TieFTemperaturlagerung

Wir sind Refolution, das Ingenieurbüro für nachhaltige Industriekältetechnik. Wir bieten Beratung, Planung und Produktentwicklung mit unseren Kernkompetenzen Kältetechnik, Verfahrenstechnik und Anlagenbau.

Unsere Vision ist, dass in naher Zukunft jegliche Herausforderungen der Kältetechnik mit natürlichen Kältemittel gelöst werden. Mit Technologien, die effizienter, langlebiger und umweltfreundlicher sind als der Industriestandart.

Die Kundenbedürfnisse stehen bei unseren neuen Entwicklungen an erster Stelle.
Wir Analysieren komplexe Aufgabenstellungen und Prozesse und entwickeln dann die maßgeschneiderte Lösung. Dabei achten wir auf Schwerpunkte wie Funktionalität, Energieeffizient, Verfügbarkeit, Sicherheit und Wirtschaftlichkeit um die optimale, nachhaltige Lösung für Sie zu finden.

 

Bereits Refolutionierte Produktentwicklungen:

Pharma-Prozesse:

Gefriertrocknung:

 

 

 

 

 

 

Ein Großteil der Medikamente werden weltweit für die Haltbarkeit und bestimmte Produkteigenschaften gefriergetrocknet. Mit diesem Verfahren auch bekannt als Lyophilisation werden unterschiedliche Temperaturen von meist -40°C und -80°Cgefordert. Wir haben für diese Temperaturerzeugung ein neues Verfahren für HOF und GEA entwickelt, das mit nur Luft als Kältemittel deutlich ausfallsicherer und effizienter diese Aufgabenstellung meistern kann. Die erste Anlage ging 2019 in Betrieb.

 

 

 

 

 

 

 

Plasma Froster werden für das schnelle Abkühlung auf tiefte Temperaturen von bis zu -70°C von Blutplasma eingesetzt, um bestimmt Stoffe für die weitere Verarbeitung zu erhalten. Mit der Firma HOF haben wir diese auf das Kältemittel Luft modifiziert. Die erste Anlage ging 2020 in Betrieb.

 

Gasreinigung / Teilkondensation

 

 

 

 

 

 

 

Für einen Kunden im Pharma-Bereich haben wir ein neues Verfahren zum Recycling von umweltschädlichen Lösungsmitteln aus dem Abgas entwickelt. Diese [MC1] werden in Deutschland durch die TA-Luft reglementiert. Mit unserem Verfahren ist der Kunde in der Lage 99% des Lösungsmittels rein [MC2] zurück zu gewinnen und erneut für seinen Prozess zu verwenden. Die erste Anlage geht im März 2021 in Betrieb.

 

Tieftemperatur Räume:

Lager Teledoor:                                                                         

 

Für die Konservierung von sensiblen Stoffen wie Medikamente, Enzyme, Hormone, Biomaterial, Rückstellungen [MC3] und zwischen Produkte [MC4] werden tiefe Temperaturen für die Lagerung benötigt. Gemeinsam mit der Firma Teledoor [MC5] haben wir einen standardisierten Lagerraum mit Kaltluftkältetechnik entwickelt. Dieser kann jede Temperatur von -40°C bis -90°C stabil halten, ist transportabel, effizient, sicher und umweltfreundlich. Dieser ist seit Ende 2020 verfügbar.

Kältetruck

Ähnlich wie unser Lagerraum bauen wir einen 30 Tonnen LKW [MC6] auf Kaltluftkältetechnik um[MC7] . Damit können große Mengen Impstoff oder andere Temperatursensible Materialien in großen Mengen über große Distanzen transportiert werden. Er ist mit zwei redundanten Dieselaggregaten ausfallsicher und kann auch flexibel für den stationären Gebrauch genutzt werden[MC8] . Der erste LKW wird im März 2021 fertig gestellt sein.                       

