วิธีการตกผลึกสารละลายโครงสร้างผลึกและหลักการทำงาน

ตามวิธีการที่แตกต่างกันของการตกตะกอนของแข็งการตกผลึกสามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่าง ๆ เช่นการตกผลึกของสารละลายการตกผลึกละลายการตกผลึกการตกตะกอนและการตกตะกอนการตกตะกอน วิธีการที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมคือการตกผลึกโซลูชันซึ่งทำได้โดยการระบายความร้อนหรือการกำจัดตัวทำละลายเพื่อให้ได้โซลูชันที่
ในสภาวะอิ่มตัวตกตะกอนตัวถูกละลายเป็นผลิตภัณฑ์ นอกจากนี้การดำเนินการตกผลึกยังสามารถแบ่งออกเป็นระยะ ๆ และต่อเนื่องโดยขึ้นอยู่กับว่าการดำเนินการต่อเนื่องหรือเป็นกวนและไม่กวนตามการมีอยู่หรือไม่มีอุปกรณ์กวน
1. วิธีการตกผลึกโซลูชัน
การตกผลึกโซลูชันหมายถึงกระบวนการที่ผลึกตกตะกอนจากสารละลาย เงื่อนไขพื้นฐานสำหรับการตกผลึกของโซลูชันคือความอิ่มตัวของสารละลายซึ่งโดยทั่วไปจะผ่านกระบวนการต่อไปนี้: สารละลายไม่อิ่มตัว→สารละลายอิ่มตัว→สารละลายที่ไม่อิ่มตัว→การก่อตัวของนิวเคลียสคริสตัล→การเจริญเติบโตของผลึก
1. วิธีการระบายความร้อน
วิธีการระบายความร้อนหรือที่เรียกว่าวิธีการระบายความร้อนเป็นวิธีการบรรลุความอิ่มตัวของการแก้ปัญหาโดยการทำให้เย็นลง การตกผลึกในการทำความเย็นโดยทั่วไปไม่ได้กำจัดตัวทำละลาย แต่ลดอุณหภูมิโดยการกำจัดความร้อนออกจากสารละลายทำให้สามารถแก้ปัญหาได้ถึงสถานะที่ไม่อิ่มตัวและดำเนินการด้วยการตกผลึก วิธีนี้
เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่ความสามารถในการละลายลดลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่ออุณหภูมิลดลง การระบายความร้อนสามารถแบ่งออกเป็นความเย็นตามธรรมชาติการระบายความร้อนของผนังและการระบายความร้อนติดต่อโดยตรง วิธีการระบายความร้อนตามธรรมชาติคือการทำให้เย็นและตกผลึกในการแก้ปัญหาในชั้นบรรยากาศและโครงสร้างอุปกรณ์และการใช้งานนั้นง่ายที่สุด แต่อัตราการระบายความร้อนก็เหมือนกัน
กำลังการผลิตช้าต่ำและยากต่อการควบคุมคุณภาพของคริสตัล วิธีการทำความเย็นแบบผนังเป็นวิธีการตกผลึกที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมซึ่งอาศัยการถ่ายเทความร้อนทางอ้อมและการทำความเย็นของการตกผลึกผ่านแจ็คเก็ตหรือผนังท่อ วิธีนี้ใช้พลังงานน้อยลงและใช้กันอย่างแพร่หลาย แต่อัตราการถ่ายเทความร้อนในการระบายความร้อนต่ำและเย็น
อย่างไรก็ตามผลึกมักจะตกตะกอนบนพื้นผิวผนังก่อตัวเป็นสเกลคริสตัลหรือรอยแผลเป็นบนผนังอุปกรณ์ซึ่งมีผลต่อเอฟเฟกต์การระบายความร้อน ติดต่อโดยตรงกับเครื่องทำความเย็นให้เย็นลงด้วยอากาศหรือสารทำความเย็นเมื่อสัมผัสโดยตรงกับการแก้ปัญหา วิธีนี้เอาชนะข้อเสียของการระบายความร้อนของผนังมีประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนสูงและไม่ซับซ้อน
ปัญหาแผลเป็น แต่อุปกรณ์มีขนาดใหญ่ เมื่อใช้การดำเนินการนี้เป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่าตัวกลางทำความเย็นที่เลือกไม่ควรทำให้เข้าใจผิดกับตัวทำละลายในสุราแม่ตกผลึกหรือแม้ว่าจะสามารถแยกแยะได้ก็ควรแยกกันและไม่ปนเปื้อนผลิตภัณฑ์การตกผลึก
