Kristallisationstechnik Zwangsumlaufkristallisatoren

FC-Kristallisatoren in der chemischen Industrie

Der Zwangsumlaufkristallisator (Forced Circulation, FC) ist die am häufigsten genutzte Kristallisationstechnologie in der Industrie

FC-Kristallisatoren

Oxon NaCl FC

In einem normalen Zwangsumlaufkristallisator wird das Lösungsmittel verdampft, wodurch die Sättigung in der Prozessflüssigkeit steigt und die Kristallisation ausgelöst wird. Die meisten herkömmlichen FC-Kristallisatoren werden unter Vakuum oder einem leichten Überdruck betrieben.
Der FC-Kristallisator besteht aus vier Grundkomponenten: dem Kristallisationsbehälter, der aufgrund der Anforderungen an die Verweilzeit den größten Teil des Volumens umfasst, der Umwälzpumpe, die die Mischungsenergie liefert, dem Wärmeaustauscher, der die Energie für den Kristallisator bereitstellt (in einem typischen, auf Verdampfung basierendem Kristallisationsvorgang) und der Vakuumapparatur, mit der die im Kristallisator erzeugten Dämpfe abgesaugt werden. Der Brei im Kristallisatorbehälter wird in einer Pfropfenströmung durch den Wärmeaustauscher und wieder in den Kristallisationsbehälter gepumpt, wo seine Übersättigung durch Abscheidung des Materials auf den Kristallen im Schlamm reduziert wird. Um eine spontane Keimbildung zu vermeiden, wird die Übersättigung durch eine ausreichende Zirkulationsmenge kontrolliert.

Über das anschließende Vakuumsystem wird das verdampfte Lösungsmittel abgesaugt und kondensiert. 

 
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Die FC-Kristallisator eignet sich für allgemeine, einfache Kristallisationsvorgänge, bei denen keine großen Kristalle erforderlich sind. Die Konstruktion eines FC-Kristallisators zielt darauf ab, die Verkleinerung der entstehenden Kristalle durch deren Kristallisator-Umgebung entgegenzuwirken. Allerdings besteht nicht die Möglichkeit die Kristallgröße entscheidend zu erhöhen.