Kompakter Wärmetauscher mit hoher Stabilität

Der Autor: Xavier Koonen Vertriebsingenieur, Barriquand

Um bei Wärmetauschern zur Kondensation von Lösemitteln eine optimale Korrosionsbeständigkeit zu gewähren, ist eine produktseitige Ausführung in Edelstahl notwendig. Aufgrund der damit verbundenen hohen Werkstoffkosten sind möglichst hohe Wärmeaustauschwerte erwünscht. Kommen häufige Produktwechsel hinzu, ist eine effiziente Reinigung vorzusehen. Die Konstruktion sollte hierfür möglichst totraumfrei sein. In der Praxis führt die Kombination dieser Vorgaben häufig zu einem Dilemma, da raum- und kostensparende Konstruktionen auf der einen Seite sowie totraumfreie und reinigbare Ausführungen auf der anderen Seite eigentlich im Widerspruch stehen.

Tatsächlich entspricht das erste Profil im Wesentlichen einem Plattenwärmetauscher, während das zweite eher einen klassischen Röhrenwärmetauscher beschreibt, bei dem glatte Rohre eingebaut sind und somit keinerlei Zwickel oder Kontaktpunkte vorhanden sind, an denen sich Produktpartikel festsetzen. Für genau dieses Anwendungsfeld hat Barriquand die Platular-Kondensatoren entwickelt. Sie kombinieren die Vorteile beider Systeme: Die thermische Leistungsfähigkeit der Plattenwärmetauscher und die mechanische Stabilität der Rohrbündelwärmetauscher. Die Ausführung der Kondensationsseite in kontaktpunktfreien, bis zu 20 mm breiten rechteckigen Edelstahlkammern ermöglicht einen 100 %igen Zugang mit entsprechender Reinigbarkeit, ähnlich wie dies von den klassischen Röhrenwärmetauschern her bekannt ist. Allerdings sind aufgrund der Plattenbauweise höhere Wärmeübergangskoeffizienten und somit letzten Endes kleinere und kompaktere Apparate möglich. Gerade bei aggressiven Lösemitteln, wenn ein hochwertiger Werkstoff, beispielsweise Hastelloy, erforderlich wird, wirkt sich dies sehr stark auf den Investitionspreis des Apparates aus.

Um die Kompaktheit der Gesamtanlage noch weiter zu verbessern, haben die Ingenieure bei Barriquand darüber hinaus die Multiapparate entwickelt. Dabei sind Haupt- und Nachkühler in einen einzigen Apparat integriert. In der Praxis bedeutet dies, dass der Apparat auf der Brüdenseite die klassischen Anschlüsse für Brüden, Restbrüden und Kondensat aufweist, auf der Serviceseite jedoch für verschiedene Kühlmedien räumlich getrennte Stutzenanschlüsse, wobei die verschiedenen Kühlmedien innerhalb des Apparats natürlich strikt getrennt bleiben. Dadurch lassen sich eine Vielzahl von Leitungen zwischen den einzelnen Kondensatoren einsparen. Darüber hinaus ergeben sich auch handfeste Vorteile durch die räumliche Kompaktheit und durch die Tatsache, dass nur ein einziger Apparat geprüft und gewartet werden muss.

Aufgrund der hohen Resonanz bei den Anwendern, werden diese Multiapparate jetzt mit bis zu vier integrierten Kühlstufen angeboten – d. h. Vorkühler, Hauptkondensator und zwei separate Nachkühlstufen mit unterschiedlich kalten Solen; auf Wunsch zusätzlich noch um eine integrierte Kondensatvorlage erweitert. Zudem besteht die Möglichkeit, an verschiedenen, relativ frei wählbaren Stellen der Apparate Inspektions- und Mess- bzw. Prüfstutzen zu installieren. Daher können die beschriebenen Platular-Apparate auf die lokalen Bedürfnisse maßgeschneidert werden, was dazu geführt hat, dass mittlerweile eine Vielzahl von Apparaten sogar mit einem CIP-Stutzen für das Einführen einer automatischen Spüllanze ausgerüstet sind, um eine fest installierte, programmierte Reinigung zu ermöglichen.

Ein weiteres, verstärkt bei der Planung von Kondensationsanlagen aufkommendes Kriterium ist die Oberflächenbeschaffenheit der produktberührten Wände. Gerade bei Produktwechseln oder pharmazeutischen Anwendungen stellt diese Anforderung häufig ein Ausschlusskriterium für viele technische Lösungen dar. Um hier den verschärften Produktionsspezifikationen gerecht zu werden, hat Barriquand in Kooperation mit seinen Kunden ein Verfahren entwickelt, die produktberührten Oberflächen nicht nur in den Sammlern, sondern auf den gesamten Kondensationsflächen zu elektropolieren.

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