2. วิธีการระเหย
วิธีการระเหยเป็นวิธีการตกผลึกที่ทำให้เกิดการแก้ปัญหาการแก้ปัญหาโดยการกำจัดตัวทำละลายบางอย่างและเหมาะสำหรับสถานการณ์ที่ความสามารถในการละลายไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญกับอุณหภูมิ การตกผลึกแบบระเหยใช้พลังงานมากขึ้นและยังมีปัญหาในการปรับขนาดได้ง่ายบนพื้นผิวความร้อน แต่ก็ไม่เอื้อต่อ
กระบวนการตกผลึกของการกู้คืนตัวทำละลายยังคงประหยัดค่าใช้จ่าย อุปกรณ์การตกผลึกแบบระเหยมักจะทำงานภายใต้ความดันสูญญากาศต่ำเพื่อลดอุณหภูมิในการทำงานช่วยให้เกิดความเสถียรของผลิตภัณฑ์เทอร์โมไซด์และลดการสูญเสียพลังงานความร้อน
3. วิธีการระบายความร้อนสูญญากาศ
วิธีการระบายความร้อนสูญญากาศหรือที่เรียกว่าวิธีการตกผลึกแบบเย็นแฟลช มันเป็นวิธีการตกผลึกที่ตัวทำละลายผ่านการระเหยของแฟลชภายใต้สภาวะสูญญากาศเพื่ออะเดียแบติกทำให้สารละลายเย็นลง โดยพื้นฐานแล้วมันรวมวิธีการระบายความร้อนและการระเหยพร้อมกัน วิธีนี้ใช้ได้เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น
สารที่มีความสามารถในการละลายสูงซึ่งเพิ่มขึ้นในอัตราปานกลางเช่นแอมโมเนียมซัลเฟตโพแทสเซียมคลอไรด์ ฯลฯ อุปกรณ์หลักของวิธีนี้ง่ายโดยไม่มีผนังแลกเปลี่ยนความร้อนมีรอยแผลเป็นคริสตัลน้อยลงและสามารถใช้เวลาในการบำรุงรักษานานขึ้น ปัญหาการป้องกันการกัดกร่อนของอุปกรณ์นั้นง่ายต่อการแก้ปัญหาทำให้เป็นตัวเลือกแรกในการผลิตการตกผลึกขนาดใหญ่
วิธี.
4. วิธีการตกตะกอนเกลือ
วิธีการตกตะกอนเกลือเป็นวิธีการสร้างความอิ่มตัวของการตกผลึกโดยการเพิ่มสารบางอย่างลงในสารละลายเพื่อลดความสามารถในการละลายของตัวถูกละลายในตัวทำละลาย สารที่เพิ่มขึ้นเรียกว่าสารตกตะกอนเกลือหรือ precipitant และจำเป็นต้องมีการผสมกับตัวทำละลายดั้งเดิม แต่ไม่ละลายได้
สารที่จะตกผลึกนั้นต้องการการแยกง่ายระหว่างสารที่เพิ่มเข้ามาและตัวทำละลายดั้งเดิม เหตุผลที่เรียกว่าวิธีการตกตะกอนเกลือเป็นเพราะโซเดียมคลอไรด์เป็นสารเติมแต่งที่พบได้บ่อยที่สุด ตัวอย่างเช่นในวิธีการผลิตอัลคาไลแบบรวมการเพิ่มโซเดียมคลอไรด์ลงในสารละลายแอมโมเนียมคลอไรด์อุณหภูมิต่ำสามารถทำให้สารละลายได้
แอมโมเนียมคลอไรด์ตกผลึก น้ำแอลกอฮอล์และคีโตนยังสามารถใช้เป็นสารเติมแต่งเพื่อทำให้เกิดการตกผลึกเกลือในสารละลายบางอย่างซึ่งบางครั้งก็เรียกว่าการตกผลึกของสารละลาย กระบวนการตกตะกอนเกลือนั้นง่ายและใช้งานง่ายเหมาะสำหรับการตกผลึกของวัสดุเทอร์โมสซิสต์และการตกผลึกของยา ข้อเสียคือมันมักจะต้องการ
ตั้งค่าอุปกรณ์รีไซเคิลเพื่อประมวลผลสุราแม่เพื่อกู้คืนตัวทำละลายและสารตกตะกอนเกลือ
5. การตกผลึกปฏิกิริยา
การตกผลึกปฏิกิริยาคือการใช้ปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างก๊าซและของเหลวหรือของเหลวและของเหลวในการผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีความสามารถในการละลายต่ำ สถานการณ์นี้เป็นการรวมกันของปฏิกิริยาและกระบวนการตกผลึก เมื่อปฏิกิริยาดำเนินไปความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้น
