Çözelti kristalizasyonu, kristalleştirici yapısı ve çalışma prensibi yöntemi

Farklı katı çökeltme yollarına göre, kristalizasyon çözelti kristalleşmesi, erimiş kristalleşme, süblimasyon kristalleşmesi ve çökelme kristalizasyonu gibi çeşitli tiplere ayrılabilir. Endüstride en yaygın kullanılan yöntem, çözelti kristalleştirmesidir, bu da çözücülerin soğutulması veya çıkarılmasıyla elde edilen bir çözüm elde etmek için elde edilen bir çözüm elde etmek için
Doymuş bir durumda, ürün olarak çözünen çökeltiler. Ek olarak, kristalleştirme işlemleri, işlemin sürekli olup olmadığına veya bir karıştırma cihazının varlığına veya yokluğuna göre karıştırılmış ve karıştırılmamış olmaya bağlı olarak aralıklı ve sürekli olarak bölünebilir.
1. Çözelti kristalleştirme yöntemi
Çözelti kristalizasyonu, kristallerin bir çözeltiden çöktüğü süreci ifade eder. Çözelti kristalizasyonu için temel koşulu, genellikle aşağıdaki işlemden geçen çözeltinin üst doygunluğudur: doymamış çözelti → doymuş çözelti → süper doymuş çözelti → kristal çekirdeklerin oluşumu → kristal büyümesi.
1. Soğutma yöntemi
Soğutma yöntemi olarak da bilinen soğutma yöntemi, soğutarak bir çözeltinin süper doygunluğunu elde etme yöntemidir. Soğutma kristalleşmesi temel olarak çözücüyü çıkarmaz, ancak çözeltiden ısıyı çıkararak sıcaklığı azaltır, bu da çözeltinin süper doymuş bir duruma ulaşmasına ve kristalleşmeye devam etmesine izin verir. Bu method
Çözünürlüğün azalma sıcaklığı ile önemli ölçüde azaldığı durumlar için uygundur. Soğutma doğal soğutma, duvar soğutma ve doğrudan temas soğutmasına bölünebilir. Doğal soğutma yöntemi, atmosferde bir çözümü soğutmak ve kristalize etmektir ve ekipman yapısı ve çalışması en basit olanıdır, ancak soğutma oranı aynıdır
Yavaş, düşük üretim kapasitesi ve kristal kalitesini kontrol etmek zor. Duvar soğutma yöntemi, endüstride yaygın olarak kullanılan bir kristalizasyon yöntemidir, bu da dolaylı ısı transferine ve ceketler veya tüp duvarları yoluyla kristalizasyonun soğutulmasına dayanır. Bu yöntem daha az enerji tüketir ve yaygın olarak kullanılır, ancak soğutma ısı transfer hızı düşük ve soğuktur
Bununla birlikte, kristaller genellikle duvar yüzeyinde çökelir, cihaz duvarında kristal ölçeği veya yara izleri oluşturur ve bu da soğutma etkisini etkiler. Soğutucu ile doğrudan temas, çözelti ile doğrudan temas halinde hava veya soğutucu ile soğumak için. Bu yöntem, duvar soğutmasının dezavantajlarının üstesinden gelir, yüksek ısı transfer verimliliğine sahiptir ve karmaşık değildir
Skar problemi, ancak ekipman hantal; Bu işlemi kullanırken, seçilen soğutma ortamının kristalizasyon anne liköründeki çözücü ile karışmaması gerektiğini veya karışabilir olmasına rağmen, kristalleşme ürününü kirletmemesi ve kirletmemesi gerektiğini belirtmek önemlidir.
2. Buharlaşma yöntemi
Buharlaşma yöntemi, bazı çözücüleri çıkararak bir çözeltinin süper doygunluğunu sağlayan bir kristalizasyon yöntemidir ve çözünürlüğün sıcaklıkla önemli ölçüde değişmediği durumlar için uygundur. Evaporatif kristalizasyon daha fazla enerji tüketir ve ayrıca ısıtma yüzeyinde kolay ölçeklendirme sorunu vardır, ancak elverişli değildir.
Çözücü geri kazanımının kristalizasyon işlemi hala maliyet etkindir. Evaporatif kristalizasyon ekipmanı, çalışma sıcaklığını düşürmek, termosensitif ürünlerin stabilitesini kolaylaştırmak ve termal enerji kaybını azaltmak için genellikle düşük vakum basıncı altında çalıştırılır.
3. Vakum soğutma yöntemi
Flash soğutma kristalizasyon yöntemi olarak da bilinen vakum soğutma yöntemi. Bir çözücünün, çözeltiyi soğutmak için vakum koşulları altında flaş buharlaşmasına maruz kaldığı bir kristalizasyon yöntemidir. Esasen, soğutma ve buharlaşma yöntemlerini aynı anda birleştirir. Sıcaklık arttıkça bu yöntem geçerlidir
Amonyum sülfat, potasyum klorür, vb.Gibi orta oranda artan yüksek çözünürlüğe sahip maddeler, bu yöntemin ana ekipmanı, ısı değişim duvarları olmadan, daha az kristal yara izleri ile basittir ve daha uzun bir bakım süresi alabilir. Ekipmanın korozyonu önleme problemini de çözmek kolaydır, bu da onu büyük ölçekli kristalizasyon üretiminde ilk tercih haline getirir
Yöntem.