 

Kältesauna COOLINN

Seit Generationen ist die heilsame Wirkung von kurzen physikalischen reizen bekannt. Kryotherapie wird in vielen Bereichen wie Regeneration, Schmerztherapie und bei der Therapie von Psychischen Erkrankungen erfolgreich eingesetzt. Wir haben eine Kältesauna entwickelt, die -115°C mit nur Luft erzeugen kann und damit aufgrund der gleichmäßigen Temperaturverteilung, der hohen Trockenheit und den echten Temperaturen ein einzigartiges Erlebnis für den Nutzer bietet. Zudem ist sie die effizienteste, sicherste und umweltfreundlichste Kältesauna. Die erste Kältesauna wurde im Oktober 2019 in Betrieb genommen.

 

 

 

 

 

 

 

 

Kühlung auch während der Fahrt für Enzyme,                   Kälteanwendungen für Krankenhäuser,

Impfstoffe und Biobanking                                                      Kliniken, Sportärzte und Physiotherapeuten[MC9] 

 

Stoffbearbeitung:

Kalt-Entgratung Kunststoffe

Kryovermahlung

Metallhärten

 

// Hier bitte noch die Beschreibungen ergänzen

Job Report:

Refolution des Gefriertrockners mithilfe der Kaltlufttechnik

Die aktuellen Kältetechniken werden aufgrund Ihrer Umweltschädlichen Kältemitteln durch die Gesetzgeber Weltweit (Kigali Protokoll) reglementiert. In Europa ist dies die F-Gas Verordnung.

Unser Partner HOF ist ein renommiertes Unternehmen im Bereich pharmazeutischer Gefriertrockner und Einfriergeräte. Mit Ihnen haben wir ein neues Verfahren für die Gefriertrocknung entwickelt.

Durch eine Verfahrens- und Anlagenanalyse kristallisierten sich Anhaltspunkte für die Optimierung der Kältetechnik heraus.

Gefriertrocknung bzw. Lyophilisation ist ein Batch Prozess und hat damit mehrere Schritte mit unterschiedlichen Anforderungen an die Kältetechnik. Abbildung 1 „Prozesskette Gefriertrockners“, veranschaulicht die einzelnen Schritte und deren benötigten Leistungen der Gefriertrocknung.

Die Prozessschritte des Be- und Entladens des Gefriertrockners beanspruchen bei dem aktuellen Stand der Technik keinerlei kältetechnischer Anwendungen.

Im zweiten Schritt des Gefriertrocknens dem Einfrierprozess wird die maximale Leistung des Prozesses benötigt. Im Vergleich zum zeitintensiveren Trocknungsprozess findet dieser Leistungspeak bei höheren Temperaturen (oft -40°C) und geringerem Zeitaufwand statt. Der Prozessschritt Trocknung findet hingen bei Tieftemperaturen (oft -80°C) bei sehr langer Zeit und damit viel Arbeit statt. Wir haben daher den Prozess [MC10] auf die Tieftemperatur optimiert. Im Diagramm 1 „Energieaufwendung je Prozessschritt“ wird der Stellhebel unserer effizienteren Refolution veranschaulicht.

Die bestehende, kältetechnische Lösung fokussierte sich auf den Leistungspeak beim Starten des Einfrierprozess, welcher nur für 10 - 30% des Energieverbrauchs zuständig ist.
Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass die bestehenden Kältetechniklösungen während des Trocknungsprozesses im Teillastbetrieb gefahren werden, welcher bei den meisten kältetechnischen Lösungen ineffizient ist.

Den anfänglichen Leistungspeak und die homogen Temperaturverteilung auf den Stellplatten löste[MC11]  unser Team mit der Verwendung eines Ladespeichers, welcher in Abbildung 2 “Vereinfachtes Verfahrensschema HOF Sonderanlagenbau Gefriertrockner“ zu sehen ist.
Während des Beladungsprozess des Gefriertrockners laufen unsere Kaltluftanlagen und laden den Ladespeicher, womit der Leistungspeak beim Start des Trocknungsprozesses abgefangen werden kann. Damit entfallen auch die Lastspitzen im Strom- und Kühlwasserverbrauch.

