При проведении химических синтезов, экстракции природных молекул, ферментации и даже биохимических процессов температура является основным параметром.
Эти этапы технологических процессов осуществляются в реакторах, котлах, кристаллизаторах, фильтр-сушилках, сушилках, ферментерах, биореакторах… различных технологий, которые все имеют особенность — оснащены двойной оболочкой, по которой циркулирует теплоноситель для регулирования температуры процесса.
В одном и том же устройстве осуществляются последовательные этапы периодического процесса при различных температурах в диапазоне от -20 °C до 150 °C в общем случае, но который может достигать +200 °C, а для некоторых сложных технологических процессов даже –100 °C.
Представленное здесь устройство представляет собой энергетический модуль, предназначенный исключительно для операций охлаждения, например,теплообменника или конденсатора, от технологической температуры до температуры, доступной в установке: -10, -20 или -30 °C.
Требования оператора включают:
• Производительность : нельзя терять время на изменения рабочей температуры
• Качество продукции: температура должна быть точной и однородной, продукт не должен перегреваться при контакте со стенкой. Технологическая температура должна достигаться напрямую без «перерегулирования».
• Безопасность: энергия, выделяемая в результате экзотермических реакций, должна отводиться
• О поддержании работоспособности промышленного оборудования: последовательные впрыски пара, воды и даже рассола вызывают крайне разрушительную коррозию оборудования и с выгодой заменяются вторичным контуром теплоносителя, называемого монофлюидом, Это всегда один и тот же « монофлюид », не содержащий кислорода, который циркулирует по двойной оболочке реактора при любых температурах.
Компания CELSIUS на протяжении многих лет владеет технологиями проектирования и изготовления специального оборудования, называемого тепловым блоком, монофлюидным блоком или энергетическим модулем. Теплоноситель «монофлюид» подбирается в зависимости от диапазона температур: вода, гликолевая смесь или термомасло, и эта монофлюидная среда нагревается или охлаждается в зависимости от потребностей технологического процесса с помощью имеющихся на объекте источников энергии: пара, электричества, воды, гликолевой смеси, рассола, термомасла и даже жидкого азота для достижения самых низких температур. Чтобы избежать любых ограничений, связанных с перепадами и изменениями температуры, в качестве теплообменников используются трубчатые теплообменники, трубки которых намотаны спирально
В одном устройстве, смонтированном на раме, собраны все компоненты, необходимые для обеспечения контроля температуры: циркуляционный насос, теплообменники, регулирующие клапаны, краны, измерительные приборы, средства автоматизации… Установка поставляется на объект полностью собранной, с подведенными трубопроводами, теплоизоляцией и электропроводкой, что сводит к минимуму время монтажа, подключения и ввода в эксплуатацию на объекте, как правило, относящемся к категории «Севезо».
Энергетический модуль представляет собой комплект, поставляемый с табличкой с маркировкой CE и сертификатом соответствия CE в соответствии с Европейской директивой об оборудовании, работающем под давлением DESP 2014/68/ЕС и, при необходимости, в соответствии с Европейской директивой об установках, эксплуатируемых во взрывоопасной среде ATEX 2014/34/ЕС, а также протоколом квалификации установки (IQ) для утверждения оборудования FDA.
Благодаря многочисленным проектам в портфолио компания CELSIUS обладает всеми необходимыми знаниями и опытом для проектирования и изготовления данного технологического оборудования, обеспечивающего регулирование температуры реакционной массы в производственной установке.
Имея заданное значение температуры реакционной массы, датчик температуры в реакторе и датчик температуры в однофазном контуре, ПЛК выбирает теплообменник и управляет регулирующими кранами и заслонками.
Кроме того, в основе контроллера CELSIUS лежит цифровой двойник реактора и энергетического модуля. Реактор моделируется с учетом его эксплуатационных характеристик: двойной оболочки, перемешивания, содержащегося растворителя и т. д. Во время моделирования работы значения температуры управляют кранами и регулирующими заслонками. И в свою очередь, положения заслонок позволяют рассчитать скорости потоков, характеристики потоков, коэффициенты теплообмена в двойной оболочке и в теплообменнике, а также температуры в реакторе и в однофазном контуре в следующий момент времени.
Это моделирование на основе параметров установки, предоставленных оператором, позволяет эксплуатировать цифровой двойник системы, включающий реактор и энергетический модуль, в течение нескольких недель до поставки и, таким образом,оптимизировать параметры регулирования, чтобы сократить время ввода в эксплуатацию до одного дня с помощью параметров, предварительно откалиброванных в соответствии с реальными условиями эксплуатации.
---