Bei der Auswahl von Kühl- und Temperiergeräten für den Life-Science-Bereich sollten Sie auf bestimmte Merkmale achten. Zu den weitesten verbreiteten Systemen zählen Produkte, die die Vorzüge des Peltier-Effekts nutzen. Dadurch ergeben sich wichtige Vorteile für die Mitarbeitenden im Labor, wie z. B. hohe Temperaturstabilität, geringe Geräuschentwicklung, geringe Vibration und kompakte Abmessungen.
Von Lisa Zille, Product Management & Industrial Application Center (IAC), SMC Deutschland
MÄRZ 2022
Bei der Auswahl von Kühl- und Temperiergeräten für den Life-Science-Bereich sollten Sie auf bestimmte Merkmale achten. Zu den weitesten verbreiteten Systemen zählen Produkte, die die Vorzüge des Peltier-Effekts nutzen. Dadurch ergeben sich wichtige Vorteile für die Mitarbeitenden im Labor, wie z. B. hohe Temperaturstabilität, geringe Geräuschentwicklung, geringe Vibration und kompakte Abmessungen.
Falls Sie mit diesem Verfahren nicht vertraut sind, hier eine kurze Erläuterung: Der Peltier-Effekt entsteht, wenn elektrischer Strom (Gleichstrom) durch einen Materialkreislauf mit abwechselnden Schichten unterschiedlicher Halbleiter geleitet wird. Es kommt dabei zur Kühlung der einen Lötstelle und zur Erwärmung der anderen. Die Halbleiter sind zwischen Keramikschichten eingebettet, die als Wärmeisolatoren wirken, wodurch eine Peltier-Zelle (auch bekannt als thermoelektrisches Element) entsteht. Durch die Regelung des Kühl- und Temperiergerätes kann die Richtung des Wärmeflusses umgekehrt werden, indem die Polarität des Gleichstroms verändert wird. Die erzeugte Wärme-/Kühlmenge ist direkt proportional zur Spannungsdifferenz, die zwischen den positiven und negativen Drähten der Spannungsversorgung angelegt wird.
Durch die schnelle Reaktionszeit des thermoelektrischen Geräts können Sie die Temperatur in einem engen Toleranzbereich (±0,01 bis ±0,03°C) regeln. Bei Kühlanwendungen muss außerdem Wärme von der anderen Seite der Peltier-Zelle abgeführt werden. Deshalb werden bei allen Kühllösungen dieser Art Kühlkörper und Lüfter benötigt. Die Geräuschentwicklung durch die Lüfter in einer Peltier-Zelle ist jedoch geringer als bei anderen Wärmeübertragungstechnologien. Dadurch sind Peltier-Zellen gut für den Einsatz in Laborumgebungen geeignet. Die Vibration von Peltier-basierten Kühlsystemen ist ebenfalls sehr gering, weil es keine beweglichen Teile gibt (außer Lüfter und Pumpen, die für den Medientransfer verwendet werden).
Weitere Technologien bei Kühl- und Temperiergeräten sind z. B. Kompressor-/Verdampfungssysteme. Diese haben zwar eine höhere Kühlleistung, bieten jedoch eine schlechtere Temperaturstabilität, höhere Geräuschentwicklung und mehr Vibrationen. Luft/Wasser- oder Wasser/Wasser-Passivsysteme können ebenfalls hohe Kühlleistungen erbringen, benötigen aber eine sekundäre Kühlquelle (Kaltwasser oder Kaltluft). Infolgedessen können diese Systeme das Medium nicht auf eine Temperatur kühlen, die niedriger ist als die Umgebungstemperatur (Luft zu Wasser) oder die Temperatur des Anlagenwassers (Wasser zu Wasser).
Bei SMC bieten wir alle Arten von Peltier-Geräten für Life-Science-Anwendungen an, darunter das thermoelektrische Bad HEB und das thermoelektrische Gerät HECR (luftgekühlte und wassergekühlte Varianten), das in einem 19-Zoll-Rack montierbar ist.
Thermoelektrisches Bad von SMC, Serie HEB
Kühl- und Temperiergerät von SMC, Rack-Montage, Serie HECR
Als globales Unternehmen, das Automatisierungslösungen für alle Arten von Industrien weltweit anbietet, sind wir in der Lage, Peltier-Produkte für verschiedenste High-Tech-Anwendungen zu entwickeln und herzustellen, insbesondere für den Life-Science-Sektor, in dem SMC seit mehr als 40 Jahren ein wichtiger Technologiepartner ist.
