数字温度调节器

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溫度是化學合成、天然分子萃取、發酵甚至生化過程等操作中的關鍵參數。
這些製程階段在多種設備中進行——包括反應器、再沸器、結晶器、過濾乾燥機、乾燥機、發酵槽和生物反應器——它們都有一個共同特徵配備夾套透過循環熱流體來控制製程溫度。
間歇式工藝的各個連續階段在同一設備單元內進行溫度各不相同通常在 -20°C 至 150°C 之間對於要求更苛刻的工藝溫度範圍可擴展至 +200°C 甚至 -100°C。

操作人員有以下具體要求
• 生產效率在溫度轉換期間不應浪費時間。
• 產品品質溫度必須精確且均勻產品接觸容器壁時不得過熱。必須直接達到目標製程溫度避免出現「超調」現象。
• 安全性必須有效移除放熱反應所產生的熱。
• 設備維護重複注入蒸氣、水或鹽水會導致嚴重的腐蝕。採用「單流體」系統即二級熱流體迴路可有效避免此問題在本系統中同一種無氧流體在整個溫度範圍內於反應器夾套中循環流動。

多年來CELSIUS 專注於設計和製造專用溫控單元通常稱為熱控撬塊、單流體撬塊或能源模組。 「單流體」熱介質的選擇取決於溫度範圍如水、水-乙二醇混合液或導熱油並根據製程要求利用現場公用工程如蒸汽、電力、水、水-乙二醇、鹽水、導熱油甚至用於深冷溫度的液態氮進行加熱或冷卻。為避免溫差和溫度波動所引起的熱應力系統採用螺旋纏繞管式熱交換器。

所有溫控所需組件——循環幫浦、熱交換器、控制閥、切斷閥、儀表、自動化系統等——均組裝成一個整體式撬裝單元。該裝置在交付至現場時已完成組裝、管道連接、保溫及電氣接線從而最大限度地縮短了在設施內通常為歸類為 Seveso 標準的場所進行安裝、連接和調試所需的時間。
此能源模組隨附 CE 銘牌及符合性聲明符合歐洲壓力設備指令 (PED) 2014/68/EU 的要求若適用於爆炸性環境也符合 ATEX 指令 2014/34/EU 的要求。此外此模組還包含安裝確認 (IQ) 方案以協助進行 FDA 設備驗證。
憑藉豐富的經驗CELSIUS 具備設計和製造此類製程設備的全方位專業能力該設備用於調節生產容器內反應物料的溫度。
自動化系統根據目標物料溫度以及反應器和單流體迴路中溫度探頭的讀數選擇合適的熱交換器並控制切斷閥及調節閥。
此外CELSIUS 自動化系統整合了反應器和能源模組的數位孿生模型。反應器的建模基於其運作特性例如夾套、攪拌系統和溶劑含量等。在運行模擬過程中溫度數值驅動調節閥動作閥門位置資料進而用於計算夾套及熱交換器內的流體流速、流動特性及傳熱係數從而確定下一時間步長內反應器及單流體迴路內部的溫度。
利用操作人員提供的工廠參數此模擬功能允許系統包含反應器和能源模組的數位孿生模型在設備交付前進行長達數週的運作。這有助於最佳化控制參數從而確保在調試階段僅需一天時間即可完成基於實際工況預校準參數的調試工作。