4. Tuz yağış yöntemi
Tuz çökeltme yöntemi, çözücüdeki çözünen maddenin çözünürlüğünü azaltmak için çözeltiye belirli bir madde ekleyerek kristalleşme için süper doygunluk oluşturma yöntemidir. Eklenen maddeye tuz çökelme ajanı veya çökelti denir ve orijinal çözücü ile karışabilir olması gerekir, ancak çözünür
Kristalize edilecek madde, ilave madde ve orijinal çözücü arasında kolay bir ayrım gerektirir. Tuz çökelme yöntemi denir olmasının nedeni, sodyum klorürün en yaygın katkı maddesi olmasıdır. Örneğin, kombine alkali üretim yönteminde, düşük sıcaklıkta bir amonyum klorür çözeltisine sodyum klorür eklemek çözelti yapabilir
Amonyum klorür kristalleşti. Su, alkoller ve ketonlar, bazen çözelti kristalizasyonu olarak da bilinen belirli çözeltilerde tuz kristalleşmesine neden olmak için katkı maddeleri olarak da kullanılabilir. Tuz çökelme işlemi basit ve kullanımı kolaydır, termosensitif malzemelerin kristalleşmesi ve ilaç kristalleşmesi için uygundur; Dezavantajı, genellikle gerektirmesidir.
Çözücüleri ve tuz çökelme maddelerini geri kazanmak için kristalizasyon ana likörü işlemek için geri dönüşüm ekipmanını ayarlayın.
5. Reaktif kristalizasyon
Reaksiyon kristalizasyonu, düşük çözünürlüğe sahip ürünler üretmek için gazlar ve sıvılar veya sıvılar ve sıvılar arasında kimyasal reaksiyonların kullanılmasıdır. Bu durum reaksiyon ve kristalizasyon süreçlerinin bir kombinasyonudur. Reaksiyon ilerledikçe, reaksiyon ürünlerinin konsantrasyonu artar ve süper doygunluğa ulaşır
Çözeltide, kristal çekirdekler üretilir ve yavaş yavaş daha büyük kristal parçacıklara dönüşür. Ek olarak, basıncı değiştirerek veya pH'ı kontrol ederek çözünürlüğü azaltan basınç kristalizasyonu ve izoelektrik nokta kristalizasyon yöntemleri vardır.
2. Kristalleştirici
Çözeltinin doygunluk durumunu elde etme yöntemine göre soğutma kristalizörlerine ve buharlaşan kristalizörlere ayrılabilen birçok kristalleştirici türü vardır; Akış moduna göre, karışık bulamaç kristalleştirici, derecelendirilmiş kristalleştirici, ana likör dolaşım kristalleştirici ve bulamaç dolaşım kristalleştiriciye bölünebilir; Evet ile
Karıştırılmamış kristalleştiriciler, karıştırılmış kristalizörlere ve karıştırılmamış kristalleştiricilere bölünür; Çalışma moduna göre, sürekli kristalleştirici ve aralıklı kristalleştiriciye bölünebilir.
1. Soğutma kristalleştirici
1) Hava soğutmalı kristalleştirici
Hava soğutmalı kristalleştirici, atmosferde soğuyan ve tanktaki sıcaklığı yavaş yavaş düşüren en basit açık kristalizasyon tankıdır, az miktarda çözücü buharlaşır. Aralıklı çalışma ve yavaş soğutma nedeniyle, polikristalin su içeren tuzlar sık ​​sık
Yüksek kaliteli ve büyük kristaller elde edilebilir. Ancak geniş bir alanı kaplar ve düşük üretim kapasitesine sahiptir.
2) Su ısıtıcısı kristalleştirici
Kristalizasyon işlemi için gereken soğutma, bir ceket veya harici bir ısı eşanjörü tarafından sağlanır ve kristalleştirici seçimi esas olarak ısı değişim kapasitesi talebine bağlıdır. Şu anda, yaygın olarak kullanılanlar, karıştırma ve harici dolaşım soğutma kristalleştiricileri ile dahili dolaşım soğutma kristalizörleri içerir
Cihaz, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi. Harici dolaşım soğutma kristalleştirici aralıklı veya sürekli olarak çalıştırılabilir. Büyük parçacık kristalleri üretiliyorsa, aralıklı çalışma önerilirken, küçük parçacık kristalleri hazırlamak için sürekli çalışma daha iyidir. Harici döngü çalışması yapıyı güçlendirebilir
Kristalin içindeki düzgün karıştırma ve ısı transferi, büyük bir soğutma ısı eşanjörü alanının avantajlarına ve çözelti süper doygunluğunun kontrolüne elverişli yüksek bir ısı transfer hızına sahiptir. Bununla birlikte, asılı parçacık kristallerinin aşınmasını ve kırılmasını önlemek için uygun bir dolaşım pompası seçmek gerekir.
