Die Unistat-Modellreihe deckt einen Temperaturbereich von -125 bis +425 °C ab. Anwender können aus über 60 wasser- oder luftgekühlten Grundmodellen und 200 Varianten mit Kälteleistungen bis 130 kW wählen. Mit konstanten Bedingungen bei der Temperaturführung minimieren die Geräte das Risiko von Verfahrensfehlern bereits in der Entwicklungsphase. Perfekt für den Einsatz im Labor geeignet sind die kleinsten Unistat-Modelle Petite Fleur und Grande Fleur. Die geringen Abmessungen prädestinieren diese Modelle für Laboranwendungen, bei denen der Platzbedarf eine Rolle spielt, oder machen den Einsatz im Rahmen von Baukastensystemen möglich. Prozessentwicklungen können so kostengünstig auf kleinstem Raum ablaufen. Die kleinen Unistate besitzen wie die großen Modelle exzellente thermodynamische Eigenschaften und sind damit erste Wahl, wenn es auf hohe Temperiergeschwindigkeiten und Präzision ankommt.
Das Unistat-Funktionsprinzip
Die hochdynamischen Temperiersysteme der Unistat-Reihe eignen sich zur hochgenauen und effizienten Temperierung von doppelwandigen Reaktionsgefäßen und Autoklaven in der chemischen Verfahrenstechnik. Im Vergleich zu klassischen Umwälzthermostaten mit offenem Bad sind sehr schnelle Temperaturänderungen und weite Temperaturbereiche ohne Flüssigkeitswechsel möglich. Unistate verzichten hierfür auf ein internes Temperierbad. Stattdessen besitzen Unistate ein Ausdehnungsgefäß für die thermisch bedingte Volumenänderung. Dieses Prinzip verringert die zu temperierenden Massen und erhöht die Temperiergeschwindigkeit.
Bei Applikationen mit sich kontinuierlich verändernden Reaktionsmassen sind Prozesssicherheit, präzise Temperaturkontrolle und Prozessstabilität entscheidende Faktoren für das gewünschte Temperierergebnis. Vor allem bei stark endothermen oder exothermen Reaktionen ist die Dynamik des Temperiersystems maßgeblich für die Sicherheit verantwortlich. Eine genaue Temperaturregelung, ohne Über- oder Unterschwingen, verhilft zu höheren Reinheitsgraden und höherer Ausbringungsmenge.
Komfortable Bedienung per Touchscreen
Mit der Einführung des Touchscreen-Reglers Pilot One wurden die Unistate nochmals verbessert. Die Bedienung erfolgt über einen farbigen 5,7″-TFT-Touchscreen mit Menüführung im Smartphone-Stil. Auf dem Hauptscreen werden alle wichtigen Parameter wie Prozesstemperatur, Manteltemperatur und Pumpendruck übersichtlich angezeigt. Temperaturverläufe werden grafisch in Echtzeit dargestellt. Mit nur einem Fingerwisch kann die Ansicht umgeschaltet werden, z. B. für eine Großdarstellung von Kurvengrafik oder Temperaturwerten. Serienmäßig an Bord sind USB- und Netzwerkanschlüsse sowie ein Datenrekorder zur Aufzeichnung von Prozessdaten direkt auf einen USB-Stick. Unistate überzeugen zudem mit Ausstattungsmerkmalen, die das Zusammenspiel mit dem Reaktorsystem perfektionieren. Die Umwälzpumpe ist auf hohe Fördermengen optimiert und gewährleistet so eine effiziente Wärmeübertragung zur Applikation. Das Ergebnis sind Aufheiz- und Abkühlgeschwindigkeiten von mehreren Hundert Kelvin pro Stunde. Ein Blick auf die Kälteleistungsdichte nach DIN 12876 zeigt, dass Unistate eine herausragende Thermodynamik aufweisen. Für einen direkten Vergleich stehen über 200 Fallstudien als Download zur Verfügung.
