Um eine effektive Kristallisationsausrüstung zu entwickeln, müssen die Eigenschaften der Einspeisevorrichtungen verstanden und die notwendigen Berechnungen durchgeführt werden. Diese Berechnungen gewährleisten einen optimalen Betrieb, eine optimale Produktqualität und eine optimale Lebensdauer der Ausrüstung. Dieser Artikel beschreibt die wichtigsten Berechnungen, die für die Entwicklung von Kristallisationssystemen auf der Grundlage der Einspeiseeigenschaften erforderlich sind.

Futterkonzentration und Übersättigung

Die Bestimmung der Zulaufkonzentration ist der erste Schritt, sie beeinflusst den Übersättigungsgrad, der die Kristallbildung antreibt. Zur Berechnung des Übersättigungsverhältnisses wird die Löslichkeit bei Betriebstemperatur mit der Löslichkeit im Zulauf verglichen.

Das Übersättigungsverhältnis (S) ergibt sich aus:

S = C feed / C solubility

Berechnung der Kühl- oder Heizlast

Die Kristallisation erfordert oft eine Temperaturregelung, wobei die Berechnung der Wärmebelastung den Vorlaufstrom, die Temperaturdifferenz und die spezifische Wärmekapazität beinhaltet, wodurch eine ordnungsgemäße Gerätedimensionierung für Heizung oder Kühlung gewährleistet ist.

Die Wärmebelastung (Q) kann berechnet werden wie folgt:

Q = ṁ × C p × ΔT

Kristallisator Verweilzeit

Die Verweilzeit beeinflusst die Kristallgröße und Reinheit. Sie wird berechnet auf der Grundlage des Kristallvolumens und des Zulaufstroms. Die richtige Verweilzeit gewährleistet ein ausreichendes Kristallwachstum ohne Überwucherung.

Die Verweilzeit (t) wird wie folgt berechnet:

t = V / ṁ

Partikelgrößenverteilung

Die Vorhersage der Partikelgröße beinhaltet Keimbildung und Wachstumsraten, die von Übersättigung und Temperatur abhängen. Berechnungen helfen, Prozessparameter zu optimieren, um die gewünschten Kristallgrößen zu erreichen.

Das Verständnis dieser Berechnungen ermöglicht es Ingenieuren, effiziente Kristallisationsanlagen zu entwerfen, die auf spezifische Zufuhreigenschaften und die gewünschte Produktqualität zugeschnitten sind.