Kristallisationstechnik

Zwangsumlaufkristallisatoren

Der am weitesten verbreitete Kristallisator dank seines einfachen und robusten Designs und seiner Bedienerfreundlichkeit. Sein hoher mechanischer Energieeintrag und damit einhergehender hoher sekundäre Keimbildungsrate machen ihn zur besten Lösung, wenn keine großen Kristalle benötigt werden.

Der Zwangsumlaufkristallisator ist der am häufigsten eingesetzte Kristallisatortyp. Dieser einfach konstruierte und leicht zu bedienende Kristallisator wird in der Regel bei der Verdampfungskristallisation von Produkten mit relativ flacher oder inverser Löslichkeitskurve eingesetzt. Er kommt weiterhin für eher viskose und verkrustungsanfällige Medien zum Einsatz. Sein hoher mechanischer Energieeintrag und seine hohe sekundäre Keimbildungsrate machen ihn zur besten Lösung, wenn keine großen Kristalle benötigt werden.

Besondere Eigenschaften:

  • MSMPR-Kristallisator (gemischte Suspension, gemischte Produktentfernung)
  • Geeignet für Produkte mit relativ flacher oder inverser Löslichkeitskurve
  • Begrenzte Kristallgröße (<0,8 mm) ) aufgrund erhöhter sekundärer Keimbildungsrate
  • Installation mit einem oder zwei Kreisläufen für große Leistungen
  • Zentralrohr oder tangentiale Einlässe 
  • Minimierung von Verkrustungen und damit Reinigungszeiten durch Oberflächenbehandlung und zuverlässige Spülkonzepte
  • Zusätzliche Ausrüstung
    • Tropfenabscheider (intern oder extern) zur Kontrolle der Kondensatqualität
    • Integriertes Salzbein für höhere Produktreinheit
    • Klärzone (intern oder an der Umwälzleitung)

Funktionsweise

Funktionsweise von Zwangsumlaufkristallisatoren

Der Zwangsumlaufkristallisator besteht aus vier grundlegenden Komponenten:

  • 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 Umwälzpumpe. Sorgt für eine ausreichende Umwälzung, um den Kristallisator unter optimalen Übersättigungs- und Überhitzungsbedingungen zu betreiben. In der Regel werden Axialpumpen verwendet.
  • Der Wärmetauscher. Liefert dem Kristallisator die erforderliche Wärmeenergie für die gewünschte Verdampfungsleistung.
  • Verbindende Rohrleitungen. Verbindet die Komponenten des Kristallisators.

 

Der Schlamm mit der gewünschten Feststoffdichte zirkuliert vom Kristallisatorbehälter durch den Wärmetauscher, wird überhitzt und in die Verdampferkammer zurückgeführt. Die Überhitzung wird durch Verdampfung abgebaut und die sich entwickelnde Übersättigung führt zum Wachstum der suspendierten Kristalle. Das verdampfte Lösungsmittel wird den nachfolgenden Prozessschritten zugeführt oder intern durch Anwendung eines beliebigen Verdichtungssystems wiederverwendet.

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Beheizungsarten für thermische Trennanlagen

Üblicherweise wird ein Verdampfer oder Kristallisator mit Frischdampf beheizt, aber auch Abwärme kann als Energiequelle genutzt werden, solange die für den thermischen Trennungsprozess erforderliche Energiemenge gegeben ist.

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