Kristalisering

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
Jump to navigation Jump to search

Kristalisasie is die (natuurlike of kunsmatige) proses waardeur 'n vaste stof gevorm word, waar die atome of molekules hoogs georganiseer is in 'n kristalstruktuur. Sommige van die maniere waarop kristalle vorm is ontketening van 'n oplossing, vries, of meer selde afsetting direk vanaf 'n gas. Eienskappe van die resulterende kristal hang grootliks af van faktore soos temperatuur, lugdruk, en in die geval van vloeibare kristalle, tyd van verdamping van vloeistof.

Kristallisasie vind in twee hoofstappe plaas. Die eerste is kernvorming, die voorkoms van 'n kristallyne fase van óf 'n supergekoelde vloeistof óf 'n oorversadigde oplosmiddel. Die tweede stap staan bekend as kristalgroei, wat die toename in deeltjiesgrootte is en lei tot 'n kristaltoestand. 'n Belangrike kenmerk van hierdie stap is dat los deeltjies lae op die oppervlak van die kristal vorm en hulself oopmaak in oop teenstrydighede soos porieë, krake, ensovoorts.

Die meerderheid minerale en organiese molekules kristaliseer maklik en die gevolglike kristalle is oor die algemeen van goeie gehalte, dit wil sê sonder sigbare defekte. Groot biochemiese deeltjies, soos proteïene, is egter moeilik om te kristalliseer. Die gemak waarmee molekules sterk kristalliseer, hang af van die intensiteit van die atoomkragte (in die geval van minerale stowwe), intermolekulêre kragte (organiese en biochemiese stowwe) of intramolekulêre kragte (biochemiese stowwe).

Kristallisasie is ook 'n chemiese skeidingstegniek vir vaste-vloeistof, waarin massa-oordrag van 'n opgeloste stof vanaf die vloeistofoplossing na 'n suiwer, vaste kristallyne fase plaasvind. In chemiese ingenieurswese vind kristallisasie plaas in 'n kristallisator. Kristallisasie hou dus verband met neerslag, hoewel die resultaat nie amorf of ongestoord is nie, maar 'n kristal.

Proses[wysig | wysig bron]

Tydsverloop van die groei van 'n sitroensuurkristal. Die video beslaan 'n oppervlakte van 2,0 by 1,5 mm en is oor 7,2 minute opgeneem.

Die kristallisasieproses bestaan uit twee belangrike gebeurtenisse, kernvorming en kristalgroei, wat deur termodinamiese eienskappe sowel as chemiese eienskappe gedryf word. In kristallisasie is kernkrag die stap waar die opgeloste molekules of atome wat in die oplosmiddel versprei is, op mikroskopiese skaal (in verhoogde konsentrasie van opgeloste stowwe in 'n klein streek) in trosse begin versamel, wat onder die huidige werkstoestande stabiel word. Hierdie stabiele groepe vorm die kerne. Daarom moet die trosse 'n kritieke grootte bereik om stabiele kerne te word. So 'n kritieke grootte word bepaal deur baie verskillende faktore (temperatuur, oorversadiging, ens.) Die atome of molekules is op die stadium van kernvorming op 'n gedefinieerde en periodieke manier gerangskik wat die kristalstruktuur definieer. Let daarop dat 'kristalstruktuur' 'n spesiale term is wat verwys na die relatiewe rangskikking van die atome of molekules, nie die makroskopiese eienskappe van die kristal (grootte en vorm), hoewel dit die resultaat is van die interne kristalstruktuur.

Die kristalgroei is die daaropvolgende toename in grootte van die kerne wat daarin slaag om die kritieke groeperingsgrootte te bereik. Kristalgroei is 'n dinamiese proses wat in ewewig plaasvind waar opgeloste molekules of atome uit die oplossing neerslag vind en oplos in oplossing. Oorversadigheid is een van die dryfkragte van kristallisasie, aangesien die oplosbaarheid van 'n spesie 'n ewewigsproses is, gekwantifiseer deur Ksp. Afhangend van die toestande, kan die kern of die groei oorheersend wees teenoor die ander, wat die kristalgrootte bepaal.