ในการแก้ปัญหานิวเคลียสคริสตัลจะถูกสร้างขึ้นและค่อยๆเติบโตเป็นอนุภาคคริสตัลขนาดใหญ่ นอกจากนี้ยังมีการตกผลึกแรงดันและวิธีการตกผลึกจุดไอโซอิเล็กทริกที่ลดความสามารถในการละลายโดยการเปลี่ยนความดันหรือการควบคุมค่า pH
2. ผลึก
มี crystallizers หลายประเภทซึ่งสามารถแบ่งออกเป็น crystallizers ทำความเย็นและการระเหย crystallizers ตามวิธีการได้รับสถานะความอิ่มตัวของสารละลาย; ตามโหมดการไหลสามารถแบ่งออกเป็นผลึกแบบผสม, ผลึกที่ให้คะแนน, การไหลเวียนของสุราแม่, และผลึกไหลเวียนของสารละลาย; โดยใช่
crystalzers ที่ไม่กวนจะถูกแบ่งออกเป็น crystalzers กวนและ crystallizers ที่ไม่กวน; ตามโหมดการทำงานสามารถแบ่งออกเป็นผลึกต่อเนื่องและการตกผลึกเป็นระยะ ๆ
1. การระบายความร้อน CrystAllizer
1) การตกผลึกของอากาศเย็น
การตกผลึกแบบระบายความร้อนด้วยอากาศเป็นถังตกผลึกแบบเปิดที่ง่ายที่สุดซึ่งเย็นลงในชั้นบรรยากาศและค่อยๆลดอุณหภูมิในถังในขณะที่ตัวทำละลายจำนวนเล็กน้อย เนื่องจากการทำงานเป็นระยะ ๆ และการระบายความร้อนช้าเกลือที่มีน้ำ polycrystalline มักจะ
สามารถรับคุณภาพสูงและผลึกขนาดใหญ่ได้ แต่มันมีพื้นที่ขนาดใหญ่และมีกำลังการผลิตต่ำ
2) กาต้มน้ำผลึก
การระบายความร้อนที่จำเป็นสำหรับกระบวนการตกผลึกนั้นจัดทำโดยแจ็คเก็ตหรือเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนภายนอกและตัวเลือกของ CrystAllizer ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับความต้องการความสามารถในการแลกเปลี่ยนความร้อน ปัจจุบันสิ่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลายรวมถึงการตกผลึกในการไหลเวียนภายในด้วยการกวนและการระบายความร้อนจากภายนอก
อุปกรณ์ดังที่แสดงในรูปต่อไปนี้ การตกผลึกการไหลเวียนของการไหลเวียนภายนอกสามารถทำงานได้เป็นระยะ ๆ หรือต่อเนื่อง หากผลิตผลึกอนุภาคขนาดใหญ่แนะนำให้ใช้งานเป็นระยะ ๆ ในขณะที่การทำงานอย่างต่อเนื่องจะดีกว่าสำหรับการเตรียมผลึกอนุภาคขนาดเล็ก การดำเนินการวนรอบภายนอกสามารถเสริมสร้างโครงสร้าง
การผสมและการถ่ายเทความร้อนที่สม่ำเสมอภายในคริสตัลมีข้อได้เปรียบของพื้นที่แลกเปลี่ยนความร้อนแบบเย็นขนาดใหญ่และอัตราการถ่ายเทความร้อนสูงซึ่งเอื้อต่อการควบคุมการตอบสนองของสารละลาย อย่างไรก็ตามจำเป็นต้องเลือกปั๊มหมุนเวียนที่เหมาะสมเพื่อหลีกเลี่ยงการสึกหรอและการแตกของผลึกอนุภาคแขวนลอย
2. ผลึกระเหย
1) Krystal Olso การเจริญเติบโตประเภทผลึกระเหย
ประเภทการเจริญเติบโตของ Krystal Olso (ประเภทการไหลเวียนบังคับ) การตกผลึกระเหยซึ่งประกอบด้วยห้องระเหยและห้องตกผลึก ห้องระเหยตั้งอยู่ด้านบนและห้องตกผลึกตั้งอยู่ด้านล่างเชื่อมต่อกันด้วยผู้ลงมือกลางกลาง ร่างกายของห้องตกผลึกติดตั้ง
เรียวบางตัวที่มีส่วนล่างเล็ก ๆ และส่วนบนที่ใหญ่กว่า หลังจากของเหลววัตถุดิบของเหลวถูกอุ่นโดยเครื่องทำความร้อนภายนอกมันจะเข้าสู่ห้องระเหยผ่านท่อหมุนเวียนและระเหยอย่างรวดเร็ว ตัวทำละลายถูกสกัดและสารละลายถูกทำให้เย็นลงทำให้สารละลายเข้าสู่เขตที่แพร่กระจายได้อย่างรวดเร็วและตกตะกอนในห้องตกผลึก
