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Die Zeit synthetischer Kältemittel läuft ab. Regulatorische Vorgaben beschleunigen ihr Aus, während Anforderungen an Prozesssicherheit und Nachhaltigkeit steigen. Angesichts des Klimawandels führt an umweltfreundlichen Technologien kein Weg mehr vorbei.
Optima bietet Lösungen, die diesen Wandel aktiv gestalten: Natürliche Kältemittel in Kaskadensystemen, Flüssigstickstoff und Luft-Kälteanlagen. Damit sichern Sie Ihre Produktion langfristig, erfüllen gesetzliche Vorgaben und senken den CO₂-Fußabdruck.
OPTIMA Lösungen FAQMit der verschärften EU-F-Gas-Verordnung 2024 und internationalen Abkommen wie dem Kyoto-Protokoll geraten fluorierte Kältemittel zunehmend unter Druck.
Das klare Ziel: eine nahezu vollständige Eliminierung klimaschädlicher F-Gase, insbesondere der teilfluorierten Kohlenwasserstoffe (HFKW). Entscheidend ist dabei der GWP-Wert: Je höher das Treibhauspotenzial, desto schneller droht das Verbot.
Natürliche Kältemittel haben ein vernachlässigbares Treibhauspotenzial und sehr gute thermodynamische Eigenschaften. Sie ermöglichen kompakte, effiziente Anlagen mit Standard-Hubkolbenverdichtern und leicht verfügbarem Service weltweit. Kaskadensysteme kombinieren zwei Kreisläufe mit unterschiedlichen Kältemitteln und kühlen den Eiskondensator indirekt.
In belüfteten Gehäusen mit Gaswarnsystem und geringen Füllmengen eingesetzt, stellen sie minimale Anforderungen an den Explosionsschutz. Die Anlagensicherheit wird durch geeignete Sensorik und Belüftung gewährleistet.
Luft als Kältemittel bietet eine umweltfreundliche Alternative zur herkömmlichen Kältetechnik in Gefriertrocknern. In einem geschlossenen Kreislauf wird die Luft über den Joule-Thomson-Effekt abgekühlt und temperiert dabei Silikonöl auf bis zu –80 °C und darunter. Diese Technologie arbeitet nahezu wartungsfrei, verursacht geringe Betriebskosten und vermeidet Risiken klassischer Kältemittel wie Leckagen, Toxizität oder Entflammbarkeit.
Diese Anlage kann die erforderliche Kälteleistung bereitstellen, ohne dass eine zusätzliche Kältequelle (LN₂ oder Puffertanks) angeschlossen werden muss. Die konkrete Konfiguration richtet sich nach den Anforderungen des Kunden, der vorhandenen Infrastruktur und dem verfügbaren Platz.
Flüssiger Stickstoff wird genutzt, um sowohl die Aufstellflächen als auch den Kondensator zu kühlen. Im Rohrbündelwärmetauscher verdampft der LN₂ und kühlt dabei das Silikonöl ab, das über Umlaufpumpen für eine gleichmäßige Temperaturverteilung auf den Stellflächen sorgt. Der Kondensator kann entweder direkt durch die Verdampfung des LN₂ oder indirekt über die Kühlung eines zweiten Silikonölkreislaufs temperiert werden.
Vorteilhaft sind der geringe Platzbedarf, die reduzierte Komponentenanzahl und der minimale Wartungsaufwand. Zudem entfallen Kühlwasser und der Energiebedarf im Betrieb ist niedrig. Als natürliches Kältemittel kommt Stickstoff zum Einsatz. Zu beachten ist jedoch der hohe Energieaufwand bei der Herstellung von LN₂ und die nötige Infrastruktur.
Die Kombination aus Kaskadensystem und flüssigem Stickstoff vereint die Vorteile beider Technologien: hohe Energieeffizienz und Verfügbarkeit der Kaskade mit der schnellen, tiefkalten Leistung des LN₂. So lassen sich Lastspitzen abfangen, Einfrierzeiten verkürzen und höchste Prozesssicherheit gewährleisten. Die Lösung ist flexibel anpassbar und ermöglicht zuverlässige Kälte selbst bei anspruchsvollsten Produktionsbedingungen.
Natürliche Kältemittel haben ein vernachlässigbares Treibhauspotenzial und sehr gute thermodynamische Eigenschaften. Sie ermöglichen kompakte, effiziente Anlagen mit Standard-Hubkolbenverdichtern und leicht verfügbarem Service weltweit. Kaskadensysteme kombinieren zwei Kreisläufe mit unterschiedlichen Kältemitteln und kühlen den Eiskondensator indirekt.
In belüfteten Gehäusen mit Gaswarnsystem und geringen Füllmengen eingesetzt, stellen sie minimale Anforderungen an den Explosionsschutz. Die Anlagensicherheit wird durch geeignete Sensorik und Belüftung gewährleistet.
