Maiskonserve wird zu Propandiol

Bei der Flüssigkeitskühlung ist eine der wichtigsten Entscheidungen, welche Flüssigkeit am besten für die Wärmeübertragung in Ihrer Anwendung geeignet ist. Ethylenglykol-Wasser-Gemische (EG) und Propylenglykol-Wasser-Gemische (PG) werden häufig als Kühlmittel in Kühlplatten, Kühlsystemen, Kühlern und Wärmetauschern verwendet. Obgleich reines Wasser eine bessere Wärmeleistung bietet als EG- und PG-Lösungen, bieten diese dafür Korrosionsschutz und senken den Gefrierpunkt, was in zahlreichen Anwendungen gefragt ist. Abgesehen von EG und PG gibt es jetzt auch noch eine weitere Glykoloption für Wärmeübertragungsanwendungen, die vielen Menschen vielleicht noch gar nicht bekannt ist: ein 1,3-Propandiol-Produkt (PDO), das aus Maiszucker gewonnen wird.

PDO, das auch unter der Bezeichnung Trimethylenglykol bekannt ist, hat dieselbe chemische Formel wie Propylenglykol, weist jedoch eine andere Molekularstruktur auf. PDO kann durch herkömmliche chemische Verarbeitung aus Erdöl gewonnen werden. Eine andere Möglichkeit ist die Herstellung aus Maiszucker über ein Bioverarbeitungsverfahren mit einem Gärungsprozess.[i] Seit 2006 stellt DuPont Tate & Lyle Bio-PDO™ für Wärmeübertragungsanwendungen unter dem Markennamen Susterra™ her. Laut Aussagen auf der Website des Unternehmens werden “bei dem gesamten Herstellungsprozess von Bio-PDO insgesamt 40 Prozent weniger Energie verbraucht. Dadurch werden die Emissionen von Treibhausgasen im Vergleich zu erdölbasiertem 1,3-PDO und PG um über 40 % gesenkt.”[ii] Bio-PDO ist zudem nicht entzündlich, ungiftig und biologisch abbaubar.

EG und PG haben jeweils ihre Vor- und Nachteile, weswegen einige Konstrukteure und Betreiber von Anlagen Bio-PDO-basierte Glykole in Betracht ziehen sollten. Ethylenglykol hat wünschenswerte chemische Eigenschaften, wie zum Beispiel einen hohen Siedepunkt, niedrigen Gefrierpunkt, Stabilität über einen großen Temperaturbereich hinweg, eine relativ hohe spezifische Wärme und thermische Leitfähigkeit. Falls Toxizität eine Rolle spielt, kann sich für Konstrukteure und Betreiber von Anlagen hingegen eher der Einsatz von PG anstatt von EG lohnen. PG gilt generell als umweltsicher und eignet sich daher für Anwendungen in der Lebensmittelverarbeitung. PG weist allerdings eine geringere Wärmeleitfähigkeit auf als EG und bietet daher eine niedrigere Wärmeleistung. Darüber hinaus hat PG eine höhere Viskosität als EG [iii], was einen höheren Energiebedarf für Umwälzpumpen und eine höhere Mindestbetriebstemperatur gegenüber der Verwendung von EG nach sich zieht. Bio-PDO-Lösungen bieten eine vergleichbare oder sogar bessere Leistung als PG-Gemische und sind zudem noch ungiftig und erneuerbar.

Dynalene gehört zu den Unternehmen, die mit Susterra gebrauchsfertige Flüssigkeiten für die Wärmeübertragung herstellen. Das BioGlycol®-Produkt des Unternehmens enthält Susterra und eine vom Unternehmen selbst entwickelte Korrosionshemmerpackung mit der Bezeichnung PE-1. Dynalene empfiehlt eine BioGlycol-Konzentration von mindestens 20 % in Wasserlösungen für die Korrosionshemmung und Senkung des Gefrierpunkts. Nach Angaben von Dynalene [iv] bietet BioGlycol eine höhere Wärmestabilität bei hohen Temperaturen und gleichzeitig vergleichbare oder bessere physikalische Eigenschaften im Vergleich zu EG- und PG-Flüssigkeiten. Die Wärmeleitfähigkeit von BioGlycol ist beispielsweise um etwa 10 Prozent besser als die von PG. (Siehe Tabelle 1: Vergleich der Wärmeleistung von Glykolen.)

Tabelle 1: Vergleich der Wärmeleistung von Glykolen bei 50-prozentiger Lösung in Wasser [v]

Darüber hinaus bietet BioGlycol bei niedrigen Temperaturen eine um 30 Prozent niedrigere Viskosität im Vergleich zu herkömmlichem Propylenglykol auf Erdölbasis. (Siehe Tabelle 2: Vergleich der Viskosität bei Glykolen in 50-prozentiger Wasserlösung.)

Tabelle 2: Vergleich der Viskosität (μ) bei Glykolen in 50-prozentiger Wasserlösung. [vi]

Für Ihren Kühlkreislauf stehen viele Kühlmitteloptionen zur Verfügung. Ganz gleich, für welches Kühlmittel Sie sich entscheiden: Entscheidend ist, dass Ihr Kühlmittel mit allen Materialien in Ihrem Kühlkreislauf chemisch kompatibel ist. Erkundigen Sie sich bei Ihrem Kühlmittellieferanten über die Verträglichkeit Ihres Kühlmittels oder testen Sie Ihr Kühlmittel in einer Version Ihrer Anwendung, die für den Betrieb entbehrlich ist. Abgesehen von der chemischen Verträglichkeit müssen Sie auch auf Wärmeleitfähigkeit, Temperaturstabilität, Gefrierpunkt, Viskosität, Toxizität, Umweltauswirkungen, Kosten, Verfügbarkeit und sonstige chemische Eigenschaften Ihrer Wärmeübertragungsflüssigkeit achten.  

Besuchen Sie zu weiteren Informationen über BioGlycol oder Wärmeübertragungsflüssigkeiten von Dynalene http://www.dynalene.com/products/bioglycol.asp oder rufen Sie an unter +1-610-262-9686. Weitere Informationen über Kühlplatten, Kühler, Kühlsysteme oder Wärmetauscher für die Flüssigkeitskühlung oder die Luftkühlung erhalten Sie bei Lytron unter der Rufnummer +1-781-933-7300.

[i] Mingzhang Wang und Satish C. Mohapatra, Dynalene, “Corrosion Performance of a Bio-Based Glycol for Process Cooling Applications”, NACE International, Paper No. 08378, Houston, Texas, 2008.
[ii] http://www.duponttateandlyle.com/life_cycle.html.
[iii] Nach Angaben vonhttp://physics.info/viscosity/ beträgt die Viskosität von Ethylenglykol-Wasser-Gemisch (EGW) etwa 16 η (μPa s) im Vergleich zur Viskosität von Propylenglykol-Wasser-Gemisch (PGW), die bei etwa 40 η (μPa s) liegt (jeweils bei 25 °C).

[iv] http://www.dynalene.com/products/bioglycol.asp.

[v] und [vi] Daten von Patrick McMullen, Dynalene, http://www.dynalene.com/.

Veröffentlicht in Kühler, Kühlplatten, Kühlsysteme, Wärmetauscher | Getaggt Glykol, Flüssigkeiten für die Wärmeübertragung