I cristallizzatori DTB sono stati ampiamente studiati nell’ambito della teoria della cristallizzazione e possono essere progettati con precisione. Le zone di crescita e per il liquido madre chiarificato distinte consentono la definizione di parametri cinetici, così da poter determinare i tassi di crescita e di nucleazione.
Grazie a queste caratteristiche il cristallizzatore DTB è molto adatto alla descrizione con modelli matematici e quindi il suo funzionamento è ben controllabile.
Caratteristiche particolari:
- Ridotta nucleazione secondaria dovuta al basso apporto di energia meccanica (circolazione interna)
- Rimozione dei cristalli fini (d < dcritico) dal deflettore interno
- Efficiente distruzione dei cristalli fini mediante riscaldamento e/o diluizione
- Produzione di cristalli di grandi dimensioni (fino a 3 mm)
- Nessuna o ridotta formazione di calore (dissoluzione dei fini)
- Tempo di permanenza controllato per una crescita ottimale
- Lungo ciclo operativo con incrostazioni limitate
- Adatto per il raffreddamento sotto vuoto (nessun ciclo esterno) e la cristallizzazione evaporativa (capacità moderate)
- Esecuzione compatta
Principio di funzionamento
Principio di funzionamento dei cristallizzatori DTBIl cristallizzatore DTB (Draft Tube Baffle Crystallizer) è costituito da cinque elementi principali:
- Il contenitore. Offre la maggior parte del volume attivo necessario in base al tempo di permanenza e permette un adeguato smaltimento dei vapori di processo.
- La pompa a girante con flangia inferiore. Assicura una velocità di circolazione interna lungo il tubo di aspirazione sufficiente a far funzionare il cristallizzatore in condizioni di sovrasaturazione ottimali. Un basso apporto di energia meccanica riduce al minimo la nucleazione secondaria per attrito dei cristalli.
- Il deflettore. Controlla la popolazione di cristalli separando i cristalli fini (da sciogliere per riscaldamento o diluizione) dai cristalli grossolani (per un'ulteriore crescita).
- La pompa di circolazione. Assicura una velocità di circolazione esterna sufficiente a far funzionare il cristallizzatore in condizioni di surriscaldamento ottimali per la ridissoluzione dei fini. In genere, si usano pompe ad elica a flusso assiale.
- Lo scambiatore di calore. Fornisce l'energia termica necessaria al cristallizzatore per il tasso di evaporazione desiderato. Progettato per ridurre al minimo le incrostazioni.
È appositamente progettato per produrre cristalli grandi con una distribuzione granulometrica ristretta. Il DTB può produrre particelle di grandi dimensioni (fino a 3 mm) grazie all'agitazione delicata dei cristalli in crescita con una rottura molto limitata. Il tempo di permanenza controllato consente una crescita ottimale e un lungo ciclo operativo con limitata formazione di incrostazioni.
Il materiale semiliquido della densità solida desiderata viene fatto circolare all'interno del cristallizzatore, spinto da una pompa a girante con flangia inferiore. L'apporto di energia meccanica di un cristallizzatore DTB è inferiore a quello di un cristallizzatore FC grazie a una ridotta caduta di pressione che limita l'attrito e quindi la nucleazione secondaria.
I cristalli di dimensioni più piccole e specifiche vengono rimossi dalla zona del deflettore e si dissolvono nel circuito di circolazione esterno a causa del surriscaldamento della soluzione chiarificata.
Questo surriscaldamento viene eliminato mediante evaporazione e la successiva sovrasaturazione determina la crescita dei cristalli sospesi. Il solvente evaporato viene convogliato nelle fasi successive del processo o riutilizzato internamente applicando un sistema di ricompressione a scelta.
Opzioni di riscaldamento per impianti di separazione termica
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