Kristallisationstechnik
Schmelzkristallisatoren
Kontinuierlicher Betrieb, geringer Energieverbrauch und kein Bedarf an Lösungsmitteln. Die richtige Wahl für hochreine Produkte.
Die Schmelzkristallisation wird in der Regel dort eingesetzt, wo hochreine Produkte erforderlich sind. Durch sie kann außerdem der Energiebedarf aufgrund der Phasenumwandlung bei einer viel geringeren latenten Wärme gesenkt werden.
Das suspensionsbasierte Verfahren bietet langsame Wachstumsraten, die eine reine Kristallbildung selbst in relativ unreinen Schmelzen ermöglichen.
In speziellen, von GEA entwickelten Waschkolonnen wird die Mutterlauge effektiv von den Kristallen getrennt und ein Produkt von hoher Reinheit hergestellt.
Hauptmerkmale:
- Wird typischerweise dort eingesetzt, wo hochreine Produkte erforderlich sind
- Zweistufige Option für maximale Ausbeute verfügbar
- Abscheidung von Komponenten mit niedrigen Siedepunkten und schwer zu destillierenden Komponenten
- Möglichkeit, die Einspeisung in zwei Ströme mit flexibler Reinheit aufzuteilen
- Kontinuierlicher stabiler Betrieb
- Niedrige Betriebstemperaturen
- Geringer Energieverbrauch, da das Produkt in der Regel nur einmal kristallisiert wird
- Benötigte Wärme zwei- bis viermal geringer als bei der Verdampfung
- Kein Bedarf an Lösungsmitteln, daher keine Lösungsmittelrückgewinnung oder zu entsorgende Nebenstoffe
- Kompakte Anlage
- Debottlenecking-Destillation (+25 % Kapazität)
Funktionsweise
Funktionsweise der SchmelzkristallisationDas Rohprodukt wird in Kratzkühlungskristallisatoren gekühlt. Diese können je nach spezifischer Anwendung als Wärmeaustauscher- oder Behälterkristallisatoren ausgelegt sein.
Der Kristallisator erzeugt reine Produktkristalle und konzentriert so die Verunreinigungen in der verbleibenden flüssigen Mutterlauge. Die Kristalle werden anschließend von der stark verunreinigten Mutterlauge getrennt, wodurch ein reiner Produkt- und ein verunreinigter Abstossstrom entstehen. Der Abstoß enthält die konzentrierten Verunreinigungen, aber auch wertvolles Produkt, das abhängig von der spezifischen Anwendung zurückrückgewonnen werden kann.
Jeder einzelne Kristall ist in der Mutterlauge suspendiert und kann frei wachsen. Angesichts von Milliarden von Kristallen pro Kubikmeter kann das Oberflächenwachstum 5.000 bis 10.000 m2 pro m3 Volumen erreichen. Dies bietet ideale und für das suspensionsbasierte System charakteristische Wachstumsbedingungen, die zu einem absolut reinen Kristall führen.
Alle Verunreinigungen sind in der Mutterlauge außerhalb des Kristallisats konzentriert und es ist sehr wichtig, die gesamte Flüssigkeit abzutrennen. Die Kristallisatorsuspension wird in eine Waschkolonne überführt, in der der größte Teil der Mutterlauge über einen Filter entfernt wird. Die reinen Kristalle bilden ein komprimiertes Bett, das dann gewaschen wird, um die restliche Mutterlauge zu entfernen. Die Effizienz der Wäsche in der Waschkolonne lässt sich mit keiner anderen Fest/Flüssig-Abscheidevorrichtung vergleichen. Die reinen Produktkristalle werden geschmolzen und als flüssiges Produkt aus dem System ausgetragen.
Suspensionskristallisatoren produzieren von Natur aus reine Kristalle, da eine große Wachstumsoberfläche zur Verfügung steht. Die Verunreinigungen werden dabei in der Mutterlauge konzentriert, Waschkolonnen können die gesamte Mutterlauge auf effiziente Weise entfernen und somit ein äußerst reines Produkt erzeugen.
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