Kristallisation / chemische Fällung
Die Kristallisation ist ein grundlegendes Trennverfahren in der chemischen Verfahrenstechnik. Sie dient der Reinigung, Aufkonzentrierung und Rückgewinnung von Wertstoffen nach Abschluss einer chemischen Synthese.
Kristallisation erfolgt, wenn Lösungen übersättigt sind, Schmelzen unterkühlt werden oder Lösungsmittel verdampfen. In allen Fällen wird der Gleichgewichtszustand zwischen gelöster und fester Phase gezielt verschoben – es entstehen geordnete Feststoffstrukturen, das sogenannte Kristallisat.
Wird die Löslichkeit einer Zielsubstanz durch die Zugabe eines Fällungsmittels reduziert, spricht man von Fällungskristallisation oder chemischer Fällung. Diese Methode ermöglicht eine schnelle Abscheidung des Feststoffes bei kontrollierbarer Partikelgröße und ist besonders geeignet für Substanzen mit hoher thermischer Empfindlichkeit.
In der industriellen Praxis finden Kristallisations- und Fällungsprozesse häufig im Batchbetrieb in einem Reaktionskessel statt. Hier kommen Prozessapparate von amixon® (VMT und AMT) zum Einsatz. amixon® Apparate leisten
- eine große spezifische Wärmeübertragungsfläche
- eine gradientenarme Vermischung und
- eine homogene Temperaturführung.
Die homogene Durchmischung der Suspension gewährleistet ein kontrolliertes Kristallwachstum.
Die meisten Synthesereaktionen verlaufen in der flüssigen Phase, da hier Wärmeübertragung und Stoffaustausch deutlich effizienter sind als in trockenen Dispersionen. Nach Abschluss der Reaktion wird das Reaktionsgemisch gezielt zur Kristallisation oder Fällung gebracht – durch Abkühlen, Eindampfen oder Zugabe eines Lösungsmittelgemisches.
Die Partikelgröße, Kristallmorphologie und Filtereigenschaften des Endprodukts werden maßgeblich beeinflusst durch:
- die Abkühlrate,
- die Rührintensität,
- die Verweilzeit im Kristallisator,
- und die chemische Zusammensetzung der Lösung.
Kristallisation und Fällung sind in vielen Industriezweigen unverzichtbar – etwa bei der Herstellung von pharmazeutischen Wirkstoffen, Pflanzenschutzmitteln, Kunststoffadditiven, Pigmenten und Farbstoffen.
Eine präzise Prozessführung im Reaktionsmischer ermöglicht eine reproduzierbare Produktqualität und eine skalierbare Prozessübertragung vom Labormaßstab bis zur Produktion. Prozessapparate von amixon® homogenisieren Flüssigstoffe unabhängig von deren Viskosität ebenso effizient wie pulvrige oder kristalline Feststoffe. Diese hohe Mischgüte ist der Schlüsselfaktor für reproduzierbare Synthesen mit maximaler Ausbeute.