zurück

Kristallisation

Kristallisation ist eine weit verbreitete Anwendung in vielen Bereichen. Sie kommt in der chemischen Industrie ebenso vor wie bei der Herstellung von Arzneimitteln, Lebensmitteln sowie in der Aufbereitung von Erzen.
Je nach Prozessanforderung unterscheidet man zwischen Kühlungs- und Verdampfungskristallisation sowie Fällung. Genauso vielfältig sind die apparativen Lösungen, die eingesetzt werden.
Bei Loop-Kristallisatoren, die mittels einer Pumpe zwangsumgewälzt werden, spricht man von Forced Circulation (FC) Kristallern während die Schichtkristallisation statisch ist.
Gerührte Kristallisationen werden entweder in einem offenen Rührsystem mit Hydrofoil Rührorganen oder mit einem Leitrohr ausgeführt. Für beide Varianten hat EKATO effiziente Lösungen, die nicht nur das Rührwerk selbst beinhalten. Diese werden auf den jeweiligen Seiten genauer beschrieben.

Beispiele für Kristallisationsprodukte:

  • Düngemittel
  • Zucker
  • Festprodukte aus Spezial- und Feinchemie

EKATO unterstützt Sie gerne im gesamten Projektverlauf, von der ersten Abschätzung, Versuche und Strömungssimulationen (CFD) bishin zum Detailengineering, Fertigung und  Betrieb. 

Batchbetrieb

Batchkristallisationen werden in Normalfall in einem offenen System gefahren, d.h. mit einem Hydrofoil Rührorgan. Bis auf wenige Ausnahmen handelt es sich um eine Kühlungskristallisation, bei der der Zustand der Übersättigung durch gezieltes Kühlen erreicht wird. In seltenen Fällen wird die Übersättigung auch durch Verdampfen erzielt.

Als vorteilhaft erweist sich die Flexibilität der Batch-Fahrweise. Auf Änderungen im Rohmaterial kann schnell eingegangen werden, selbst unterschiedliche Produkte lassen sich häufig ohne große Änderungen an der Fahrweise des Rührwerks herstellen.

Um ein gutes Prozessergebnis zu erhalten, gilt es einige wichtige Punkte bei der Ausführung zu beachten.

Zunächst gilt es das Rührwerk optimal auszulegen. Hierbei sind neben der Rühraufgabe Suspendieren des Feststoffs auch der Wärmeübergang und generell eine homogene Durchmischung zu beachten. Bei empfindlichen Kristallen muss dies möglichst scherarm geschehen.

Auch der Behälter und seine Einbauten bieten Potential. Eine optimale Behältergeometrie und die Verwendung von geeigneten Einbauten können die Produktqualität entscheidend beeinflussen.

Nicht vernachlässigen sollte man die Fahrweise des Kristallers. Eine an das Produkt angepasste Kühlstrategie mit Kühlkurve und Haltepunkten kann ebenso wie das gezielt impfen von Starterkristallen zu einer einheitlicheren Korngrößenverteilung führen. Gerade die Vermeidung von Feinanteilen hat einen positiven Effekt auf nachfolgende Filtrierungs- und Trocknungsschritte.

Kontinuierlicher Betrieb

Kontinuierliche Kristallisationsapparate werden häufig mit einem Leitrohr, in dem das Rührorgan läuft, ausgestattet. Da der Rührwerkseinbau in den meisten Fällen von unten erfolgt und eine gerichtete, axiale Strömung gewünscht ist, spricht man bei dieser Anordnung auch von einer Unterflanschpumpe.

Kontinuierliche Verfahren sind vor allem bei großen Kapazitäten eines gleichförmigen Produktes im Einsatz. Das kann zum Beispiel ein Leitrohrkristaller im Bereich der Düngemittelproduktion sein. Hier kommt es neben einem hohen Durchsatz auch auf eine gleichbleibende Produktqualität und eine klassierende Abtrennung der Kristalle an.

Um die Effizienz maßgeblich zu steigern hat EKATO den Torusjet, ein 3-flügliger Leitrohrpropeller, in Verbindung mit speziellen Vorleitblechen, entwickelt. Durch die gesamthafte Betrachtung des Systems konnte die Effizienz, in diesem Fall das Verhältnis von gerichteter, axialer Strömung zur turbulenten Strömung signifikant erhöht werden. Dies hat zur Folge, dass bei gleicher Umwälzmenge weniger Energie benötigt wird. Dies schlägt sich einerseits direkt in den Beschaffungskosten aber auch in den Betriebskosten nieder. Als positiven Nebeneffekt soll an dieser Stelle auch die Kristallschonung genannt werden, da weniger Turbulenz auch weniger Kollision von Partikeln bedeutet.

Leitrohrapparate sind mechanisch stark belastet. Aus diesem Grund lohnt es sich das Leitrohr mit Einbauten und die Anbindung an den Behälter mittels Finite Elemente Analyse (FEA) und Schwingungsanalyse (Modalanalyse) gezielt zu überprüfen, um den störungsfreien Betrieb gewährleisten zu können.

Kontakte Weltweit Finden Sie Ihren Lokalen Ansprechpartner

Jetzt Suchen