Les cristallisoirs DTB ont fait l'objet de nombreuses études dans le cadre de la théorie de la cristallisation et peuvent être modélisés avec précision. Leurs zones distinctes de croissance et de liqueur mère clarifiée permettent de configurer les paramètres cinétiques, et donc de déterminer les vitesses de croissance et de nucléation.
Ces caractéristiques rendent les cristallisoirs DTB particulièrement bien adaptés à la description mathématique, ce qui permet un bon contrôle de leur fonctionnement.
Caractéristiques particulières :
- Faible nucléation secondaire due à un apport d’énergie mécanique faible (circulation interne)
- Élimination des fines (d < dcritique) de la chicane interne
- Destruction efficace des particules fines sous l’effet de la chaleur et/ou de la dilution
- Production de cristaux de grandes dimensions (jusqu’à 3 mm)
- Pas ou peu d’accumulation de chaleur (dissolution des fines)
- Temps de séjour contrôlé pour une croissance optimale
- Cycle d'exploitation long avec un encrassement limité
- Convient au refroidissement sous vide (pas de boucle externe) et à la cristallisation par évaporation (capacités modérées)
- Agencement compact
Principe de fonctionnement
Principe de fonctionnement des cristallisoirs DTBUn cristallisoir DTB (de l’anglais « Draft Tube Baffle », chicane du tuyau d’aspiration) se compose de cinq éléments de base :
- La cuve du cristallisoir. Elle fournit la majeure partie du volume actif dicté par les impératifs de temps de séjour et permet un désengagement correct des vapeurs de process.
- La pompe centrifuge à bride dans le bas. Elle fournit un débit de circulation interne suffisant pour faire fonctionner le cristallisoir dans des conditions de sursaturation et de surchauffe optimales. Un apport d’énergie mécanique réduit débouche sur une nucléation secondaire minimisée par l’attrition des cristaux.
- La chicane. Elle contrôle la population de cristaux en séparant les cristaux fins (qui seront dissous par chaleur ou dilution) des cristaux plus gros (pour une croissance ultérieure).
- La pompe de circulation. Elle fournit un débit de circulation externe suffisant pour faire fonctionner le cristallisoir dans des conditions de surchauffe optimales pour la redissolution des fines. En général, des pompes à hélice à écoulement axial sont utilisées.
- L’échangeur thermique. Il fournit l’énergie thermique requise au cristallisoir pour atteindre le débit d’évaporation requis. Conçu pour minimiser les incrustations.
Il est spécialement conçu pour produire de gros cristaux avec une distribution granulométrique réduite. Le DTB peut produire des particules de grande dimension (jusqu’à 3 mm) grâce à son agitation délicate des cristaux en croissance, avec une casse très limitée. Il a un temps de séjour contrôlé pour une croissance optimale et un cycle d’exploitation long avec des incrustations limitées.
Un coulis de la masse volumique voulue circule dans le cristallisoir à tube de tirage sous l’impulsion d’une pompe centrifuge fixée dans le bas. L'apport en énergie mécanique d’un cristalliseur DTB est inférieur à celui d’un cristallisoir FC grâce à une baisse de pression réduite, qui limite l’attrition et, par conséquent, la nucléation secondaire.
Les cristaux de taille spécifique inférieure sont éliminés de la zone de la chicane et sont dissous dans la boucle de circulation externe à cause de la surchauffe de la solution clarifiée.
Cette surchauffe est réduite par l’évaporation et la sursaturation consécutive débouche sur la croissance des cristaux suspendus. Le solvant évaporé est soit acheminé vers les étapes de procédé suivantes, soit réutilisé en interne en intégrant un système de recompression.
Options de chauffage pour installations de séparation thermique
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