Termoregolazione ad alta precisione in modalità monofluido

Nei processi produttivi dell’industria chimica e farmaceutica è comune l’impiego di centraline di termoregolazione monofluido per la regolazione della temperatura dei reattori. Tantissimi e diversi sono qui gli impieghi, poiché si va da piccoli reattori di laboratorio ai grandi reattori usati per produrre principi attivi nel farmaceutico, così come semplici mescolatori di sostanze chimiche o cosmetiche.

Il concetto alla base di tutte queste applicazioni è però lo stesso, dovendo mantenere questi sistemi a una temperatura tale da consentire di preparare il prodotto contenuto all’interno mediante una serie di salite e discese della temperatura, ovvero cicli controllati di riscaldamento e raffreddamento.

Questi reattori sono incamiciati, e nella camicia di questi reattori si può quindi far scorrere un fluido caldo o freddo per riscaldare e raffreddare il prodotto all’interno. Una prima semplice soluzione è far passare ad esempio vapore e acqua fredda per assolvere al compito. Ciò comporta però la difficoltà di dover vuotare completamente la camicia a ogni cambio di fluido di lavoro, onde evitare possibili contaminazioni degli stessi, e far circolare completamente il nuovo fluido, con relativi tempi tecnici richiesti.

La soluzione migliore è allora ricorrere alla termoregolazione monofluido, che impiega un unico fluido che scorre continuamente all’interno della camicia, che viene di volta in volta portato alla temperatura necessaria per riscaldare o raffreddare il prodotto mediante scambiatori di calore e valvole di regolazione. In funzione quindi di un set-point di temperatura che viene impostato dalla produzione del cliente tramite un PLC, che si interfaccia con la centralina di termoregolazione, si aprono le valvole sullo scambiatore del vapore per riscaldare piuttosto che quelle sull’acqua fredda per raffreddare il fluido che continua a circolare.

Esistono naturalmente tanti sistemi e diversificati, ad esempio centraline con sezione di riscaldamento elettrica e raffreddamento ad acqua, centraline con più livelli di temperatura, riscaldamento a vapore, raffreddamento con acqua di torre o acqua gelida per raggiungere temperature molto basse. Si tratta insomma di centraline estremamente customizzate, anche in considerazione del fatto che spesso lavorano in ambienti safe, o con certificazione Atex, o ancora vengono installate negli Stati Uniti, per cui sono fornite con certificazione UL, o in Russia, dove è richiesta la certificazione EAC.

Resta però invariato il principio di funzionamento, ossia avere un unico fluido che continua a circolare sul reattore che viene riscaldato o raffreddato da fluidi utilities che vengono immessi nella centralina di termoregolazione. Il vantaggio offerto dal sistema monofluido è di avere una costante circolazione di fluido, nessuna contaminazione dei fluidi di lavoro e, infine, avere un ampio range di regolazione. Con una gestione molto precisa delle temperature e un controllo molto accurato sui set-point di temperatura, con tolleranze molto ristrette, grazie all’impiego di sistemi PID, valvole modulanti e sistemi di regolazione molto raffinati.

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