Baie verbindings het die vermoë om te kristalliseer met sommige met verskillende kristalstrukture, 'n verskynsel wat polimorfisme genoem word. Sekere polimorfe kan metastabiel wees, wat beteken dat, hoewel dit nie in termodinamiese ewewig is nie, dit kineties stabiel is en 'n mate van energie benodig om 'n transformasie na die ewewigfase te bewerkstellig. Elke polimorf is in werklikheid 'n verskillende termodinamiese vaste toestand en kristal-polimorfe van dieselfde verbinding het verskillende fisiese eienskappe, soos die oplosingsnelheid, vorm (hoeke tussen fasette en fasetgroeitempo), smeltpunt, ens. Om hierdie rede is polimorfisme van groot belang in die industriële vervaardiging van kristallyne produkte. Daarbenewens kan kristalfases soms deur verskillende faktore soos temperatuur, soos in die transformasie van anatase na rutielfases van titaniumdioksied, omgeskakel word.

In die natuur[wysig | wysig bron]

Sneeuvlokkies is 'n baie bekende voorbeeld, waar subtiele verskille in kristalgroeitoestande verskillende geometrieë tot gevolg het.
Gekristalliseerde heuning

Daar is baie voorbeelde van natuurlike prosesse wat kristallisasie behels.

Voorbeelde van geologiese tydskaalproses sluit in:

Voorbeelde van menslike tydskaalproses sluit in:

Metodes[wysig | wysig bron]

Kristalvorming kan in twee soorte verdeel word, waar die eerste tipe kristalle bestaan uit 'n katioon en anioon, ook bekend as 'n sout, soos natriumasetaat. Die tweede tipe kristalle bestaan uit onaangedrewe spesies, byvoorbeeld mentol.[1]

Kristalvorming kan op verskillende maniere bewerkstellig word, soos: afkoeling, verdamping, byvoeging van 'n tweede oplosmiddel om die oplosbaarheid van die opgeloste stof (tegniek bekend as antisolvent), oplosmiddel op lae, sublimasie, die katioon of anioon te verander, sowel as ander metodes.

Die vorming van 'n oorversadigde oplossing waarborg nie kristalvorming nie, en 'n saadkristal of krabbel van die glas is dikwels nodig om kernvormingsplekke te vorm.

'n Tipiese laboratoriumtegniek vir kristalvorming is om die vastestof op te los in 'n oplossing waarin dit gedeeltelik oplosbaar is, meestal by hoë temperature om oorversadiging te verkry. Die warm mengsel word dan gefiltreer om onoplosbare onsuiwerhede te verwyder. Laat die filtraat stadig afkoel. Kristalle wat vorm word dan gefiltreer en gewas met 'n oplosmiddel waarin dit nie oplosbaar is nie, maar met die moeder drank mengbaar is. Die proses word dan herhaal om die suiwerheid te verhoog met 'n tegniek bekend as herkristallisasie.

Vir biologiese molekules waarin die oplosmiddelkanale steeds aanwesig is om die driedimensionele struktuur ongeskonde te hou, was mikro-groep[2]kristallisasie onder olie- en dampdiffusie [3] metodes die algemene metodes.

Tipiese toerusting[wysig | wysig bron]

Toerusting vir die belangrikste industriële prosesse vir kristallisasie.

  1. Tenk kristalliseerders. Tenk kristallisasie is 'n ou metode wat nog steeds in sommige gespesialiseerde gevalle gebruik word. Versadigde oplossings, in die tenk kristallisasie, word toegelaat om in oop tenks af te koel. Na 'n periode word die moeder drank gedreineer en die kristalle verwyder. Kernkrag en die grootte van kristalle is moeilik om te beheer. Normaalweg is arbeidskoste baie hoog.  

Termodinamiese uitsig[wysig | wysig bron]

SEM- vergrotingsreeks vir lae temperatuur vir 'n sneeukristal. Die kristalle word vasgevang, opgeberg en met platinum bedek met 'n strooi vir kriptemperature vir beelding.

Dit lyk asof die kristallisasieproses die tweede beginsel van termodinamika oortree. Terwyl die meeste prosesse wat meer ordelike resultate lewer, verkry word deur hitte toe te pas, vorm kristalle gewoonlik by laer temperature — veral deur superafkoeling. Weens die vrystelling van die smeltwarmte tydens kristallisasie neem die entropie van die heelal toe, en hierdie beginsel bly dus onveranderd.

