Oplossingen voor industriële proceskoeling in de farmacie en biotechnologie

Toepassing van industriële koeling

In de farmaceutische industrie en biotechnologie worden diverse exotherme processen toegepast. Zonder koelsysteem leidt de warmteafgifte snel tot een stijging van de temperatuur in de reactor. De reactie verloopt ongecontroleerd. Als gevolg hiervan kunnen de structuur of functie van de moleculen veranderen, wat hun effectiviteit nadelig beïnvloedt. Tegelijkertijd kan een hoge temperatuur leiden tot de vorming van ongewenste bijproducten. Sommige werkzame stoffen in de farmacie en biotechnologie ontleden al bij kamertemperatuur en micro-organismen kunnen hun activiteit staken. Daarom vinden veel processtappen plaats onder industriële proceskoeling.
 

Eisen aan industriële proceskoeling

In de industrie zijn effectieve en kostenefficiënte productieprocessen en een hoge kwaliteit de belangrijkste parameters. Fundamentele eisen aan industriële proceskoeling zijn:

• Bedrijfsduur: snelle productie van de benodigde koeling
• Bedrijfszekerheid: waarborging van een constante temperatuur, ongeacht de vrijkomende warmte
• Energie-efficiëntie: koelmiddelen met een hoge warmteoverdrachtsnelheid maken een efficiëntere werking van de proceskoeling mogelijk
   

Moderne koelmiddelen voor industriële proceskoeling

Koeling met water bereikt een maximale koeltemperatuur van vijf graden Celsius. Gefluoreerde koolwaterstoffen hebben een beter koelvermogen. Vanwege de schade aan de ozonlaag zijn veel stoffen in deze categorie verboden. Een alternatief zijn diepgevroren vloeibare gassen zoals stikstof (LN2) of kooldioxide (R744). De voordelen van deze gassen zijn:

• lage verdampingstemperatuur tot -196 °C bij stikstof
• Snelle daling van de temperatuur
• Inert stoffen die corrosie niet versnellen
• Verdamping van de gassen zonder residu
• Duurzame koelmiddelen

Stikstof wordt uit de lucht gewonnen in luchtseparatie-installaties en vervolgens vloeibaar gemaakt. Koolstofdioxide ontstaat bij veel processen als bijproduct. Vanwege deze oorsprong worden stikstof en koolstofdioxide beschouwd als duurzame koelmiddelen.
 

Toepassingen van proceskoeling

Het regelen van de temperatuur in roer- en mengvaten en reactoren is een van de belangrijkste maatregelen voor een betrouwbaar, exotherm proces. Veelvoorkomende processen in de farmacie en biotechnologie waarbij koelinstallaties worden gebruikt, zijn:

• Oplossen en mengen: sommige grondstoffen voor de productie van geneesmiddelen genereren bij het oplossen grote hoeveelheden warmte. Cryogene installaties zijn ook nodig voor het oplossen en mengen van temperatuurgevoelige micro-organismen.
• Chemische reacties: Bij veel synthesestappen treden exotherme reacties op. Voor een gedefinieerd productieproces moet de reactor daarom worden gekoeld.
• Overige processen: Bij aanwezigheid van micro-organismen zijn veel processtappen onder koeling noodzakelijk. Hiertoe behoren reinigingsstappen en centrifugeren. De koeling kan ook de kristallisatie beïnvloeden.

Toepassing van industriële koeling

Het gebruik van diepgevroren vloeibare gassen in industriële koeling biedt veel voordelen. Voor de industrie is het zinvol om de installatietechniek en de leveringsbehoefte op elkaar af te stemmen. Welk gas wordt gebruikt, hangt af van de exacte eisen van het proces.

AlaskaTM-koelsysteem voor industriële proceskoeling

Het AlaskaTM-koelsysteem biedt een flexibele en efficiënte proceskoeling van -40 tot -90 °C. Het principe is gebaseerd op de koeling van een circulerende koelvloeistof in een warmtewisselaar door het vloeibaar gemaakte gas. De hoge warmteoverdrachtssnelheid van stikstof maakt een snelle verlaging van de temperatuur en een veilige controle van uw proces mogelijk. Optioneel kan ook een verwarmingscircuit worden geïmplementeerd. Het AlaskaTM-koelsysteem is verkrijgbaar in verschillende vermogensklassen tussen 5 en 100 kW. Voor speciale eisen op het gebied van industriële koeltechniek biedt Air Liquide u kant-en-klare speciale oplossingen.

Leveringsvormen van technische gassen voor proceskoeling

Vloeibare stikstof wordt geleverd en opgeslagen in speciale cryobehouders van verschillende groottes. De vaten, ook wel Deward-behuizingen genoemd, isoleren de vloeibare stikstof thermisch ten opzichte van de omgeving. Koolstofdioxide leveren wij volgens uw individuele behoeften. Voor kleiner verbruik zijn er gasflessen van 50 l en flessenbundels met twaalf gasflessen van elk 50 l beschikbaar. Bij een hoge behoefte kan bij u ter plaatse een tank voor vloeibare CO2 worden geïnstalleerd.

Omgang met vloeibare gassen

Het omgaan met vloeibare gassen vereist verhoogde veiligheidsmaatregelen. De lage temperaturen kunnen tot verwondingen leiden. Verdampte gassen kunnen zich in de lucht in de ruimte ophopen en gezondheidsproblemen veroorzaken. Het is noodzakelijk dat medewerkers worden geïnstrueerd in het omgaan met deze stoffen.