Luft als Kältemittel bietet eine umweltfreundliche Alternative zur herkömmlichen Kältetechnik in Gefriertrocknern. In einem geschlossenen Kreislauf wird die Luft über den Joule-Thomson-Effekt abgekühlt und temperiert dabei Silikonöl auf bis zu –80 °C und darunter. Diese Technologie arbeitet nahezu wartungsfrei, verursacht geringe Betriebskosten und vermeidet Risiken klassischer Kältemittel wie Leckagen, Toxizität oder Entflammbarkeit.
Diese Anlage kann die erforderliche Kälteleistung bereitstellen, ohne dass eine zusätzliche Kältequelle (LN₂ oder Puffertanks) angeschlossen werden muss. Die konkrete Konfiguration richtet sich nach den Anforderungen des Kunden, der vorhandenen Infrastruktur und dem verfügbaren Platz.
Flüssiger Stickstoff wird genutzt, um sowohl die Aufstellflächen als auch den Kondensator zu kühlen. Im Rohrbündelwärmetauscher verdampft der LN₂ und kühlt dabei das Silikonöl ab, das über Umlaufpumpen für eine gleichmäßige Temperaturverteilung auf den Stellflächen sorgt. Der Kondensator kann entweder direkt durch die Verdampfung des LN₂ oder indirekt über die Kühlung eines zweiten Silikonölkreislaufs temperiert werden.
Vorteilhaft sind der geringe Platzbedarf, die reduzierte Komponentenanzahl und der minimale Wartungsaufwand. Zudem entfallen Kühlwasser und der Energiebedarf im Betrieb ist niedrig. Als natürliches Kältemittel kommt Stickstoff zum Einsatz. Zu beachten ist jedoch der hohe Energieaufwand bei der Herstellung von LN₂ und die nötige Infrastruktur.
Die Kombination aus Kaskadensystem und flüssigem Stickstoff vereint die Vorteile beider Technologien: hohe Energieeffizienz und Verfügbarkeit der Kaskade mit der schnellen, tiefkalten Leistung des LN₂. So lassen sich Lastspitzen abfangen, Einfrierzeiten verkürzen und höchste Prozesssicherheit gewährleisten. Die Lösung ist flexibel anpassbar und ermöglicht zuverlässige Kälte selbst bei anspruchsvollsten Produktionsbedingungen.
Die Kälteanforderungen von Stellplatten und Eiskondensator hängen stark vom jeweiligen Rezept und der Beladung ab. Oft empfiehlt sich bei alternativen Kältesystemen ein separater Kältekreislauf oder ein zweites System, um beide Komponenten optimal zu bedienen.
Im Temperaturbereich von –80 °C bis –70 °C bietet die Kaskadentechnologie mit R1270/R170 die bessere Energieeffizienz im Vergleich zur Kaltluft. Ab etwa –70 °C erzielt die Kaltlufttechnik hingegen einen höheren Wirkungsgrad (COP). Flüssigstickstoffsysteme (LN2) weisen im gesamten Temperaturbereich die geringsten COP-Werte auf und sind somit deutlich weniger effizient.
Mit digitalen Zwillingen simuliert Optima Produktionsprozesse schon vor der Realisierung. Die Anlagenauslegung wird mit eigenen Tools geprüft. So lassen sich Sublimationsrate, Trocknungszeiten und Komponenten exakt bestimmen und die Effizienz steigern.
Intelligente Frequenzumrichter verringern den Verbrauch von Dampf, Wasser (WFI oder PW), flüssigem Stickstoff und Strom erheblich. Dadurch sinken Betriebskosten messbar, die Energieeffizienz steigt, und zugleich verbessert sich die Nachhaltigkeit der Produktion.
Mit wissenschaftlichem Ansatz und frühzeitiger Beratung berücksichtigen wir von Anfang an alle relevanten Rahmenbedingungen – vom Gebäude über Medien bis zu Rezepten. So reduzieren wir Risiken und sichern stets einen reibungslosen Ablauf.
Optima beherrscht alle gängigen Kältesysteme und berät Sie unabhängig. So erhalten Sie genau die Kältelösung, die perfekt zu Ihren Prozessen, Ihrer Infrastruktur und Ihrem Anlagenlayout passt. Dank umfassender Vergleiche sämtlicher Kühlsysteme – inklusive Total Cost of Ownership – bieten wir Ihnen die technologisch optimale, wirtschaftlichste und nachhaltigste Lösung.
Gerne senden wir Ihnen das Whitepaper zum Thema Alternative Kältesysteme zu. Sie erhalten eine E-Mail mit einem Download-Link.
Sie suchen Lösungen, die regulatorische Anforderungen und Nachhaltigkeit vereinen?
Unser Whitepaper bietet einen umfassenden Überblick über moderne Gefriertrocknung und zeigt, wie alternative Kältesysteme die Branche verändern. Im Fokus stehen unsere Lösungen: Kaskade, Flüssigstickstoff, Kaltluft sowie kombinierte Systeme aus Kaskade und Flüssigstickstoff.
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