Archimedes und die Konti-Produktion

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ROREA

Kontinuierliche Kristallisation

Der Archimedische Schrauben-Kristallisator/Reaktor besteht aus einem horizontalen rotierenden Zylinder mit einer Wendel innen. Die Seele der Wendel ist hohl. Auf beiden Seiten ist der Zylinder mit mitdrehenden Deckeln verschlossen und gelagert. Auf der Einfüllseite hat der Deckel eine runde Öffnung im Zentrum. Hierdurch wird eine flüssige Reaktionsmischung oder eine übersättigte Kristallisationslösung in das erste Segment der Wendel aufgegeben.

Durch die langsame Drehung des Zylinders und der Wendel wird das flüssige Medium langsam von der Einfüllseite zur Auslassseite gefördert. Auf der Auslassseite sind Bohrungen im rotierenden Zylinder kurz vor dem Deckel. Durch diese Öffnungen fließt das fertig reagierte Medium oder die Kristallsuspension in einen Auffangtrichter. Der komplette Bereich hat Tropfführungen und kann – falls erforderlich – gasdicht oder vakuumfest gestaltet werden.

Ebenfalls können kontinuierlich Impfkristalle zugegeben werden oder durch Veränderung des pH-Werts oder der Temperatur die Kristallisation gestartet werden. Zusätzlich ist der Einbau von Waschlanzen, Dosierungen und Sonden möglich.

Im kontinuierlichen Betrieb bei konstanten Bedingungen stellt sich nach kurzer Zeit ein so genannter stationärer Punkt ein, d.h. ein stabiles ortsfestes Konzentrationsprofil bildet sich aus. Durch Veränderungen der Umgebungsbedingungen kann sich das Profil verändern oder zwischen Einlass- und Auslassseite „hin- und herwandern“, bleibt aber im Reaktor.

Absatzweise Prozesse „in-control“ lassen sich im ASKR ebenfalls stabil darstellen. Darüber hinaus können sogar manche „Out-of-control“-Prozesse stabilisiert und sicher betrieben werden. Durch die wesentlich geringeren Volumina im Prozess sinkt zusätzlich ein eventuell vorhandenes Gefahrenpotenzial erheblich.

Dadurch, dass kontinuierlich nur die pro Zeiteinheit eingebrachte Wärmemenge übertragen werden muss, bzw. die Reaktionsenthalpie eines relativ kleinen Volumenelements in den Segmenten abgeführt werden muss, ist die benötigte Wärmeübertragungsfläche relativ gering.

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