ผลิตคริสตัล อนุภาคคริสตัลขนาดใหญ่จะได้รับการเสริมที่ด้านล่างของห้องตกผลึกและความอิ่มตัวของสารละลายที่ไหลออกมาจากผู้มาค่อยๆลดลงอย่างค่อยเป็นค่อยไป เมื่อสารละลายมาถึงชั้นบนสุดของห้องตกผลึกโดยทั่วไปจะไม่มีธัญพืชเหลืออยู่และการใช้งานที่เพิ่มขึ้นอย่างสมบูรณ์ สุราแม่ใสตกผลึก
ล้นจากด้านบนของห้องเข้าสู่ท่อส่งไหลเวียน วิธีการดำเนินการนี้เป็นประเภทการไหลเวียนของสุราแม่ทั่วไปซึ่งมีข้อได้เปรียบที่โดยทั่วไปแล้วของเหลวหมุนเวียนไม่มีอนุภาคคริสตัลดังนั้นจึงหลีกเลี่ยงการเกิดนิวเคลียสทุติยภูมิที่เกิดจากการชนกันระหว่างใบพัดปั๊มและธัญพืชเช่นเดียวกับการตกผลึก
เอฟเฟกต์การจัดลำดับขนาดอนุภาคของห้องผลิตผลิตภัณฑ์ผลึกที่มีอนุภาคขนาดใหญ่และสม่ำเสมอ ข้อเสียของการตกผลึกนี้คือความยืดหยุ่นในการทำงานต่ำการไหลเวียนของสุราแม่ จำกัด โดยความเร็วในการตกตะกอนของอนุภาคผลิตภัณฑ์ในสารละลายอิ่มตัวและการก่อตัวของพื้นผิวผนังด้านในง่าย
สเกลคริสตัลทำให้ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนลดลงของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนลดลง
2) DTB ประเภทผลึกระเหย
ประเภท DTB (หรือที่เรียกว่าประเภทที่มีการป้องกัน) ผลึกระเหย มันสามารถใช้ร่วมกับเครื่องทำความร้อนระเหยหรือแยกออกจากเครื่องทำความร้อน ปัจจุบัน CrystAllizer เป็นประเภทที่ใช้กันมากที่สุดเป็นเครื่องทำความเย็นแบบสูญญากาศ ลักษณะของมันคือการนึ่ง
มีหลอดนำในห้องเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซึ่งติดตั้งเครื่องกวนพร้อมใบพัด มันผลักสารละลายอิ่มตัวอย่างรวดเร็วด้วยผลึกขนาดเล็กไปยังพื้นผิวระเหย เนื่องจากสถานะสุญญากาศของระบบตัวทำละลายจะสร้างการระเหยของแฟลชส่งผลให้เกิดการเพิ่มขึ้นเล็กน้อยและจากนั้น
เมื่อสารละลายอิ่มตัวไหลลงไปตามพื้นที่วงแหวนจะมีการปล่อยความอิ่มตัวของมันทำให้คริสตัลเติบโต มีขาเกรดที่ด้านล่างของอุปกรณ์และสารละลายผลิตภัณฑ์สกัดจะต้องผ่านมันก่อนผสมกับของเหลววัตถุดิบจากนั้นหมุนเวียนผ่านท่อนำทางกลาง การเจริญเติบโตของคริสตัล
หลังจากถึงขนาดที่กำหนดมันจะตกตะกอนในขาการให้คะแนนและผลิตภัณฑ์ก็ถูกล้างด้วย ในที่สุดมันจะถูกแยกออกนอกปั๊มน้ำแข็งคริสตัลเพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพและขนาดอนุภาคสม่ำเสมอของผลิตภัณฑ์ผลึกเพื่อให้ผลิตภัณฑ์ไม่ได้ผสมกับผลึกชั้นดี
DTB ประเภท CrystAllizer เป็นผลึกการไหลเวียนภายในของสารละลายที่มีประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมความเข้มของการผลิตสูงและความสามารถในการผลิตผลิตภัณฑ์ผลึกอนุภาคขนาดใหญ่ ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะปรับขนาดภายใน crystalzer และได้กลายเป็นหนึ่งในรูปแบบหลักของการตกผลึกอย่างต่อเนื่องซึ่งสามารถใช้สำหรับการระบายความร้อนสูญญากาศและวิธีการระเหย
การตกผลึกและปฏิกิริยาการตกผลึกปฏิกิริยา
ที่มา: การทำซ้ำ
ข้อจำกัดความรับผิดชอบ:
บทความนี้ทำซ้ำออนไลน์และลิขสิทธิ์เป็นของผู้เขียนต้นฉบับ หากมีปัญหาด้านลิขสิทธิ์โปรดติดต่อเราและเราจะลบเนื้อหาโดยเร็วที่สุด