Wanneer die molekules binne 'n suiwer, perfekte kristal verhit word deur 'n eksterne bron, sal dit vloeibaar word. Dit vind plaas by 'n skerp gedefinieerde temperatuur (anders vir elke kristal tipe). Terwyl dit likwideer, val die ingewikkelde argitektuur van die kristal in duie. Smelting vind plaas omdat die entropie (S) toename in die stelsel deur ruimtelike ewekansigheid van die molekules die entalpie (H) verlies te bowe gekom het as gevolg van die breek van die kristaldrukkragte:

Wat die kristalle betref, is daar geen uitsonderings op hierdie reël nie. Net so, as die gesmelte kristal afgekoel word, sal die molekules na hul kristalvorm terugkeer sodra die temperatuur verby die draaipunt val. Dit is omdat die termiese ewekansigheid van die omgewing die verlies aan entropie kompenseer as gevolg van die herorganisering van molekules in die stelsel. Sulke vloeistowwe wat kristal wanneer dit verkoel, is die uitsondering eerder as die reël.

Die aard van 'n kristallisasieproses word beheer deur termodinamiese en kinetiese faktore, wat dit baie veranderlik en moeilik beheerbaar kan maak. Faktore soos onsuiwerheidsvlak, mengregime, vaartuigontwerp en verkoelingsprofiel kan 'n groot impak hê op die grootte, aantal en vorm van geproduseerde kristalle.

Dinamika[wysig | wysig bron]

Soos hierbo genoem, word 'n kristal gevorm volgens 'n goed gedefinieerde patroon, of struktuur, gedikteer deur kragte wat op molekulêre vlak inwerk. Gevolglik is die kristal tydens die vormingsproses in 'n omgewing waar die opgeloste konsentrasie 'n sekere kritieke waarde bereik voordat dit van status verander word. Vaste vorming, onmoontlik onder die oplosbaarheidsdrempel by die gegewe temperatuur- en drukomstandighede, kan dan plaasvind teen 'n hoër konsentrasie as die teoretiese oplosbaarheidsvlak. Die verskil tussen die werklike waarde van die opgeloste konsentrasie by die kristalisasiegrens en die teoretiese (statiese) oplosbaarheidsdrempel, word oorversadiging genoem en is 'n fundamentele faktor in kristallisasie.

Kernvorming[wysig | wysig bron]

Kern is die inisiëring van 'n faseverandering in 'n klein gebied, soos die vorming van 'n soliede kristal uit 'n vloeibare oplossing. Dit is 'n gevolg van vinnige plaaslike skommelinge op molekulêre skaal in 'n homogene fase wat in 'n metastabiele ewewig is. Totale kernvorming is die somtotaal van twee kategorieë van kernvorming: primêr en sekondêr.

Primêre kernvorming[wysig | wysig bron]

Primêre kernvorming is die aanvanklike vorming van 'n kristal waar geen ander kristalle teenwoordig is nie, of as hulle kristalle in die stelsel teenwoordig is, dit geen invloed op die proses het nie. Dit kan in twee toestande voorkom. Die eerste is homogene kernvorming, wat kernvorming is wat nie op enige manier deur vaste stowwe beïnvloed word nie. Hierdie vaste stowwe bevat die mure van die kristalisatievat en deeltjies van enige vreemde stof. Die tweede kategorie is dus heterogene kernvorming. Dit kom voor wanneer vaste deeltjies van vreemde stowwe 'n toename in die tempo van kernkrag veroorsaak wat andersins nie gesien sou word sonder die bestaan van hierdie vreemde deeltjies nie. Homogene kernvorming kom selde in die praktyk voor as gevolg van die hoë energie wat nodig is om met kernvorming te begin sonder 'n soliede oppervlak om die kernkatalisasie te kataliseer.

Primêre kernvorming (beide homogeen en heterogeen) is gemodelleer met die volgende: [4]

waar

B is die aantal kerne wat gevorm word per volume eenheid per tydseenheid,
N is die aantal kerne per volume-eenheid,
kn is 'n konstante tempo,
c is die oombliklike konsentrasie van opgeloste stowwe,
c * is die opgeloste konsentrasie by versadiging,
( c - c * ) staan ook bekend as oorversadiging,
n is 'n empiriese eksponent wat tot 10 kan wees, maar oor die algemeen tussen 3 en 4 strek.

