PA270136

ś    m*** hyił*i i r<ji masowej * roztworu

t roztworu Jcu śsasególnyra pr^jpaflcfem krystalizacji. Mi oni mroki wachto* *m®w*»afc Jo wydnełtwia, ociyt2eacii i ftrtoewmia sutauncji organicznych i nieorganicznych, w przemy Ik •    5*»«ca)<s, eettkopcaiym, włókieairczym, (kmcwtycmym i spożywczym, górniczym, s także w

■eysjcania ścieków i regeneracji odpadów.

Doftucwana jest jako proces wydzielania substancji rozpuszczeń^ z przesyconej macierzystej fazy ciekłeś w postaci populacji kryształów, tworzących łażę rozproszoną w roztworze wyjściowym. Proces ta zachodzi w całej masie (objętości) roztworu. Krystalizacja masowa z roztworu jest procesem bardziej sełekrywnym oraz małej energochłonnym cii destylacja lub ekstrakcja.

Wydzielony prodnkf procesu krystalizacji masowej (kryształy) charakteryzuje się:

•    właściwościami fizycznymi i chemicznymi,

•    SHiieczyszczemunt

•    rozkładem rozmiarów,

•    pokrojem kryształów.

Proces krystalizacji to kokjr.o następujące po sobie etapy:

•    wytworzenie przesycenia,

•    zarodkowanie,

•    wzrost zarodka,

•    wzrost kryształów

Dobór parametrów procesu i urządzenia do jego realizacji jest jednym z trudniejszych zadań prejstawania nowoczesnych instalacji do krystalizacji masowej. Znaczna liczba rozwiązań konstrukcyjnych wymaga takiego rozwiązań, aby przy minimalnych nakładach i najkorzystniejszych wskaźnikach eksploaracyjoydi osiągnąć maksymalną zdolność produkcyjną oraz poządanąjakett produktu.

Przesycenie

Czynnikiem sprawczym (siłą napędową) procesu krystalizacji jest przesycenie. Jest ono etapem wstępnym procesu krystalizacji i warunkuje je termodynamiczna niestabilność roztworu macierzystego. Za pomocą przesycenia można regulować szybkość powstawania zarodków i szybkość wzrostu kryształów, a tym samym kontrolować wydajność krystalizatora i rozmiar liniowy kryształów.

Na dobór sposobu wytwarzania przesycenia mają wpływ:

•    cechy i wymogi procesu technologicznego,

•    czynniki energetyczne lub chłodnicze,

•    rodzaj dostępnych surowców,

•    przeznaczenie produktu,

• względy eksploatacyjne i ekonomiczne,

•    rozpuszczalność i zależność substancji od temperatury - czynnik decydujący.

Rysunek 3.2 przedstawia sposoby przesycenia roztworu przy pomiarach zarodkowania oraz obszary stężeniowe roztworu.

N<^łOcKr9<łor? 5iNi)?mxr)o i dl5m5aę7^j7)>    U}_ O tfZTl 1 Y JSjJJOł

d-

r„    t

Rys. 3.2. Obszary stężeniowe roztworu i sposób wyznaczania przesycenia.

Granice obszarów: A - obszar labilny, B - obszar stabilny, C - obszar metastabilny.

Z rysunku 3.2 wynika, źe pierwszy zarodek powstaje na granicy obszaru metastabilnego (C) i obszaru labilnego (A) (przesyconego). W obszarze labiinym zarodkowanie następuje samorzutnie (spontanicznie), z kolei w obszarze metastabilnym, kryształy mogą wzrastać w sprzyjających warunkach, spontaniczne zarodkowanie jest niemożliwe.

Faza stała może wydzielić się z roztworu tylko w roztworach przesyconych, czyli w takich, w których stężenie substancji rozpuszczonej jest znacznie większe w stosunku do równowagowego. Przesycenie Ac można wyrazić za pomocą wzoru:

Ac = (c—c,),

w którym rzeczywiste stężenie składnika w roztworze oznaczono c, a jego stężenie nasycenia w tych samych warunkach temperaturowych c„. Przesycenie Ac mierzy się najczęściej w gramach bezwodnej substancji rozpuszczonej na lOOg rozpuszczalnika. Stosunek stężenia rzeczywistego do stężenia nasycenia nazywany jest stopniem przesycenia P:

Roztwory przesycone są roztworami niestabilnymi, w przeciwieństwie do roztworów nienasyconych i nasyconych, które w ustalonych warunkach są nieograniczenie trwałe. Przy wzroście przesycenia w pewnym momencie ma miejsce przejście układu ze stanu nierównowagi w stan równowagi, charakteryzujące się spontanicznym wypadaniem zarodków krystalicznych. Takie przesycenie, w którym zachodzi spontaniczna krystalizacja, nazywane jest przesyceniem granicznym A&....

Przesycenie w aparatach do krystalizacji (krystałizatorach) wytwarza się na kilka sposobów, najważniejsze z nich to:

•    chłodzenie roztworu,

•    odparowanie rozpuszczalnika,

•    wysalanie,

•    reakcję chemiczną (strącanie),

•    kombinacja powyższych procesów.

f-J-