En sam procesni rezervoar v pilotnem farmacevtskem obratu se vsak teden uporablja za drugo kemijo-en dan vroča, kisla vodna raztopina, naslednji dan pa hladno, viskozno organsko topilo. Potopni grelnik PTFE, ki je trajno nameščen v tem rezervoarju, mora biti sposoben segreti katero koli od teh tekočin na zahtevano temperaturo v razumnem času. Dimenzioniranje grelnika za-večnamenski rezervoar je vaja pri načrtovanju za najzahtevnejšega gosta, ne za povprečnega.
Razumevanje logike določanja velikosti
Glavni dejavniki potrebne moči grelnika so specifična toplotna kapaciteta tekočine in stopnja toplotne izgube rezervoarja. Specifična toplota določa količino energije, potrebno za dvig temperature tekočine, medtem ko je izguba toplote odvisna od izolacije rezervoarja, površine in okoljskih pogojev.
Za več kemičnih rešitev za dimenzioniranje grelnika PTFE mora biti grelec zasnovan za najslab-možni scenarij: tekočina z najvišjo specifično toploto, segreta na najvišjo delovno temperaturo, v odprtem, neizoliranem rezervoarju. Ta tekočina je skoraj vedno vodna raztopina, kot je voda ali razredčena kislina, ker je specifična toplota vode (~4,2 kJ/kg·K) približno dvakrat večja od tipičnih organskih topil ali olj (~2,0 kJ/kg·K).
Moč grelnika je izračunana tako, da dvigne to količino vode od najhladnejše pričakovane vstopne temperature do najvišje nastavitvene točke v želenem času ogrevanja. Ko bo element določen za to "najtežjo, najbolj žejno" kemikalijo, bo element deloval pri nižjem delovnem ciklu za manj zahtevna topila, kar je popolnoma varno za PTFE grelnike. Vendar pa dimenzioniranje za povprečno tekočino tvega, da grelnik s premajhno močjo ne bo mogel prinesti visoke-specifične-toplotne raztopine na temperaturo v hladnem dnevu.
Premisleki o vatni gostoti in viskoznosti tekočine
Gostota v vatih-moč grelnika na enoto površine-mora upoštevati tudi najbolj viskozno tekočino, pričakovano v rezervoarju. Tekočine z visoko-viskoznostjo ovirajo naravno konvekcijo in zmanjšujejo prenos toplote. Pravilno dimenzioniran PTFE grelnik zagotavlja gostoto vatov, ki zagotavlja varno delovanje tudi v teh pogojih. Premajhna gostota vatov lahko povzroči lokalno pregrevanje ali podaljšane čase ogrevanja, kar ogroža učinkovitost in varnost.
Praktični pristop k določanju velikosti
Prepoznajte toplotno najbolj zahtevno tekočino:Običajno voda ali razredčena kislina.
Izračunajte potrebno moč grelnika:Na podlagi specifične toplote, mase, dviga temperature in želenega časa ogrevanja.
Q=m⋅cp⋅ΔTQ=m \\cdot c_p \\cdot \\Delta TQ=m⋅cp⋅ΔT
Kjer je mmm masa, cpc_pcp specifična toplota, ΔT\\Delta TΔT pa dvig temperature.
Dodajte dodatek za toplotno izgubo:Upoštevajte odprt rezervoar ali minimalne izolacijske pogoje.
Preverite vatno gostoto:Zagotovite varno delovanje za najbolj viskozno tekočino.
Izberite PTFE grelec:Izberite element, ki ustreza ali rahlo presega izračunano zahtevano moč.
Ta pristop zagotavlja, da je grelec sposoben obdelati vsako tekočino, ki bi jo lahko predelala naprava, hkrati pa ohranja vzdržljivost in varnost.
Zaključek
Večnamenski- rezervoar zahteva PTFE grelnik, ki je fizično velik in dovolj zmogljiv za ogrevanje toplotno najzahtevnejše tekočine v svojem portfelju. Grelec mora biti dimenzioniran za najtežjo, najbolj žejno kemikalijo, ki jo bo kdaj zahteval, da segreje, ne za najlažjo, kar zagotavlja, da nobena serija ne ostane premalo segreta. Prilagodljivost v procesnem obratu je dosežena z nekoliko prevelikimi, robustnimi grelniki, ki zagotavljajo zanesljivo toplotno delovanje v širokem naboru kemičnih rešitev.
