Kühler / Kondensator

Laborkühler/-kondensatoren sind Geräte, die in einem chemischen Labor zum Kondensieren von Gasen und Dämpfen eingesetzt werden. Je nach Nutzung und Werkstemperatur wurden unterschiedliche Kühlertypen verwendet. Die Kühlwirkung beruht auf Wärmeübertragungsvorgängen an den Kühlflächen des Kühlers. Ein wichtiges Kriterium für die Kühlwirkung ist neben der Kühlmitteltemperatur die Größe der Kühlfläche, also die Wärmemenge, die die Dose mit der Oberfläche des Kühlers übertragen hat. Die Kühlfläche ist eigentlich ein Konstruktionsmerkmal eines Kühlers. Große Kühlflächen werden mit Sonderformen wie Kühlschlangen hergestellt.

Hinsichtlich der Anwendung wird zwischen Produktkühlern und Rückflusskühlern unterschieden. Bei der ersten Destillation gebildetes Kondensat als Produktwert. Im Gegensatz dazu dienen Rückflusskühler dazu, die Brüden zu kondensieren und in die Destille zurückzuführen.

Produktkühler, wie Liebig-Kühler oder Serpentine-Kühler, wurden "absteigend" im Destillat bei der Trennung verwendet, das in einem Auffangkolben gesammelt wird, der mit Hilfe einer Schleuder zusammenwirkt.

Rückflusskühler werden in vertikaler Position verwendet. Bei dieser Struktur steigt das Kondensat von der Aufnahme durch externe Wärmezufuhr aus der freigesetzten Reaktionswärme in den Kolben zurück.

-Kältemittel

In den meisten Fällen wird fließendes Wasser als Kühlmittel verwendet. Bei leichtflüchtigen Kondensaten wie Acetaldehyd kann das Kühlwasser nach Abkühlung einer Lagertemperatur entsprechend mit einem Kühlthermostat geregelt und gepumpt werden.

Bei hochsiedenden Medien mit Siedepunkten über 120°C reicht in vielen Fällen stehendes Wasser aus. Bei Temperaturen über 160°C reicht oft die Umgebungsluft als Kühlmedium.

Die Kühlmedien wurden dem Kühler nach dem Gegenstromprinzip zugeführt.

-Kühler-Typen

Allihn Kugelkühler

Das Rohr des Allihn-Köler ist breiter als das des Liebig-Köler und in Abständen eingeschnürt. Dies führt zu einer größeren Kühlfläche und einem stärkeren Wirbel des Dampfes. Der ebenfalls billiger werdende Kühlertyp wird ausschließlich als Rückflusskühler verwendet. Es ist ein Dokument nach dem deutschen Glasbläser Felix Richard Allihn.

Dimroth-Kühler

Der Dimroth-Kühler wird von einer Kühlschlange in einem Rohr angeschlossen. Der Typ hat eine große Kühlfläche und wird hauptsächlich als Rückflusskühler eingesetzt, kann aber auch als Produktkühler eingesetzt werden. Es ist im Besitz von Otto Dimroth.

Liebig Kühler

Der Liebig-Köler (benannt nach Justus von Liebig) ruht aus einem rechten Glasrohr mit Wassermantel. Es wird häufig als Produktkühler bei Destillationen verwendet, die auch unter Hochvakuum gestellt werden können. Durch ihren einfachen Aufbau ist die Liebig Kühlbox günstig, robust und leicht zu reinigen. Aufgrund der kleinen Kühlfläche ist die Kühlwirkung gering und damit weniger intelligent als beim Rückflusskühler.

Intensivkühler

Ein Intensivkühler ist eine Kombination aus einem Liebig-Kühler (äußerer Kühlmantel) und einem Dimroth-Kühler (innere Kühlschlange). Der Kühlertyp hat die größte Kühlfläche. Es eignet sich daher besonders für das Arbeiten mit niedrigsiedenden Medien wie Diethylether.

Schraubenkühler nach Friedrichs

Der Friedrichskühler, ein Kühler ähnlich einem Kühlfinger, wurde von Fritz Walter Paul Friedrichs entwickelt, der 1912 ein Konzept für den Kühler veröffentlichte. Es besteht aus einem spiralförmigen Glasrohr, das aus einem großen zylindrischen Innenkörper besteht. Das Kühlmedium tritt durch den Kühlfinger des Innenzylinders ein; Aufsteigender Dampf muss durch die kältere Spule angeklickt werden. Zudem verfügt der Kühler über eine sehr große Kühlfläche, wodurch er auch für die Destillation von niedrigsiedenden Verbindungen wie Diethylether geeignet ist.

Klimaanlage

Ein Luftkühler befestigt ein kleinwandiges Rohr, in dem die Dämpfe von der Umgebungsluft als Kühlmedium kondensiert werden. Luftkühler können als Rückflusskühler und Produktkühler für hochsiedende Medien (Siedepunkt über 150°C) eingesetzt werden. Eine für den Luftkühler ist die ärmellose Vigreux-Säule.

Schlange coer

Beim Spiralkühler umschlingt das Steigrohr spiralförmig durch den Mantel, der das Kühlmittel liefert. Aufgrund seiner Bauform sollte der Kühler immer senkrecht serviert werden. Da das Kondensat lange Zeit in der Kühlschlange verbleibt, wird es nahezu auf Kühlmitteltemperatur abgekühlt. Rohrschlangenkühler werden daher oft anderen Kühlertypen mit besserer Verflüssigungsleistung (Allihn-Kühler von Dimroth Cooler) nachgeschaltet und nicht als eigenständiger Rückflusskühler eingesetzt.