Sekondêre kernvorming[wysig | wysig bron]

Sekondêre kernvorming is die vorming van kerne wat toegeskryf kan word aan die invloed van die bestaande mikroskopiese kristalle in die magma. [5] Eenvoudig gestel, sekondêre kernvorming is wanneer kristalgroei begin word met kontak van ander bestaande kristalle of "sade". [6] Die eerste soort bekende sekondêre kristallisasie kan toegeskryf word aan vloeistofskuif, die ander as gevolg van botsings tussen reeds bestaande kristalle met óf 'n soliede oppervlak van die kristallisator óf met ander kristalle self. Kernvorming van vloeistof-skuif vind plaas wanneer vloeistof met 'n hoë snelheid oor 'n kristal beweeg en sodoende kerne wegvee wat andersins in 'n kristal opgeneem sou word, waardeur die weggeveegde kerne nuwe kristalle word. Daar is gevind dat kontakkern die doeltreffendste en mees algemene metode is om kern te vorm. Die voordele sluit die volgende in:

  • Lae kinetiese orde en tempo-proporsioneel tot oortollige versadiging, wat maklike beheer moontlik maak sonder onstabiele werking.
  • Kom voor by lae oorversadiging, waar die groeitempo optimaal is vir goeie gehalte.
  • Lae noodsaaklike energie waarmee kristalle tref, vermy die breek van bestaande kristalle in nuwe kristalle.
  • Die kwantitatiewe basis is reeds geïsoleer en word in die praktyk opgeneem.

Die volgende model, hoewel ietwat vereenvoudig, word dikwels gebruik om sekondêre kernvorming te modelleer: [4]

waar

k 1 is 'n konstante tempo,
M T is die veerdigtheid,
j is 'n empiriese eksponent wat tot 1,5 kan wissel, maar oor die algemeen 1 is,
b is 'n empiriese eksponent wat tot 5 kan wissel, maar oor die algemeen 2 is.
Kristalgroei

Groei[wysig | wysig bron]

Sodra die eerste klein kristal, die kern, gevorm word, dien dit as 'n konvergensiepunt (indien onstabiel as gevolg van oortollige versadiging) vir molekules wat die kristal aanraak - of aangrensend aan dit - sodat dit sy eie dimensie in opeenvolgende lae verhoog. Die groeipatroon lyk soos die ui se ringe, soos op die foto getoon, waar elke kleur dieselfde massa opgeloste stof aandui; hierdie massa skep toenemend dun lae as gevolg van die toenemende oppervlakte van die groeiende kristal. Die oorversadigde opgeloste massa wat die oorspronklike kern in 'n tydseenheid kan opneem, word die groeitempo uitgedruk in kg/(m2*u) genoem, en is 'n konstante spesifieke aspek vir die proses. Groeikoers beïnvloed word deur verskeie fisiese faktore, soos oppervlakspanning van oplossing, druk, temperatuur, relatiewe kristal snelheid in die oplossing, Reynoldsgetal, en dies meer.

Die belangrikste waardes om te beheer is dus:

  • Oorversadigingswaarde, as 'n indeks van die hoeveelheid opgeloste stof vir die groei van die kristal;
  • Totale kristaloppervlak in eenheidsvloeistofmassa, as 'n indeks van die vermoë van die opgeloste stof om op die kristal vas te maak;
  • Retensietyd, as 'n indeks van die waarskynlikheid dat 'n opgeloste molekule in kontak met 'n bestaande kristal kan kom;
  • Vloeipatroon, weer eens as 'n indeks van die waarskynlikheid dat 'n opgeloste molekule in kontak met 'n bestaande kristal kan kom (hoër in laminêre vloei, laer in turbulente vloei, maar die omgekeerde geld vir die waarskynlikheid van kontak).

Die eerste waarde is 'n gevolg van die fisiese eienskappe van die oplossing, terwyl die ander 'n verskil tussen 'n goed- en swak ontwerpte kristallisator definieer.

