Motivation

Technische Emaillierungen vereinen einzigartige Eigenschaften, wie eine hohe Säurebeständigkeit und eine sehr gute Reinigbarkeit. Vereint mit einem kostengünstigen Grundmaterial („Schwarzstahl“) stellt das Verbundmaterial Stahl/Email ebenso eine sehr gute ökonomische und ökologische Lösung im Vergleich zu anderen chemisch hochresistenten Materialien dar. Wird Email/Glas rein physikalisch betrachtet, ist die Materialeigenschaft der Wärmeleitfähigkeit gering, sodass die Beschichtung sowie die Schichtstärke das Nadelöhr des Wärmedurchgangs darstellen. Eine geringe Steigerung der Wärmeleitfähigkeit bedingt wiederum eine deutliche Verbesserung des Wärmedurchgangs, welches vielen thermischen Prozessen in der Chemie- und Pharmaindustrie zugutekommt. Eine gesteigerte Wärmeleistung bedingt kürzere Batch-Zeiten und folglich eine Steigerung der Produktivität sowie Verringerung der Betriebskosten.
 

Steigerung der Wärmeleitfähigkeit mit keramischen Kristallen

Das THALETEC Thermosist basiert auf einem konventionellen technischen Email. Es weist somit die gleichen Eigenschaften hinsichtlich der chemischen Resistenz auf und erfüllt alle geforderten Norm-Standards. Zur Erzielung einer höheren Wärmeleitfähigkeit ist THALETEC Thermosist mit hochwärmeleitfähigen keramischen Kristallen dotiert, welche ähnliche Eigenschaften wie die Email selbst aufweisen. Aspekte wie die Partikelform, -größe und -konzentration stellen dabei entscheidende Einflussgrößen dar, um ein hochwertiges Email herzustellen. Eine gleichmäßige Partikelverteilung gewährleistet eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit über die gesamte Schichtdicke (Abbildung 1).

Externe messtechnische Laboruntersuchungen bestätigen eine gesteigerte Wärmeleitfähigkeit des THALETEC Thermosist um +40 % gegenüber konventionellen Emails. Bei sonst vergleichbaren Eigenschaften des Emails stellt dies einen entscheidenden Schritt hin zu einem effizienteren Betrieb emaillierter Apparate dar! Das THALETEC Thermosist weist eine mittelblaue Farbe bei einem matt glänzenden Erscheinungsbild auf.
 

Anwendungsbeispiel eines BE16000

Die Wärmeleitfähigkeit des Emails stellt nur einen, wenn auch entscheidenden, Teil des Wärmedurchgangskoeffizienten des Verbundmaterials dar. Zur Veranschaulichung der Vorteile des THALETEC Thermosist sollen folgende Rechenbeispiele dienen, die auf einem emaillierten Reaktor (BE16000) basieren. Dabei werden Varianten des BE16000 mit Doppelmantel und Halbrohrschlange jeweils miteinander verglichen (Abbildung 2). Allen gemein ist derselbe Prozessschritt, welcher einen Kühlprozess von Wasser bei Nominalvolumen darstellt. Das Produkt wird dabei von 80 °C auf 30 °C mittels Kühlwasser (20 °C) abgekühlt. Ebenso ist die Rührtechnik in allen Fällen gleich. Variiert werden lediglich das verwendete Email und die Kühlräume.

Aus den Vergleichsrechnungen geht deutlich der Vorteil des THALETEC Thermosist hervor. Bei gleicher Schichtstärke wird die Wärmeleistung um +17 % gesteigert und die Prozesszeit um -15 % gesenkt. Wird zusätzlich auf eine dünne Schichtstärke der Email geachtet, die weiterhin im Normbereich liegt (DIN-EN-ISO 28721-1), kann eine Steigerung der Wärmeleistung um +25 % im Vergleich zu einem konventionellen Email erzielt werden – die Prozesszeit reduziert sich um -20 %.

Eine weitere Effizienzsteigerung eines emaillierten Reaktors kann mittels einer optimierten Halbrohrschlange, dem sogenannten PowerCoil (K174), und/oder einem PowerBaffle (K018) erreicht werden. Das PowerBaffle vereint dabei die Funktionen eines Stromstörers, Wärmetauschers und Temperaturmesssystems.
 

Zusammenfassung

Das THALETEC Thermosist ermöglicht dem Anwender eine weitere Möglichkeit der Produktivitätssteigerung bei gleichzeitig reduzierten Betriebskosten (kürzere Prozesszeiten). Wärmetechnisch relevante Flächen können mit THALETEC Thermosist während des Neubaus oder einer Reemaillierung emailliert werden. Sie interessieren sich für den Produktflyer des THALETEC Thermosist oder Sie benötigen eine wärmetechnische Berechnung? Kontaktieren Sie uns einfach per Mail unter process@thaletec.com.