Cтраница 2
Решение этой проблемы на базе математического моделирования предполагает получение кинетических зависимостей, описывающих характер элементарных процессов на лабораторной установке, максимально соответствующей условиям промышленной кристаллизации, а именно: процесс ведется в присутствии твердой фазы, суспензия достаточно хорошо перемешивается. [16]
Существующие же виды оборудования для кристаллизации будут подробно описаны в гл. Проблемы промышленной кристаллизации не отпадают сразу же после того, как твердая фаза выпадает из раствора; многие технологи склонны утверждать, что после этого они только начинаются. Поэтому в данной главе будет дан краткий обзор по некоторым вопросам промывки кристаллов и слеживания ( caking) их при хранении. [17]
В случае монокристаллов предельная скорость роста определяется одним из трех факторов: 1) началом дефектного роста; 2) началом поликристаллического роста; 3) началом зародышеобразования в жидкой фазе. При росте кристаллов в промышленной кристаллизации третий фактор имеет, по-видимому, наибольшее значение. Скорость роста по большей части ограничена размножением кристаллов при столкновениях. Другими словами, скорость роста ограничена используемым пересыщением, а это пересыщение в свою очередь ограничено необходимостью снизить размножение кристаллов до приемлемого уровня, чтобы получать кристаллы не менее какого-то определенного размера. Уровень пересыщения достаточно низок для того, чтобы дефектный рост не играл такого большого значения, как в случае выращивания монокристаллов. [18]
Массовая кристаллизация широко используется в химической технологии: в производстве химических реактивов, минеральных солей, удобрений и др. Для повышения производительности технологических систем требуется, очевидно, высокая скорость каждой из стадий производственного процесса, в том числе и кристаллизации. В связи с этим термины промышленная кристаллизация и массовая кристаллизация можно рассматривать как синонимы, хотя, по-видимому, это не совсем точно: массовая кристаллизация может быть проведена и в лабораторных исследованиях в малых масштабах, в том числе и для чистых веществ. [19]
![]() |
Распределение концентрации кристаллизующегося вещества у поверхности кристалла. [20] |
Величина коэффициента ( Зкр с трудом находится экспериментально, так как для этого необходимо уметь измерять величину Сгр, а это возможно лишь косвенными методами ввиду малого размера кристалликов. Однако оценки показывают, что в промышленной кристаллизации, как правило, основным кинетическим сопротивлением является сопротивление наружному переносу компонента поперек пограничного слоя у поверхности кристалла, а сопротивлением собственно кристаллизации ( 1 / ркр) можно пренебречь. [21]
До сих пор в основном при промышленной кристаллизации вещество получают из водных растворов. [22]
Известны случаи, когда вещество, обычно выделяемое в виде хлопьев или игл, в других условиях может образовывать красивые призмы или кубы, обладающие значительно лучшими физическими свойствами с точки зрения хранения и применения продукта. Поэтому необходимо уделить серьезное внимание влиянию условий промышленной кристаллизации на форму получаемых кристаллов. [23]
![]() |
Влияние второго вещества яа коэффициент растворимости сахарозы ( а и сахарозы на коэффициент растворимости второго вещества ( б ( по Келли 23 ]. [24] |
IB качестве ( растворителя находит вода. Кроме того, вода доступна, дешева и ( беЗДредна, поэтому применяется в Промышленной кристаллизации органических соединений, где только возможно. [25]
Здесь следует также остановиться на отдельных теориях включения частиц в кристаллическую решетку. Хотя значение этих теорий практически важно главным образом для выращивания монокристаллов, однако они могут оказаться полезными и при решении некоторых вопросов промышленной кристаллизации. [26]
Поскольку детальное описание промышленного кристаллизационного оборудования разных типов было дано Бэмфортом [ Bamforth, 1965 ], мы ограничимся здесь попыткой систематической классификации методов и обсудим один или два других вопроса, в частности вопрос о размножении кристаллических зародышей в связи с промышленной кристаллизацией. Во многих промышленных процессах единственной целью является выделение твердой фазы из жидкости, безотносительно к размеру кристаллов. С другой стороны, имеются процессы, в которых важны размеры и форма кристаллов. [27]
Почти всегда при промышленной кристаллизации необходимо производить какое-либо изменение формы кристаллов, чтобы получить определенные типы кристаллов. Это осуществляется регулировкой скорости кристаллизации, например скорости охлаждения и испарения, степени пересыщения или температуры, при которой происходит кристаллизация, путем выбора правильного, растворителя, регулировкой рН раствора или преднамеренным добавлением какой-либо примеси, которая действует как модификатор формы кристаллов. Стоит также запомнить, что результаты лабораторных испытаний изменения формы не всегда могут оказаться пригодными для крупномасштабной промышленной кристаллизации. Однако испытания, проводимые на опытных заводах с партиями около 200 л, дают истинные сведения. [28]
Температура регулируется таким образом, что система поддерживается в метастабильном состоянии на протяжении всего процесса и скорость роста небольших затравочных кристаллов определяется только скоростью охлаждения. Этот метод кристаллизации обычно называют управляемой кристаллизацией. Многие процессы промышленной кристаллизации осуществляются этим методом. [29]