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Cristallisation

La cristallisation est une étape du processus dans une grande variété d’applications et d’industries, tels que les produits chimiques, la production d’IPA, la production alimentaire et la précipitation de minerais.

En fonction des exigences du processus, le procédé choisi pour former les cristaux est le refroidissement, l’évaporation ou la précipitation. Par conséquent, la variété de machines utilisées est grande.

Les cristalliseurs en boucle sont souvent appelés cristalliseurs à circulation forcée (FC) car la solution est forcée à s’écouler par une pompe alors que la cristallisation par couche est un processus statique.

Dans les services agités il existe deux principaux systèmes de mélange. On utilise soit un système ouvert à turbine hydroptère, soit un tube de circulation. EKATO fourni des solutions hautement efficaces qui ne s’arrête pas à la turbine en elle-même.

Exemple de produits de cristallisation : 

  • Potasse
  • Sucre
  • IPA


EKATO se réjouit de vous assister pendant l’ensemble du projet, de la première estimation à l’ingénierie détaillée, la production et l’opération. EKATO a non seulement une grande expérience dans la conception d’agitateurs, mais peut également apporter son expertise dans la conception des réservoirs et le savoir-faire technique. En outre, nous pouvons apporter des simulations CFD et des essais dans notre laboratoire ou sur place.

Opération en lot

Il est habituel de procéder à la cristallisation dans des unités en lot en utilisant une turbine hydroptère. En général, le refroidissement est la méthode utilisée pour obtenir une supersaturation en mode par lot. Dans de rares cas on peut également avoir recours à l’évaporation.

L’opération par lot est très flexible, c’est-à-dire que les changements de matière première peuvent être mis en place très simplement. Bien souvent il est même possible de traiter de multiples produits sans apporter de changement majeur à l’agitateur. En général, le seul paramètre à ajuster est la vitesse de l’arbre.

Pour obtenir un processus efficace et de haute qualité, certains paramètres importants doivent être pris en compte.

Tout d’abord, l’agitateur doit être conçu pour s’adapter au mieux au processus. En plus des tâches basiques de malaxage, de mélange et de suspension des solides, le transfert de chaleur est un paramètre important. Pour les cristaux sensibles au cisaillement, il faut choisir un système à faible cisaillement.

La conception du réservoir et de ses composants internes représente également un potentiel d’amélioration. La géométrie du réservoir ainsi que l’utilisation de composants internes optimisés peut influencer considérablement la qualité du produit.

Un mode adapté d’opération achève la conception. La stratégie de refroidissement avec des rampes de refroidissement et des points d’arrêt peut augmenter la taille des cristaux et réduire simultanément la répartition des tailles de particules. L’ensemencement avec des tailles de cristaux sélectionnées peut apporter d’autres améliorations. Une répartition étroite des tailles de particules avec une faible quantité de particules fines augmente le rendement et profite au filtrage vers le bas et les étapes de séchage.

Opération continue

Les cristalliseurs à opération continue sont souvent équipés d’un tube de circulation. C’est unités sont appelées cristalliseurs à tube de guidage à contrepales ou DTB. La turbine est située à l’intérieur du tube de circulation et applique un flux axial dirigé avec des turbulences minimisées.

Les avantages de l’opération continue concernent principalement les productions de grande capacité d’un seul produit. Par exemple, la potasse est souvent traitée dans un DTB. En plus d’un taux de flux élevé, il est nécessaire d’avoir une qualité de produit constante et une séparation graduée des cristaux. Les particules plus fines doivent rester dans le processus jusqu’à atteindre une certaine taille.

EKATO a développé le Torujet, un circulateur à tube de circulation trois pales afin d’augmenter considérablement l’efficacité. En observant l’intégralité du système, y compris la géométrie du tube de circulation et les aubes de redressement spécialement conçues, le rapport entre le flux axial et le flux turbulent peut être considérablement augmenté. Il faut donc moins d’énergie pour obtenir le taux de flux donné. Cela affecte à la fois les coûts d’investissement et d’opération. Un effet secondaire est la préservation des cristaux, dans la mesure où la diminution des turbulences signifie aussi moins de collisions et donc moins d’écaillage.

Pour assurer un fonctionnement sûr et durable, il est judicieux de contrôler les tensions par une analyse des éléments finis (AEF) et les fréquences par une analyse modale pendant la phase de conception lorsque les DTB sont exposés à des charges mécaniques et des vibrations élevées. 

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