 

 

 

 

 

 



 

 

 

 

 

 

 

Abbildung 1 Prozesskette Gefriertrockner

 

 

 

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

Diagramm 1 Energieaufwand je Prozessschritt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Abbildung 2 Vereinfachtes Verfahrensschema HOF Sonderanlagenbau Gefriertrockner

 

GEA Lyophilisation

In Zusammenarbeit mit der Firma GEA haben wir ein weiteres Konzept für die Gefriertrocknung entwickelt. GEA ist an uns herangetreten mit dem spezifischen Kundenwunsch des reduzierten Öl-Management und einer energieeffizienteren Einfrierung. Wir konzeptionierten einen Prozess in dem wir eine Industriestandart CO2 Kälteanlage mit der Kaltlufttechnik paarten. Hierbei versorgt die CO2 Anlage die Stellplatten des Gefriertrockners (-40°C bis -60°C) und die Kaltlufttechnik den Eiskondensator (-80°C).

 

Abbildung 3 Vereinfachtes Anlagenschaubild GEA Lyophilisation Gefriertrockner

 

 [MC1]Die Vorgaben/ Die Abgasgrenzwerte/…?

 [MC2]In reiner Form?

 [MC3]?

 [MC4]?

 [MC5]Und Secon, Mirai?

 [MC6]Woher die Angabe?

Ist auch ein Semi-Trailer / Sattelauflieger

 [MC7]Bauen in einen Semi-Trailer Lagerraum und KT ein

 [MC8]Nur in Kombination mit Sattelzugmaschine

 [MC9]?

 [MC10]KT, Teillast

 [MC11]realisiert

3D-Modell Tieftemperaturlagerraum mit Kaltluftkältemaschine (Mirai Intex), Luftverteilungssystem und Feuchtigkeitsabsauggerät im Kühlraum

Neben der optimalen Lagertemperatur, Temperaturtoleranz, elektrische Einbauten und dem Be- und Entladeprozess hat die spezifische Oberfläche einen signifikanten Effekt auf den Energieverbrauch des Lagerraums. Hier ist der relevante Wert das Verhältnis des Lagervolumens zur Außenfläche (spezifische Fläche) über die der Wärmeeintrag von außen (Transmission) den Kühlraum erwärmt. Bei einem Vergleich von vielen, einzelnen Kühlschränken zu einem großen Lagerraum kann allein dieser Faktor einen 10-Fach höheren Energieverbrauch bedeuten.

Am besten kann man dies am Vergleich des in der Antarktis lebenden Kaiserpinguins mit einem in Afrika beheimateten Brillenpinguin sehen. Der Brillenpinguin würde in kürzester Zeit in der Antarktis erfrieren, da seine spezifische Oberfläche doppelt so groß ist. Der Kaiserpinguin hingegen kann überleben, da er nur halb so viel Energie pro Körpervolumen zum Heizen benötigt.

Schon GEwusst?

Beschreibung:

 

Unser Tieftemperaturlageraum kann jede Temperatur von -40°C bis -110°C stabil einstellen und regeln. Das Ganze wird von einer S7 1200 (Siemens) gesteuert und kann auch in einer übergeordneten Steuerung integriert werden. Die Beleuchtung ist energieeffizient mit LED ausgeführt. Die Isolierung besteht aus besonders stabilen, effizienten und kältebrückenarmen Tieftemperaturisolierpaneelen mit PU Schaum, integrierten Vakuum-Paneelen und Hakenverschlüssen. Optional führen wir die Lagerräume mit einer automatischen Schleuse, Rammschutz, Redundanzmaschinen (N+1) und zum Transport zusätzlich mit umlaufendem Stahlrahmen aus.

