Technische Universiteit Delft

Kristallisatie
24 september 2002 | 16.00 uur
hr.G.M. Westhoff | ingenieur landbouw- en milieuwetenschappen promotoren | prof.dr.ir. P.J. Jansens en prof.ir. J. Grievink (beiden fac
TNW)
toeg.prom. | dr.ir. H.J.M. Kramer (UHD- fac OCP)

Design and analysis of suspension crystallisers. Aspects of crystallisation kinetics and product quality.
Kristallisatie is een oude en algemeen gebruikte scheidingstechniek om een zuivere vaste stof te scheiden van een oplossing. Hetgeen ondermeer toegepast wordt tijdens de productie van zout, suiker, kunstmest en medicijnen. Desondanks zijn er gedurende de kristallisatie verscheidene operationele problemen. Een belangrijke onderzoeksdoelstelling binnen het kristallisatieonderzoek is het voorkomen van dergelijke operationele problemen en het verbeteren van de procesvoering en de productkwaliteit van industriële kristallisatoren.
Bovendien zijn kristallisatiemodellen vereist voor een betrouwbaar ontwerp en opschaling van kristallisatoren. Tot nu toe is het ontwerp en opschaling van kristallisatoren voornamelijk gebaseerd op ervaring en vuistregels. De opschalingsregels zijn soms onbetrouwbaar, hetgeen gerelateerd is aan het ontbreken van kennis ten aanzien van relevante kinetische processen, welke optreden in de kristallisator.
Voor een goed ontwerp, opschaling en optimale procesvoering van kristallisatoren zijn verfijnde kristallisatiemodellen vereist. Deze modellen moeten de produktkwaliteit (zoals kristal grootte verdeling en filtreerbaarheid) en het dynamische gedrag van industriële kristallisatoren beschrijven, waarbij gebruikt wordt gemaakt van de geometrische afmetingen van de kristallisator, de procesconditie gegevens en de fysische eigenschappen van de opgeloste stof en de oplossing.
Het promotieonderzoek beschreven in dit proefschrift is gericht op de ontwikkeling van een dergelijk voorspellend kristallisatiemodel. Het onderzoek is uitgevoerd in het kader van het UNIAK-III onderzoeksproject. UNIAK is een afkorting van Universele Instrumentatie en Automatisering van Kristallisatoren. Het onderzoeks project is een samenwerkingsverband tussen de Technische Universiteit Delft, Stichting Technische Wetenschappen en verscheidene industriële partners.
Het promotieonderzoek heeft zich geconcentreerd op mogelijke verklaringen voor de waargenomen onnauwkeurigheden in het ontwikkelde voorspellend kristallisatiemodel, welke ontwikkeld is binnen het UNIAK-III project. Ook heeft het onderzoek zich gericht op de uitbreiding van het
kristallisatiemodel met betrekking tot produktkwaliteitsaspecten, zoals filtreerbaarheid van kristalslurries. Het generieke voorspellende kristallisatiemodel is gevalideerd met behulp van een 2-liter koelkristallisator, een 75-liter DT kristallisator en een semi-industriële 1100-liter DTB kristallisator. Het kristallisatiemodel bevat alleen twee modelparameters, welke fysische eigenschappen van het systeem verondersteld werden zijn. Het is echter gebleken, dat deze model parameters niet schaalonafhankelijk zijn. Vanuit dit oogpunt is een alternatief kristalgroeimodel ontwikkeld voor het generieke kristallisatiemodel. Tevens is een hiërarchische ontwerpprocedure voor kristallisatoren getest en uitgebreid. Een multi-functionele 75-liter pilot plant kristallisator is ontworpen en geconstrueerd, waarbij gebruik is gemaakt van deze uitgebreide hiërarchische ontwerpprocedure.

Voor verder lezen:

* Handbook of industrial crystallization ed. by Allan S. Myerson, 2002
* Crystallization technology handbook ed. by A. Mersmann, 2001
* Crystallization processes, 1998

* Melt crystallization technology by G.F. Arkenbout, 1995
* Industrial crystallization; process simulation analysis and design by N.S. Tavare, 1995

Maarten van der Sanden
Wetenschapsvoorlichter
Communicatie & Marketing Groep / TU Delft
tel.: 015 2785454
fax.: 015 2781855
GSM: 06 20408176