Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 19. 12 maj 1951 - Kristallisation — en alltmer kontrollerbar process, av SHl
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
396
TEKNISK TIDSKRIFT
ning (kylning ocli indunstning i vakuum) och utsaltning.
Kylning är lämpligast för ämnen, vilkas löslighet stiger
snabbt med temperaturen, t.ex. kaliumnitrat (fig. 1);
indunstning av lösningen kan med fördel ske, när det fasta
ämnets löslighet ändrar sig litet med temperaturen, t.ex.
koksalt; adiabatisk indunstning är bäst för ämnen, vilkas
löslighetskurva ligger mellan dessa båda ytterligheter, t.ex.
kaliumklorid. För att kunna välja den lämpligaste metoden
måste man känna fullständiga löslighetsdata för systemet.
Natriumsulfats löslighetskurva (fig. 1) är anomal
beroende på att olika kristallformer är stabila under och över
32,3°C. Under denna omvandlingstemperatur kristalliserar
saltet med 10 mol kristallvatten och dess löslighet stiger
snabbt med temperaturen; över 3’2,3°C kristalliserar det
däremot utan kristallvatten, och dess löslighet faller sakta
med stigande temperatur. Om lösningar av denna typ
upphettas för att avdunsta lösningsmedel, utfaller saltet på de
hetaste delarna av apparaten och hindrar
värmeöverföringen.
Trots att små kristaller i de flesta fall är lämpligare än
stora, därför att de är lättare att lösa, insisterar många
förbrukare på att få stora, väl utvecklade kristaller. Orsaken
härtill torde vara den felaktiga föreställningen (som dock
förr var ganska befogad), att grovkristallina produkter är
renare än finkristallina. I själva verket är det emellertid
vanligen tvärtom, därför att stora kristaller ofta har
inne-slutningar av moderlut eller har adsorberat sådan vid sina
ytor. Det kan med säkerhet sägas, att man i modern
apparatur kan framställa finkristallina produkter med minst
lika hög renhetsgrad som grovkristallina.
De flesta tillverkare har insett detta och strävar därför
icke att uppnå en viss kristallstorlek hos produkter, som
de skall använda själva. Härigenom kan kostnaden
minskas. För att uppfylla kunders krav på viss kristallstorlek
måste apparaturen dock utföras så, att
kristallisationspro-cessen är under kontroll. Önskar man framställa stora
kristaller, måste den vara så konstruerad, att man kan hålla
lösningens koncentration en liten smula ovan
löslighetskurvan. Blir den för hög, bildas nämligen ett stort antal
små kristaller. Detta innebär, att sådana fås vid snabb
utfällning, medan stora kristaller blott kan erhållas genom
en långsam uppbyggnadsprocess (jfr Tekn. T. 1950 s. 1137).
Jeremiasjen och Svanoe4 påstår, att en
kristallisations-apparat måste uppfylla fyra grundvillkor för att tillåta
kontroll av kristallstorleken. Lösningens koncentration
måste kunna hållas nära invid men under en viss gräns;
en stor total kristallyta skall vara i beröring med
lösningen, och den måste utnyttjas effektivt genom ständigt
utbyte av vätska; sammanväxning av kristallerna skall
förhindras genom effektiv omröring, men denna får ej vara
så stark, att nya kristaller bildas genom nötning; den
hastighet, varmed nya kristaller bildas, skall vara lika med
den, varmed fullt utvuxna tas bort som färdig produkt.
Har man en apparat, som uppfyller dessa villkor, kan man
förhindra utfällning av kristaller på dess väggar och
annan okontrollerad kristallbildning. För stor lokal
övermättnad kan undvikas även vid relativt stor
kristallisa-tionshastighet, och jämnstora kristaller fås.
Kristallisation genom kylning
Den äldsta och enklaste metoden att framställa kristaller
är att låta en mättad lösning svalna i ett öppet kärl. Den
används numera uteslutande vid periodisk kristallisation
i liten skala. Ofta hänger man in rep eller stavar, på vilka
kristaller kan växa till betydande storlek. De blir givetvis
relativt rena, men samtidigt bildas alltid små kristaller i
vätskan, och dessa blandas med lösningens fasta
föroreningar. Man får alltså en både till utseende och
kvalitet ojämn produkt. Så länge denna kristallisationsmetod
användes var tydligen uppfattningen, att stora kristaller är
renare än små, fullt befogad. Metoden fordrar vidare stor
golvyta och mycket manuellt arbete; den är därför
oekonomisk.
Genom att införa omröring och effektivare kylning (fig. 4),
t.ex. med kylslingor, kan bättre resultat erhållas.
Omröringen ökar värmeöverföringens hastighet och jämnar ut
temperaturdifferenser i lösningen; den ger ett stort antal
kri-stallisationskärnor, varigenom antalet små kristaller blir
större; den minskar dessas tendens att bilda agglomerat.
Resultatet blir, att man får relativt små men jämnstora
kristaller. Metoden har emellertid alltjämt olägenheten att
vara periodisk. Vidare utfälls kristaller på kylslingorna och
försämrar värmegenomgången.
För att göra kristallisationsprocessen billigare har man
övergått till kontinuerliga apparater. I USA är den
vanligaste av dessa Swenson—Walkers (fig. 5), som har en
öppen ränna med halvcylindrisk botten och kylmantel.
Omröraren roterar långsamt och rör sig så nära rännans
botten som möjligt för att hindra kristallerna att sätta sig
fast på den. I stället lyfts de upp och faller sedan genom
lösningen. Denna rinner in i rännans ena ända och färdiga
kristaller tas ut i den andra. Apparaten byggs i
standardenheter med en ränna på 0,6 m bredd, 3 m längd och en
kylyta på 3 nr. Vanligen kombineras fyra sådana enheter.
Om större apparatur behövs, brukar man ordna den i
flera våningar, varvid lösning och kylvatten leds i
motström.
Wulff—Bocks apparat har använts mycket i Tyskland.
Den består av en grund, öppen ränna med elliptiskt
tvärsnitt och saknar kylanordning. Man utnyttjar blott den na-
Fig. 5. Swenson—Walkers apparat för kon
t inner lig kristallisation\
Fig. 4. Apparat med
kyl-slinga och omrörare för
periodisk kristallisation
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