Ein besonderes Highlight ist die Kälteversorgung, die, dank der Kältemaschinen von Mirai Intex, ölfrei nur mit Luft als Kältemittel besonders ausfallsicher, effizient und wartungsarm stabile Temperaturen gewährleistet. Durch den maximalen Überdruck von 1 bar und nur Luft als Kältemittel ist die Maschinentechnik auch unschlagbar sicher. Die Maschine besitzt eine automatische Enteisung, die mechanisch die anfallende Feuchtigkeit aus dem Kühlraum entfernt und dadurch den Taupunkt im Kühlraum um bis zu 20 K absenkt. Diese außergewöhnlich trockene Luft sorgt für eine reduzierte Eisbildung auf dem Kühlgut.

 

Für nähere Informationen zur Technik besuchen Sie unsere Informationsseite zur Kaltlufttechnik. Falls Sie sich über die Effizienz informieren möchten, können Sie sich von unserem Energie-Report überzeugen lassen.

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Kaiserpinguin

spez. Oberfläche

Energieverbrauch
pro Körpervolumen

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Brillenpinguin

spez. Oberfläche

Energieverbrauch

pro Körpervolumen

ein großer Lagerraum

spez. Oberfläche

Energieverbrauch
pro Lagervolumen

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viele, einzelne Kühlschränke

spez. Oberfläche

Energieverbrauch
pro Lagervolumen

Analog dazu gilt:

Die Vorteile auf einen Blick

Wartungsarm

keine Dichtheits-prüfung, luft-

gelagerter Kompressor

= kein Verschleiß, kein Öl

Effizient

Drehzahlgesteuert, kein Verdampfer, Expander mit Energierückführung zur Turboeinheit​​​, geringe spez. Oberfläche

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Umweltfreundlich​​​

Nur Luft als Kältemittel = kein GWP, kein ODP, ungiftig und umweltverträglich ​​

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Zukunftssicher ​

Luft ist kostenlos, frei von Regularien und sicher

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Ausfallsicher

Kein Ausfall durch flüssiges Kältemittel im Verdichter oder Unterdrücke​ im System​​

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Flexibel

einfacher Aufbau, ​stufenlos einstellbarer Temperaturbereich von -40°C bis -110°C​

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Sicher​ für Mensch und Umwelt

niedrige Prozessdrücke von 1 barg mit nur Luft als Kältemittel​​

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Langlebig​​​

Verschleißarmer Turboverdichter ​​​​​​​

Projektbeispiel

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Diese Prinzipsskizze zeigt eine Möglichkeit für den Aufbau eines Tieftemperaturlageraums. Dieser ist mit einer Schleuse,  LEDs und einer offenen, mit Wasser gekühlten Mirai Intex Kaltluftkältemaschine ausgestattet. Die Anlage ist auf einen komplett umlaufenden Stahlrahmen montiert, der auch für den Straßen- und Krantransport geeignet ist. Der Lagerraum ist auf kurze Lieferzeit mit maximaler Flexibilität optimiert.

Eckdaten: 

  • Lagerraumvolumen: 39 m³

  • Kühlkapazität: bis zu 5,4 kW

  • Temperaturbereich: -110 °C  - -40°C, optimiert auf -80°C

  • Lieferzeit: ca. 10 Wochen nach technischer und kommerzieller Klärung

  • Kältemaschine: MIRAI Intex MC10 O/W

  • Abmessungen Nutzraum (L x B x H): 5,6 x 2,68 x 2,6 m

Durch die versetzt angeordneten Schleusentüren ist ein Schleusen trotz des Befahrens des Kühlraums mit z. B. einem Hubwagen problemlos möglich. Zeitgleich sorgen energieeffiziente LEDs für die Beleuchtung des Innenraums.

Der Rückkühler der Kälteanlage ist im Gehäuse integriert, kann aber auch bei Bedarf nach außen verlagert werden und in ein Rohrsystem vernetzt werden, sodass keine Abwärme in den Aufstellungsraum kommt.

 

 

Wir sind bereit für Ihre Fragen und freuen uns auf Ihre Herausforderung!