Uvećanje šaržnog kristalizatora Sander, A; Gelemanovia, A; Hrkovac, M ...
Kemija u industriji,
07/2009, Volume:
58, Issue:
7-8
Paper
Open access
U svrhu pronalaženja odgovarajućeg pravila uvećanja, provedena su mjerenja u tri geometrijski slična kristalizatora Rushtonovih dimenzija različitih veličina, u laboratorijskom mjerilu. Za miješanje ...je upotrijebljeno miješalo s četiri lopatice nagnute pod kutem od 45°. Mjerenja su provedena pri različitim hidrodinamičkim uvjetima, odnosno različitim brzinama vrtnje miješala. Za kriterij usporedbe primijenjene su granulometrijske karakteristike (oblik i raspodjela veličina) dobivenih kristala. Provedena je šaržna kristalizacija hlađenjem vodene otopine kalijeva klorida. Kalijev klorid je odabran radi izuzetne osjetljivosti na radne uvjete. Naime i oblik i raspodjela veličina kristala jako se mijenjaju s promjenom radnih uvjeta. Poboljšanjem hidrodinamičkih uvjeta u kristalizatoru dobivaju se kristali pravilnijeg oblika. Ispitana je primjenljivost različitih pravila uvećanja, koja se primjenjuju kod uređaja za miješanje suspenzija. S obzirom da hidrodinamički uvjeti u kristalizatoru u velikoj mjeri utječu na kvalitetu dobivenog produkta (oblik, veličina i granulometrijski sastav kristala), uz geometrijsku sličnost nije moguće zadovoljiti niti jedan istraživan kriterij uvećanja. Na temelju metodologije koja se primjenjuje za uvećanje kada se mjerenja mogu provesti u tri ili više uređaja, određen je kriterij uvećanja šaržnog kristalizatora za kristalizaciju kalijeva klorida hlađenjem iz vodene otopine.
Svrha rada je odrediti kako promjena kinematičkih uvjeta (intenzitet hlađenja i vrsta miješala) utječe na operaciju kristalizacije hlađenjem vodene otopine kalijeva sulfata, K2SO4 te granulometrijska ...svojstva nastalih kristala. Eksperimenti su provedeni u posudi Rushtonovih dimenzija, pri brzini vrtnje miješala od ns = 700 min -1. Utjecaj hidrodinamičkih uvjeta na operaciju kristalizacije istražen je upotrebom dva tipa miješala: turbinsko miješalo s četiri ravne lopatice nagnute pod kutom od 45° koje izaziva miješanje u aksijalnom smjeru te turbinsko miješalo sa šest ravnih lopatica koje uzrokuje radijalni tok fluida. Kako promjena brzine hlađenja utječe na operaciju kristalizacije i nastali produkt, ispitano je primjenom četiri linearne brzine temperaturnih promjena u intervalu od ϑ = 8 do 20 °C h-1. Nakon provedenih mjerenja uspoređeni su dobiveni rezultati te je analiziran utjecaj provedbe procesa na: proces nukleacije, brzinu postizanja prezasićenosti, maksimalni stupanj prezasićenosti, promjer i raspodjelu veličina nastalih kristala. Ustanovljeno je da miješalo koje uzrokuje radijalni tok u kristalizatoru nepovoljno utječe na proces nukleacije, zbog čega se širina metastabilne zone povećava. Do nukleacije dolazi na nižoj temperaturi i relativno visokoj prezasićenosti, a takvi uvjeti pogoduju stvaranju velikog broja nukleusa te pomaknutom raspodjelom veličina kristala u finija područja. Također se može zaključiti da je prosječna veličina nastalih kristala veća kod manjih brzina hlađenja prilikom provođenja pokusa s oba tipa miješala.
