EKATO

Cristallisation

Génération de particules bien contrôlées

Les services d’agitation comprennent deux principaux systèmes de mélange. Soit un système ouvert avec une turbine à hydrofoil ou un tube d’aspiration est utilisé. EKATO fournit des solutions à haut rendement, qui ne se limitent pas à la turbine elle-même.

La cristallisation est une étape de process utilisée pour une large gamme d’applications et d’industries: les produits chimiques, la production d’IPA, l’industrie agro-alimentaire et l’hydrométallurgie. En fonction des exigences, le procédé choisi pour former les cristaux est soit le refroidissement, l’évaporation ou la précipitation. Le choix des équipements est donc très vaste.

Les cristalliseurs en boucle sont souvent appelés cristalliseurs à circulation forcée (FC). La solution est en effet contrainte de s’écouler par une pompe, alors que la cristallisation par couche est quant à elle, un procédé statique. Au niveau de l’agitation, il existe deux principaux systèmes de mélange. On utilise soit un système ouvert à turbine hydroptère, soit un tube de circulation. EKATO propose pour la cristalliation des solutions hautement performantes qui ne se limitent pas à la turbine en elle-même.

Exemple de produits issus de la cristallisation

  • Potasse
  • Sucres
  • IPA

EKATO vous accompagne pendant toute la durée de votre projet: de la première estimation à l’ingénierie détaillée, la production et toutes les étapes de fonctionnement. Fort de son expérience dans la conception d’agitateurs, EKATO met également son expertise à disposition dans le design des cuves et le savoir-faire technique. Des simulations CFD ainsi que des esssais dans notre centre de recherche ou sur site peuvent être envisagées pendant le développement du projet.

Il est habituel de procéder à la cristallisation dans des unités par batchs en utilisant une turbine hydrofoil.
En règle générale la cristallisation s'effectue dans des unités par batch en utilisant une turbine hydroptère. Habituellement, le refroidissement est la méthode utilisée pour obtenir une supersaturation. Dans de rares cas on peut également avoir recours à l’évaporation. L’opération par batchs est très flexible: les changements de matières premières sont très simples. Bien souvent, il est même possible de traiter des produits divers sans apporter de changement majeur à l’agitateur, le seul paramètre à ajuster étant alors la vitesse de l’arbre. Pour obtenir un process efficace et de haute qualité, certains paramètres importants doivent être pris en compte: Tout d’abord, le design de l’agitateur doit s’adapter au mieux au process. Outre des tâches basiques d'agitation, de mélange et de suspension des solides, le transfert de chaleur est un paramètre primordial. Par ailleurs pour les cristaux sensibles au cisaillement, il faut choisir un système à faible cisaillement. On peut également jouer sur la conception de la cuve et de ses composants internes pour améliorer l'ensemble du système. La géométrie de la cuve ainsi que l’utilisation de composants internes optimisés peut influencer en effet considérablement la qualité du produit. Du mode opératoire choisi pour le cristalliseur dépend le design final : la stratégie du refroidissement par des rampes et des points d’arrêt ainsi que l'ensemencement ciblé des cristaux de départ peuvent conduire à une distribution granulométrique plus resserrée. Eviter les fines a un effet positif sur les étapes ultérieures de filtrage et de séchage.

Les cristalliseurs à opération continue sont souvent équipés d’un tube de circulation. Ces 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 monoproduit de grande capacité. Ainsi, le DTB est souvent utilisé pour le traitement de la potasse. Outre un taux de flux élevé, une qualité de produit constante et une séparation graduée des cristaux sont nécessaires. Les particules plus fines doivent rester dans le process jusqu’à atteindre une certaine taille.

EKATO a développé le Torujet, un circulateur à tube de circulation à 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 avantage supplémentaire 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, les tensions doivent être controlées 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.

Les appareils de cristallisation à fonctionnement continu sont souvent équipés d’un tube de circulation dans lequel tourne la turbine.

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