Grootte verspreiding[wysig | wysig bron]

Die voorkoms en grootte van 'n kristallyne produk is uiters belangrik in kristallisasie. As verdere verwerking van die kristalle verlang word, is groot kristalle met eenvormige grootte belangrik vir was, filter, vervoer en opberging, omdat groot kristalle makliker uit 'n oplossing kan filter as klein kristalle. Groter kristalle het ook 'n kleiner verhouding tussen oppervlakte en volume, wat lei tot 'n hoër suiwerheid. Hierdie hoër suiwerheid is te wyte aan minder behoud van moederlike drank wat onsuiwerhede bevat, en 'n kleiner verlies aan opbrengs wanneer die kristalle gewas word om die moederlike drank te verwyder. In spesiale gevalle, byvoorbeeld tydens die vervaardiging van medisyne in die farmaseutiese industrie, word klein kristalgroottes dikwels verkies om geneesmiddeloplossing en biobeskikbaarheid te verbeter. Die teoretiese kristalgrootte verdeling kan geskat word as 'n funksie van werkstoestande met 'n taamlik ingewikkelde wiskundige proses genaamd populasiebalansteorie (met behulp van populasiebalans vergelykings ).

Hoofkristallisasieprosesse[wysig | wysig bron]

Kristalizacija.jpg

Van die belangrikste faktore wat oplosbaarheid beïnvloed, is:

  • Konsentrasie
  • Temperatuur
  • Oplosmiddel mengsel samestelling
  • Polariteit
  • Ioniese krag

Dus kan 'n mens twee hooffamilies van kristallisasieprosesse identifiseer:

  • Afkristallisasie
  • Verdampende kristallisasie

Hierdie verdeling is nie baie duidelik nie, want daar bestaan hibriede stelsels, waar afkoeling deur verdamping gedoen word, en terselfdertyd 'n konsentrasie van die oplossing verkry.

Die kristalisasieproses waarna in chemiese ingenieurswese verwys word, is die fraksionele kristallisasie. Dit is nie 'n ander proses nie, eerder 'n spesiale toepassing van een (of albei) van bogenoemde.

Afkristallisasie[wysig | wysig bron]

Aansoek[wysig | wysig bron]

Die meeste chemiese verbindings, opgelos in die meeste oplosmiddels, toon die sogenaamde direkte oplosbaarheid, dit wil sê dat die oplosbaarheidsdrempel met temperatuur toeneem.

Oplosbaarheid van die stelsel Na2SO4 - H2O

Dus, wanneer die toestande gunstig is, is kristalvorming die gevolg van die afkoeling van die oplossing. Hier is afkoeling 'n relatiewe term: austenietkristalle in 'n staalvorm ver bo 1000 ° C. 'n Voorbeeld van hierdie kristallisasieproses is die produksie van Glauber sout, 'n kristallyne vorm van natriumsulfaat . In die diagram, waar ewewigstemperatuur op die x-as is en die ewewigskonsentrasie (as massa-persentasie opgeloste stof in versadigde oplossing) in die y-as, is dit duidelik dat die oplosbaarheid van sulfaat vinnig onder 32,5°C daal. Aanvaar 'n versadigde oplossing op 30°C, deur dit tot 0°C te verkoel (let op dat dit moontlik is danksy die vriespunt-afdruk), die neerslag van 'n massa sulfaat vind plaas, ooreenstem met die verandering in oplosbaarheid van 29% (ewewigwaarde op 30°C) tot ongeveer 4,5% (by 0°C) - eintlik word 'n groter kristalmassa neergesit, aangesien sulfaat hidrasiewater binnedring, en dit het die newe-effek dat dit die finale konsentrasie verhoog.

Daar is beperkings in die gebruik van verkoelingskristallisasie:

  • Baie opgeloste stowwe presipiteer in hidraatvorm by lae temperature: in die vorige voorbeeld is dit aanvaarbaar en selfs bruikbaar, maar dit kan nadelig wees as die massa water van hidrasie om 'n stabiele hidraatkristallisasie te bereik, meer is as die beskikbare water: 'n enkele blok hidraatoplossing word gevorm - dit kom voor in die geval van kalsiumchloried);
  • Maksimum oorversadiging sal op die koudste punte plaasvind. Dit kan die hittewisselaarbuise wees wat sensitief is vir skaal, en hitte-uitwisseling kan grootliks verminder of gestaak word;
  • 'n Afname in temperatuur impliseer gewoonlik 'n toename in die viskositeit van 'n oplossing. 'n Te hoë viskositeit kan hidrouliese probleme oplewer, en die aldus gevormde laminêre vloei kan die kristallisasiedinamika beïnvloed.
  • Dit is nie van toepassing op verbindings met omgekeerde oplosbaarheid nie, 'n term om aan te dui dat oplosbaarheid toeneem met temperatuurvermindering ('n voorbeeld kom voor met natriumsulfaat waar oplosbaarheid bo 32,5°C omgekeer word).

Verkoelende kristaliseerders[wysig | wysig bron]

Vertikale verkoeling kristalisator in 'n beetsuiker fabriek

Die eenvoudigste koelkristallisators is tenks met 'n menger vir interne sirkulasie, waar temperatuurvermindering verkry word deur hitte-uitwisseling met 'n tussenvloeistof wat in 'n baadjie sirkuleer. Hierdie eenvoudige masjiene word gebruik in bondelprosesse, soos in die verwerking van farmaseutiese produkte, en is geneig tot skaal. Bondelprosesse lewer gewoonlik 'n betreklike veranderlike kwaliteit van die produk saam met die groep.

Die Swenson-Walker crystallizer is 'n model, spesifiek verwek is deur Swenson Co rondom 1920, met 'n semi-silindriese horisontale hol trog waarin 'n hol skroef vervoerbande of hol skyfies, waarin 'n koel vloeistof sirkuleer, duik tydens rotasie op 'n lengte-as. Die koelvloeistof word soms ook in 'n baadjie om die trog gesirkuleer. Kristalle presipiteer op die koue oppervlaktes van die skroef / skyf, waarvandaan dit deur skrapers verwyder word en gaan op die bodem van die trog sit. As die skroef voorsien word, druk die mis in die rigting van 'n afvoerpoort.

'n Algemene praktyk is om die oplossings te koel deur flits verdamping: wanneer 'n vloeistof op 'n gegewe T0 temperatuur oorgedra in 'n kamer by 'n druk P1 sodanig dat die vloeistof volop temperatuur T1 by P1 laer is as T0, die vloeistof sal hitte vrylaat volgens die temperatuurverskil en 'n hoeveelheid oplosmiddel, waarvan die totale latente verdampingshitte gelyk is aan die verskil in entalpie. In eenvoudige woorde word die vloeistof afgekoel deur 'n deel daarvan te verdamp.

In die suikerbedryf word vertikale koelkristallisators gebruik om die melasse in die laaste kristallisasiestadium stroomaf van vakuumpanne voor die sentrifugering uit te put. Die massa-orgaan beland die kristaliseerders aan die bokant, en koelwater word deur die pype in teenvloei gepomp.

Verdampende kristallisasie[wysig | wysig bron]

'n Ander opsie is om die neerslag van die kristalle by 'n ongeveer konstante temperatuur te verkry deur die opgeloste konsentrasie bo die oplosbaarheidsdrempel te verhoog. Om dit te bewerkstellig, word die massa-verhouding van oplosmiddel / oplosmiddel verhoog met behulp van die verdampingstegniek. Hierdie proses is ongevoelig vir verandering in temperatuur (solank die hidrasie-toestand onveranderd bly).

Alle oorwegings rakende die beheer van kristalisasieparameters is dieselfde as vir die verkoelingmodelle.

Verdampende kristalliseerders[wysig | wysig bron]

Die meeste industriële kristallisators is van die verdampingsoort, soos die baie groot natriumchloried- en sukroseenhede, waarvan die produksie meer as 50% van die totale wêreldproduksie van kristalle uitmaak. Die algemeenste tipe is die geforseerde sirkulasie (FC) model. A pomp toestel ('n pomp of 'n aksiale vloei menger ) hou die kristal mis in homogene suspensie dwarsdeur die tenk, insluitend die uitruil oppervlaktes; deur die pompvloei te reguleer, word beheer van die kontaktyd van die kristalmassa met die oorversadigde oplossing verkry, tesame met redelike snelhede by die uitruilvlakke.