2. Evaporatif kristalleştirici
1) Krystal Olso Büyüme Tipi Evaporatif Kristalleştirici
Krystal OLSO büyüme tipi (zorla dolaşım tipi) bir buharlaşma odası ve bir kristalleşme odasından oluşan buharlaştırıcı kristalleştirici. Buharlaşma odası yukarıda bulunur ve kristalizasyon odası, ortada merkezi bir Downer tarafından bağlanan aşağıda bulunur. Kristalleştirme Odasının gövdesi ile donatılmıştır.
Küçük bir alt bölüm ve daha büyük bir üst bölüme sahip belirli bir konik. Hammadde sıvı harici bir ısıtıcı tarafından önceden ısıtıldıktan sonra, buharlaşma odasına bir devridaim tüpü yoluyla girer ve hızla buharlaştırılır. Çözücü çıkarılır ve çözelti soğutulur, bu da çözeltinin metastabil bölgeye hızlı bir şekilde girmesine ve kristalizasyon odasında çökelmesine neden olur
Kristaller üretin. Daha büyük kristal partiküller, kristalizasyon odasının alt kısmında zenginleştirilir ve aşağı akan çözeltinin süper doygunluğu yavaş yavaş azalır. Çözelti kristalizasyon odasının üst tabakasına ulaştığında, temelde tahıl kalmadı ve süper doygunluk tamamen tüketilir. Berrak ana likör kristalleşir
Odanın tepesinden taşma, dolaşım boru hattına girer. Bu çalışma yöntemi, dolaşımdaki sıvının temel olarak kristal parçacıklar içermemesi, böylece pompa pervanesi ve taneler arasındaki çarpışmanın neden olduğu aşırı ikincil çekirdeklenmeden kaçınan tipik bir ana likör dolaşım tipidir.
Odanın parçacık boyutu derecelendirme etkisi, büyük ve düzgün parçacıklara sahip kristal ürünler üretir. Bu kristalleştiricinin dezavantajı, düşük çalışma esnekliği, ana likörün doymuş çözeltideki ürün parçacıklarının yerleşim hızı ile sınırlı dolaşımı ve kristalizördeki ısıtma tüpünün iç duvar yüzeyinin kolay oluşumudur.
Kristal Ölçeği, ısı eşanjörünün ısı transfer katsayısında bir azalmaya neden olur
2) DTB tipi buharlaştırıcı kristalleştirici
DTB tipi (korumalı tip olarak da bilinir) evaporatif kristalleştirici. Evaporatif ısıtıcılarla birlikte kullanılabilir veya ısıtıcılardan ayrılabilir. Kristalleştirici şu anda vakum buharlaştırıcı soğutma kristalleştirici olarak en yaygın kullanılan tiptir. Karakteristiği buharlanıyor
Jeneratör odasında pervaneli bir karıştırıcı ile donatılmış bir kılavuz tüp vardır. Küçük kristallerle doymuş çözeltiyi buharlaşma yüzeyine hızla iter. Sistemin vakum durumu nedeniyle, çözücü, hafif süper doygunluğa neden olan flaş buharlaşması üretir ve daha sonra
Doymuş bir çözelti halka şeklindeki alan boyunca aşağı doğru aktığında, süper doygunluğu serbest bırakılır ve kristalin büyümesine izin verir. Cihazın altında bir derecelendirme bacağı var ve çıkarılan ürün bulamaçının önce geçmesi, hammadde sıvısı ile karıştırılması ve daha sonra merkezi kılavuz borudan dolaşması gerekiyor. Kristal büyümesi
Belli bir boyuta ulaştıktan sonra, derecelendirme bacaklarında çökelir ve ürün de yıkanır. Son olarak, kristal ürünün kalitesi ve düzgün partikül boyutunu sağlamak için kristal bulamaç pompasının dışında ayrılır, böylece ürün ince kristallerle karıştırılmaz.
DTB tipi Crystallizer, mükemmel performansa, yüksek üretim yoğunluğuna ve büyük parçacık kristal ürünleri üretme yeteneğine sahip tipik bir bulamaç iç dolaşım kristalleştiricidir. Kristalleştiricinin içinde ölçeklenmesi kolay değildir ve vakum soğutma ve buharlaşma yöntemleri için kullanılabilen sürekli kristalizörün ana formlarından biri haline gelmiştir.
Kristalizasyon ve reaksiyon kristalizasyon işlemleri.
Kaynak: üreme
Feragatname:
Bu makale çevrimiçi olarak çoğaltılmıştır ve telif hakkı orijinal yazara aittir. Telif hakkı sorunları varsa, lütfen bizimle iletişime geçin, içeriği en kısa sürede sileceğiz.