Løsninger for industriell prosesskjøling innen farmasi og bioteknologi

Bruk av industriell kjøling

I farmasøytisk industri og bioteknologi gjennomføres en rekke eksotermiske prosesser. Uten kjølesystem fører varmeutviklingen raskt til en økning i temperaturen i reaktoren. Reaksjonen foregår ukontrollert. Dette kan føre til endringer i molekylenes struktur eller funksjon, noe som påvirker deres effektivitet. Samtidig kan høy temperatur føre til dannelse av uønskede biprodukter. Noen aktive stoffer i farmasien og bioteknologien brytes ned allerede ved romtemperatur, og mikroorganismer kan slutte å være aktive. Derfor foregår mange prosessetrinn under industriell prosesskjøling.

Krav til industriell prosesskjøling

I industrien er effektive og kostnadseffektive produksjonsprosesser samt høy kvalitet de viktigste parameterne. Grunnleggende krav til industriell prosesskjøling er:

• Driftstid: rask produksjon av nødvendig kjøling
• Driftsikkerhet: sikring av konstant temperatur, uavhengig av varmen som frigjøres
• Energieffektivitet: Kjølemidler med høy varmeoverføringshastighet muliggjør en mer effektiv drift av prosesskjølingen

Moderne kjølemidler for industriell prosesskjøling

Kjøling med vann oppnår maksimalt fem grader Celsius som kjøletemperatur. Fluorerte hydrokarboner har bedre kjøleeffekt. På grunn av skaden på ozonlaget er mange stoffer i denne kategorien forbudt. Et alternativ er dypfryste flytende gasser som nitrogen (LN2) eller karbondioksid (R744). Fordelene med disse gassene er:

• Lav fordampningstemperatur på opptil -196 °C for nitrogen
• Rask senking av temperaturen
• Inerte stoffer som ikke fremskynder korrosjon
• Gassene fordamper uten å etterlate rester
• Bærekraftige kjølemidler

Nitrogen utvinnes fra luften i luftseparasjonsanlegg og blir deretter flytende. Karbondioksid oppstår som et biprodukt i mange prosesser. På grunn av denne opprinnelsen regnes nitrogen og karbondioksid som bærekraftige kjølemidler.

Anvendelser av prosesskjøling

Temperaturkontroll i røre- og blandebeholdere og reaktorer er blant de viktigste tiltakene for en pålitelig, eksoterm prosess. Vanlige prosesser i farmasi og bioteknologi hvor kjøleanlegg brukes, er:

• Oppløsning og blanding: Noen utgangsmaterialer for produksjon av medisiner genererer store mengder varme når de oppløses. Kryogene anlegg er også nødvendige for oppløsning og blanding av temperaturfølsomme mikroorganismer.
• Kjemiske reaksjoner: Mange syntesetrinn medfører eksotermiske reaksjoner. For en definert produksjonsprosess må derfor reaktoren kjøles ned.
• Andre prosesser: I nærvær av mikroorganismer er det nødvendig med kjøling i mange prosessetrinn. Dette inkluderer rensetrinn og sentrifugering. Kjøling kan også påvirke krystalliseringen.

Implementering av industriell kjøling

Bruk av dypfryste flytende gasser i industriell kjøling gir mange fordeler. For industrien er det fornuftig å tilpasse anleggsteknikken til leveringsbehovet. Hvilket gass som brukes, avhenger av de nøyaktige kravene til prosessen.

AlaskaTM-kjølesystem for industriell prosesskjøling

AlaskaTM-kjølesystemet tilbyr fleksibel og effektiv prosesskjøling fra -40 til -90 °C. Prinsippet er basert på kjøling av et sirkulerende kjølemedium i en varmeveksler ved hjelp av det flytende gassen. Den høye varmeoverføringshastigheten til nitrogen muliggjør en rask reduksjon av temperaturen og sikker kontroll i prosessen. Et varmekretsløp kan også inkluderes som ekstrautstyr. AlaskaTM-kjølesystemet er tilgjengelig i flere ytelsesnivåer mellom 5 og 100 kW. For spesielle krav innen industriell kjøleteknikk tilbyr Air Liquide nøkkelferdige spesialtilpassede løsninger.

Leveringsformer for tekniske gasser til prosesskjøling

Flytende nitrogen leveres og lagres i spesielle kryobeholdere i forskjellige størrelser. Beholderne, også kalt Deward-beholdere, isolerer det flytende nitrogenet termisk fra omgivelsene. Vi leverer karbondioksid i henhold til dine individuelle behov. For mindre forbruk er det tilgjengelig gassflasker på 50 l og flaskepakker med tolv gassflasker på 50 l hver. Ved stort behov kan det installeres en tank for flytende CO2 på stedet.

Håndtering av flytende gasser

Håndtering av flytende gasser krever økte sikkerhetstiltak. De lave temperaturene kan føre til skader. Fordampede gasser kan akkumuleres i romluften og forårsake helseplager. Det er nødvendig å gi de ansatte opplæring i håndtering av stoffene.