Prozessentwicklung leicht gemacht
Mit dem neuen E-grade Explore steht Unistat-Anwendern ein Erweiterungspaket zur Verfügung, mit dem die Prozessentwicklung und -optimierung nochmals erleichtert wird. Das E-grade Explore zeigt direkt am Touchpanel nützliche Informationen zu allen wichtigen Temperaturwerten und Temperaturdifferenzen sowie zur aktuellen Heiz-, Kälte- und Pumpenleistung im System. Dabei wird die integrierte Sensorik der Unistate zur Darstellung wichtiger Prozess- und Leistungsdaten genutzt. Zusätzlich zur Darstellung auf dem Gerätedisplay können die relevanten Messgrößen auch über die digitalen Schnittstellen abgefragt und weiterverarbeitet werden. Mit dem E-grade Explore wird aus einem Unistat-Temperiergerät ein Entwicklungswerkzeug für die Prozess- und Verfahrenstechnik. Neben der gezielten Prozessoptimierung und Verfahrensentwicklung ermöglicht das E-grade zudem die Ermittlung von Abbruchkriterien sowie die Durchführung von Use-Tests und die Sammlung von erweiterten Prozessdaten für Scale-up/-down-Versuche.
Effiziente Wärmeübertragung
Unistat-Pumpen sind konsequent so konstruiert, dass maximale Umwälzung möglichst turbulente Strömung, einen großen Wärmeübergangskoeffizienten (Alpha-Wert) und somit eine hocheffiziente Wärmeübertragung an den Wärmetauschern (Verdampfer und Heizung) ermöglicht. Bei den meisten gängigen Metall- und Glasreaktoren in der Chemietechnik beträgt der zulässige Systemdruck weniger als 1 bar. Unistat-Pumpen erzeugen deshalb bevorzugt Umwälzmenge statt Umwälzdruck und benötigen dazu i.d.R. eine deutlich geringere (Pumpen-)Motorleistung. Die Pumpenkennlinie verläuft im Gegensatz zu druckoptimierten Pumpen flacher. Es gibt aber auch Applikationen mit konstruktionsbedingt engen Querschnitten und hohen Druckverlusten. In diesen Fällen machen Umwälzpumpen mit hohem Förderdruck einen Sinn. Typische Anwendungen finden sich in der Flow-Through-Chemie und in der Semicon-Industrie. Für diese Anwendungen wurde die Unistat-Reihe mit neuen Modellen mit dem Zusatz „P“ (für Pressure) erweitert. Diese Modelle sind mit einer besonders druckstarken Umwälzpumpe ausgestattet.
Schnelles und sicheres Abtrennen von Reaktoren
Temperiergeräte werden meist mit isolierten Temperierschläuchen mit der Anwendung (z. B. Reaktor) verbunden. Sind häufige Wechsel der Applikationen am Temperiergerät notwendig, empfiehlt sich der Einsatz von Schnellkupplungen. Huber hat hierfür neue Schnellkupplungen entwickelt, die die speziellen Anforderungen in der Temperiertechnik erfüllen und zuverlässig den Austritt von Temperierflüssigkeit verhindern. Die Schnellkupplungen verursachen nur geringe Druckverluste und gewährleisten eine gute Wärmeübertragung. Sollen drucksensitive Glasapparaturen temperiert werden, kann über einen optionalen Adapter eine Druckentlastungseinrichtung angeschlossen werden. Eine Atex-Zulassung für Zone 2 ist auf Anfrage erhältlich.
Bereit für Industrie 4.0
Eine sinnvolle Erweiterung zur Visualisierung und Dokumentation von prozessrelevanten Daten in Verbindung mit Huber-Temperiergeräten ist die kostenlose Software Spylight. Die Software läuft unter Windows und eignet sich für Datenaufzeichnungen sowie zur Fernsteuerung mittels PC, Notebook oder Tablet. Die Kommunikation kann über RS232, RS485, USB oder TCP/IP erfolgen. Die aufgezeichneten Daten werden über die Zeit dargestellt, wobei die Achsen des Diagramms frei skalierbar sind. Die Zoomfunktion vereinfacht zudem die grafische Auswertung einzelner Zeitabschnitte.
Sollen Unistate in Industrie-4.0-Umgebungen eingebunden werden, empfiehlt sich das OPC-UA-Kommunikationsprotokoll, das Daten semantisch beschreibt und somit einen Datenaustausch zwischen Automatisierungssystemen ermöglicht, ohne dass ein Treiber hierfür programmiert werden muss. Mit einem optional erhältlichen E-grade kann das OPC-UA-Protokoll bei Unistaten installiert bzw. auch bei älteren Geräten nachgerüstet werden.
Suchwort: cav0318huber
Halle B2, Stand 311
Autor: Michael Sauer
Marketing Communications,
Peter Huber Kältemaschinenbau