DTB kristallisator[wysig | wysig bron]

DTB kristaliseerder
Skematies van DTB

Ongeag die vorm van die kristallisator, om 'n effektiewe prosesbeheer te bewerkstellig, is dit belangrik om die retensietyd en die kristalmassa te beheer, om die optimale toestande te verkry ten opsigte van kristalspesifieke oppervlak en die vinnigste groei. Dit word bewerkstellig deur 'n skeiding - om dit eenvoudig te stel - van die kristalle uit die vloeistofmassa, om die twee strome op 'n ander manier te bestuur. Die praktiese manier is om 'n gravitasie- neerslag uit te voer om sodoende die (amper) duidelike vloeistof te kan onttrek (en moontlik afsonderlik te kan herwin), terwyl die massavloei rondom die kristallisator bestuur word om 'n ander presiese misdigtheid elders te verkry. 'n Tipiese voorbeeld is die DTB (Draft Tube and Baffle) kristallisator, 'n idee van Richard Chisum Bennett ('n Swenson-ingenieur en later president van Swenson) aan die einde van die vyftigerjare. Die DTB-kristallisator het 'n interne sirkulator, tipies 'n aksiale stroommenger - geel - wat opwaarts in 'n trekbuis gedruk word, terwyl daar buite die kristallisator 'n neerslaggebied in 'n ring is; daarin beweeg die uitlaatoplossing met 'n baie lae snelheid opwaarts, sodat groot kristalle neersit - en terugkeer na die hoofsirkulasie - terwyl slegs die boetes, onder 'n gegewe korrelgrootte, onttrek en uiteindelik vernietig word deur die temperatuur te verhoog of te verlaag en sodoende bykomende oorversadiging. 'n Kwasi-perfekte beheer van alle parameters word bewerkstellig, aangesien DTF-kristalliseerders uitstekende beheer oor kristalgrootte en - eienskappe bied. Hierdie kristallisator, en die afgeleide modelle (Krystal, CSC, ens.) kan die uiteindelike oplossing wees indien nie vir 'n groot beperking in die verdampingsvermoë nie, as gevolg van die beperkte deursnee van die dampkop en die relatiewe lae eksterne sirkulasie wat nie groot hoeveelhede energie toelaat wat aan die stelsel voorsien word nie.

Verwysings[wysig | wysig bron]

  1. “An Extensive Study of Protein Phase Diagram Modification:Increasing Macromolecular Crystallizability by Temperature Screening”.
  2. Chayen, Blow. “Microbatch crystallization under oil — a new technique allowing many small-volume crystallization trials”. Journal of Crystal Growth 122 (1-4): 176–180. doi:10.1016/0022-0248(92)90241-A.
  3. Benvenuti, Mangani. “Crystallization of soluble proteins in vapor diffusion for x-ray crystallography”. Nature Protocols 2. doi:10.1038/nprot.2007.198.
  4. 4,0 4,1 Tavare, N. S. (1995). Industrial Crystallization. Plenum Press, New York.
  5. McCabe & Smith (2000). Unit Operations of Chemical Engineering. McGraw-Hill, New York.
  6. "Crystallization". www.reciprocalnet.org (in Engels). Geargiveer vanaf die oorspronklike op 27 November 2016. Besoek op 3 Januarie 2017.

Verdere leeswerk[wysig | wysig bron]

  • A. Mersmann, Crystallization Technology Handbook (2001) CRC; 2de uitg. ISBN 0-8247-0528-9 ISBN   0-8247-0528-9
  • Tine Arkenbout-de Vroome, Melt Crystallization Technology (1995) CRC ISBN 1-56676-181-6
  • "Small Molecule Crystallization" ( PDF ) op die Illinois Institute of Technology- webwerf
  • Glynn PD en Reardon EJ (1990) "Vaste-oplossing waterige-oplossing ewewigte: termodinamiese teorie en voorstelling". Amer. J. Sci. 290, 164–201.
  • Geankoplis, CJ (2003) "Beginsels van vervoerprosesse en skeidingsproses". 4de ed. Prentice-Hall Inc.
  • SJ Jancic, PAM Grootscholten: “Industrial Crystallization”, Handboek, Delft University Press and Reidel Publishing Company, Delft, Nederland, 1984.


Eksterne skakels[wysig | wysig bron]