis­tung von 2,2 kW abführt. Die Anlage ver­fügt außer­dem über eine Vol­u­men­strom­regelung, um den gesamten Prozess für den Kun­den repro­duzier­bar zu machen und stan­dortüber­greifend zu sich­ern. Um auf die benötigte Arbeit­stem­per­atur von ‑60 °C zu kom­men, set­zen die Lau­da Inge­nieure auf ein zweistu­figes Kaskaden­sys­tem. Zwei untere­inan­der ver­bun­dene und aufeinan­der abges­timmte Verdichter­an­la­gen sor­gen für die benötigte Tem­per­atur, indem der Ver­dampfer des ersten Kreis­laufs den Kon­den­sator des zweit­en Kreis­laufs kühlt. Durch diese intel­li­gente Verknüp­fung von mehreren Küh­lkreis­läufen kön­nen Tieftem­per­a­turen von bis zu ‑90 °C gefahren werden.

Brennbare Kältemittel fordern spezielle Sensorik

Um einen zukun­ftssicheren Betrieb zu garantieren, wird die Anlage für das Phar­maun­ternehmen mit natür­lichen Käl­temit­teln betrieben. Für diesen Zweck set­zt das Unternehmen brennbare Käl­temit­tel wie Ethan und Prophen ein. Die Nutzung dieser Gase stellt wiederum beson­dere Anforderun­gen an die Anlage. Ab ein­er Füll­menge von 150 g brennbarem Gas ist der Ein­satz ein­er speziellen Gas-Sen­sorik vorgeschrieben, welche die Dichtheit der Käl­tekreise überwacht und die Prozessküh­lanlage im Gefahren­fall abschal­tet. Darüber hin­aus ist die gesamte Käl­tean­lage mit einem belüfteten Gehäuse aus­ges­tat­tet, um den Luftaus­tausch so ger­ing wie möglich zu hal­ten. Ein Ven­ti­la­tor sorgt bei Leck­age für aus­re­ichend Unter­druck und sichere Entlüf­tung ins Freie. Lau­da Heiz- und Kühlsys­teme set­zt nur für das jew­eilige Käl­temit­tel zuge­lassene Kom­po­nen­ten und Sicher­heit­stech­nik ein, streng nach DIN EN 378.

Jed­er Schritt des Pro­jek­tes wurde eng mit den Auf­tragge­bern abges­timmt. In der Hand­habung entste­hen dem Kun­den durch den Ein­satz von natür­lichen Käl­temit­teln übri­gens keine Nachteile. Käl­temit­tel aus der Rei­he der Kohlen­wasser­stoffe sind preis­gün­stig und darüber hin­aus aus ener­getis­ch­er Sicht oft effizien­ter als die kon­ven­tionellen F‑Gase oder syn­thetisch hergestellte Ersatzstoffe. Für die Inge­nieure und Kon­struk­teure von Lau­da Heiz- und Kühlsys­teme sind Prozessküh­lanla­gen dieser Art ein wichtiger Schritt in die Zukun­ft. Denn der Bedarf an indus­triellen Lösun­gen mit natür­lichen Käl­temit­teln wird mit zunehmender Knap­pheit von tra­di­tionellen Käl­temit­teln weit­er steigen.