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結晶化

結晶化は、化学品、API生産、食品製造、鉱石の沈降などの、幅広い応用および業界におけるプロセス段階です。

プロセス要件により、冷却、蒸発または沈殿を選択して結晶を形成します。したがって、適用される機械のバリエーションは多様です。

ループ結晶化装置は強制的循環 (FC) 結晶化装置と呼ばれることが多く、これは、層の結晶化が静的プロセスである間に溶液がポンプによって強制的に流れるためです。

かくはんサービスには、主要混合システムが2つあります。水中翼インペラまたはドラフトチューブ付きのオープンシステムのいずれかを活用します。EKATOは、インペラ自体に留まらない高効率なソリューションを提供しております。

結晶化生成物の例: 

  • 炭酸カリウム
  • 砂糖
  • API

EKATOは、最初の見積もりから詳細なエンジニアリング、製造、および運転まで、プロジェクトを通してお客様をサポートいたします。EKATOは、かくはん機設計における豊富な経験ばかりでなく、容器設計の専門知識やプロセスノウハウを駆使してサポート可能です。さらには当社ラボラトリおよび現場での、CFDシミュレーションやトライアルによるサポートもご用意しております。

バッチ作業

水中翼インペラを使用してバッチ単位で結晶化を行うのが一般的です。概して冷却は、バッチモードで過飽和を達成する方法です。まれなケースでは、蒸発も利用されます。

バッチ作業は非常に柔軟性があり、すなわち、原料の変更を容易に受け入れることができます。かくはん機を大幅に変更することなく、複数の生成物であっても処理することができます。通常、調整すべき唯一のパラメータは、シャフト速度です。

効率的かつ高品質のプロセスを達成するためには、観察すべきいくつかの重要なパラメータがあります。

第一に、かくはん機をプロセスに最適な設計にする必要があります。固体を混合・懸濁する基本的な混合作業の他、熱伝達は重要なパラメータです。せん断の影響を受けやすい結晶の場合は、低せん断のシステムを選択する必要があります。

容器およびその内部の設計には、さらなる改善の余地があります。容器形状に加え、容器内部を最適に使用することが生成物の品質に大きな影響を与える場合があります。

適合された運転モードにより、設計が最終決定されます。冷却ランプおよびホールドポイントを用いた冷却戦略は、結晶の粒度を高め、同時に粒度分布を狭めることができます。選択した結晶粒度でシードすることにより、さらなる改善が得られます。微量の微粉を含む狭い粒度分布は、収率を増加させ、ダウンストリームのろ過および乾燥工程に有益です。

連続作業

連続作業される結晶化装置には、多くの場合、ドラフトチューブが装備されています。これらの装置は、ドラフトチューブバッフル型結晶化装置またはDTBと呼ばれます。インペラはドラフトチューブの内側に配置され、最小限の乱流で有向される軸流を適用します。

連続運転の利点は、主に単一生成物の大容量生産能力にあります。例えば、炭酸カリウムはDTBで処理されることが一般的です。高い流速の他に、一定の生成物品質および結晶の段階的な分離が必要です。より小さな粒子は、一定の粒度に達するまでプロセス内に残すべきです。

EKATOは、効率を大幅に向上させるために、3ブレードのドラフトチューブサー循環器であるTorusjetを開発しました。ドラフトチューブの形状および特別に設計された整流ベーンを含め、システム全体を観察することにより、軸流と乱流の比率をかなり増加させることができます。したがって、任意の流量達成のために必要なエネルギーは減少します。これは投資コストと運転コストの両方に影響します。副作用として、乱流が少ないほど衝突が少なくひび割れも少ないので、結晶は保存されます。

安全で長期的な運転を確保するため、設計段階で有限要素解析 (FEA) により応力およびモーダル解析により周波数を確認することには価値があります。なぜならDTBは、高い機械的負荷および振動にさらされているからです。 

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