Temperaturprogramm

Ein Temperaturprogramm bezeichnet eine vordefinierte Abfolge von Temperaturwerten, die über die Zeit hinweg eingehalten oder verändert werden, um einen Prozess oder eine Anwendung zu steuern. Es findet Anwendung in Geräten wie Öfen, Thermocyclern, Reaktor- oder Industrieöfen sowie in Labor- und Fertigungsprozessen, bei denen Temperatur genau kontrolliert werden muss.

Ein Programm besteht aus Zieltemperaturen, Aufhehr- oder Abkühlraten (Ramp), Haltezeiten und gegebenenfalls Zyklusanzahl. Ein Temperatursensor überwacht die aktuelle Temperatur, und eine Regelung steuert Heizelemente oder Kühllast, um dem Profil zu folgen. Typisch kommen Closed-Loop-Regler wie PID zum Einsatz, während in manchen Anwendungen auch Open-Loop-Steuerung verwendet wird. Die Daten können geloggt und ausgewertet werden.

Typen von Profilen reichen von einfachen Rampen mit einer oder mehreren Stufen über isotherme bzw. mehrstufige Profile bis zu zyklischen Temperaturwechseln. Es gibt auch adaptive Profile, die auf Prozessdaten reagieren.

Anwendungen umfassen pasteurisieren oder sterilieren in der Lebensmitteltechnik, Tempern, Anlassen oder Härten in der Metallbearbeitung, Aushärten von Kunststoffen sowie Reaktions- und Kühlstrategien in der chemischen Industrie. In der Molekularbiologie dient es zum Beispiel der PCR-Programmierung, in Laborgeräten wie Inkubatoren und Thermocyclern. In der Industrie- und Haustechnik steuern Temperaturprogramme Backöfen, Klimakammern und Reflow- oder Lötprozesse.

Vorteile sind Wiederholbarkeit, Qualitätssicherung, bessere Energieeffizienz und Prozessstabilität. Nachteile sind der Bedarf an Kalibrierung, Sicherheitsvorkehrungen gegen Überhitzung und die potenzielle Belastung von Materialien durch zu schnelle oder ungleichmäßige Temperaturwechsel.

Siehe auch: Temperaturregelung, Prozessregelung, Temperaturprofil.