Cristallizzazione / precipitazione chimica
La cristallizzazione è un processo di separazione fondamentale nell'ingegneria chimica. Serve alla purificazione, alla concentrazione e al recupero di sostanze preziose al termine di una sintesi chimica.
La cristallizzazione avviene quando le soluzioni sono supersature, i fusioni sono sottoraffreddate o i solventi evaporano. In tutti i casi, lo stato di equilibrio tra la fase disciolta e quella solida viene spostato in modo mirato, dando origine a strutture solide ordinate, il cosiddetto cristallizzato.
Se la solubilità di una sostanza target viene ridotta dall'aggiunta di un precipitante, si parla di cristallizzazione per precipitazione o precipitazione chimica. Questo metodo consente una rapida separazione del solido con una dimensione delle particelle controllabile ed è particolarmente adatto per sostanze con elevata sensibilità termica.
Nella pratica industriale, i processi di cristallizzazione e precipitazione avvengono spesso in modalità batch in un reattore. Qui vengono utilizzati gli apparecchi di processo amixon® (VMT e AMT). Gli apparecchi amixon® offrono
- un'ampia superficie specifica di trasferimento del calore
- una miscelazione con gradiente ridotto e
- una regolazione omogenea della temperatura.
La miscelazione omogenea della sospensione garantisce una crescita controllata dei cristalli.
La maggior parte delle reazioni di sintesi avviene in fase liquida, poiché in questo caso il trasferimento di calore e lo scambio di materia sono notevolmente più efficienti rispetto alle dispersioni secche. Al termine della reazione, la miscela di reazione viene portata in modo mirato alla cristallizzazione o alla precipitazione, mediante raffreddamento, evaporazione o aggiunta di una miscela di solventi.
La dimensione delle particelle, la morfologia dei cristalli e le proprietà di filtrazione del prodotto finale sono influenzate in modo determinante da:
- la velocità di raffreddamento,
- l'intensità di agitazione,
- il tempo di permanenza nel cristallizzatore
- e la composizione chimica della soluzione.
La cristallizzazione e la precipitazione sono indispensabili in molti settori industriali, ad esempio nella produzione di principi attivi farmaceutici, prodotti fitosanitari, additivi per materie plastiche, pigmenti e coloranti.
Una gestione precisa del processo nel miscelatore di reazione consente una qualità del prodotto riproducibile e un trasferimento scalabile del processo dalla scala di laboratorio alla produzione. Gli apparecchi di processo di amixon® omogeneizzano i materiali liquidi indipendentemente dalla loro viscosità con la stessa efficienza dei materiali solidi in polvere o cristallini. Questa elevata qualità di miscelazione è il fattore chiave per sintesi riproducibili con la massima resa.