Kristallisationstechnik
DTB-Kristallisatoren
Ein Kristallisator, der für die Herstellung grober Kristalle mit enger Größenverteilung entwickelt wurde. Eine begrenzte sekundäre Keimbildung sowie eine effiziente Zerstörung von Feinanteilen fördern dabei das Kristallwachstum.
DTB-Kristallisatoren wurden in der Kristallisationstheorie umfangreich untersucht und können mit hoher Genauigkeit modelliert werden. Die separaten Zonen für Kristallwachstums und Klärung der Mutterlauge ermöglichen eine Simulation von Wachstum und Keimbildungsraten mithilfe von kinetischen Parametern.
Aufgrund dieser Eigenschaften eignet sich der DTB-Kristallisator hervorragend für mathematische Beschreibungen und unterliegt somit einer guten Betriebskontrolle.
Besondere Eigenschaften:
- Geringe sekundäre Keimbildung aufgrund des geringen mechanischen Energieeintrags (interne Zirkulation)
- Entfernung von Feinanteilen (d < dcritical) aus der internen Klärzone
- Effiziente Zerstörung von Feinanteilen durch Erwärmung und/oder Verdünnung
- Produktion großer Kristalle (bis zu 3 mm)
- Kein oder geringer Bedarf an Zusatzenergie für Auflösung von Feinanteilen
- Kontrollierte Verweilzeit für optimales Wachstum
- Langer Betriebszyklen durch begrenzte Verkrustungsneigung
- Geeignet für Vakuumkühlung (kein externer Kreislauf) und Verdampfungsskristallisation (moderate Kapazitäten)
- Kompakte Anordnung
Funktionsweise
Funktionsweise von DTB-KristallisatorenDer Draft Tube Baffle(DTB)-Kristallisator besteht aus fünf Grundkomponenten:
- Dem Kristallisatorbehälter. Umfasst den größten Teil des aktiven Volumens, das durch die Anforderungen an die Verweilzeit vorgegeben ist, und ermöglicht eine optimale Ableitung der Prozessbrüden.
- Die Unterflanschpumpe. Sorgt für eine ausreichende interne Zirkulationsrate im Zentralrohrs, um den Kristallisator unter optimalen Übersättigungsbedingungen zu betreiben. Der reduzierte mechanische Energieeintrag führt zu einer minimalen sekundären Keimbildung durch Abrieb der Kristalle.
- Der Klärzone. Kontrolliert die Kristallpopulation, indem es feine Kristalle (die durch Erhitzen oder Verdünnen aufgelöst werden) von groben Kristallen (die weiterwachsen) trennt.
- Der Umwälzpumpe. Sorgt für eine ausreichende externe Umwälzung, um den Kristallisator unter optimalen Überhitzungsbedingungen für die Wiederauflösung der Feinanteile zu betreiben. In der Regel werden Axialpumpen verwendet.
- Dem Wärmetauscher. Liefert dem Kristallisator die erforderliche Wärmeenergie für die gewünschte Verdampfungsleistung. Er ist so entwickelt, dass die Verkrustungsneigung minimiert wird.
Der DTB ist speziell für die Herstellung grober Kristalle mit enger Größenverteilung ausgelegt. Er kann große Partikel (bis zu 3 mm) produzieren, da er die wachsenden Kristalle sanft bewegt und damit nur sehr wenig Kornbruch erzeugt. Dank kontrollierter Verweilzeit werden ein optimales Wachstum und ein langer Betriebszyklus mit begrenzter Verkrustungsneigung ermöglicht.
Die Suspension mit der gewünschten Feststoffdichte wird im Leitrohrkristallisator durch eine untergeflanschte Impellerpumpe umgewälzt. Der mechanische Energieeintrag eines DTB-Kristallisators ist geringer als der eines FC-Kristallisators, da der zu überwindende Druckverlust geringer ist Das begrenzt den Abrieb und damit auch die sekundäre Keimbildung.
Kristalle kleiner einer spezifischen Größe werden mit der geklärten Lösung aus der Klärzone entnommen und durch die in der Folge aufgeprägte Überhitzung aufgelöst.
Diese Überhitzung wird durch Verdampfung abgebaut und die sich entwickelnde Übersättigung führt zum Wachstum der suspendierten Kristalle. Das verdampfte Lösungsmittel wird entweder den nachfolgenden Prozessschritten zugeführt oder durch Anwendung eines Verdichtungssystems Ihrer Wahl wiederverwendet.
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