- Áp lực qua màng (Pt): Đây chính là động lực của quá trình phân
3.4. PHƯƠNG PHÁP KẾT TINH
Quá trình kết tinh là quá trình tạo thành các tinh thể của các hợp chất từ dạng lỏng hoặc dạng hòa tan trong dung dịch. Sản phẩm thu được từ quá trình kết tinh là các tinh thể.
Khái niệm về tinh thể: là chất rắn có cấu trúc khơng gian ba chiều, các cấu tử sắp xếp thành một trật tự nhất định, tạo thành một mạng lưới khơng gian, trong đó, các cấu tử chính có mắt lưới. Do đó, tinh thể hồn tồn khác với trạng thái vơ định hình. Tinh thể gồm cả các phân tử nước gọi là tinh thể ngậm nước. Tùy theo điều kiện thực hiện q trình mà tinh thể có thể ngậm số phân tử nước khác nhau.
Trong cơng nghiệp, q trình kết tinh được sử dụng rộng rãi để nhận các chất dưới dạng sạch.
Để kết tinh, cần phải làm thay đổi nhiệt độ hoặc là tách một phần dung mơi. Có thể kết tinh trong dung dịch nước hay trong dung dịch các chất hữu cơ (rượu, ester, các hydrocarbon,…).
+ Kết tinh tách một phần dung môi:
môi cho bay hơi trong thiết bị cô đặc. Sau khi đạt tới q bão hịa mức độ cần thiết thì thực hiện quá trình kết tinh. Phương pháp này gọi là kết tinh đẳng nhiệt. Phương pháp kết tinh cho bay hơi bằng cơ đặc có nhược điểm là các tinh thể sẽ bị dính lên bề mặt truyền nhiệt đồng thời sẽ làm tăng nồng độ tạp chất có trong dung dịch. Để hạn chế lượng chất rắn đọng trên bề mặt truyền nhiệt phải tăng vận tốc tuần hoàn dung dịch hoặc khuấy trộn.
Để tách dung dịch (nước cái) khỏi tinh thể thực hiện ở thiết bị khác bên ngoài – thiết bị lọc, ly tâm,… Dung dịch cái còn lại và nước rửa nếu chứa lượng tạp chất nhỏ thì có thể quay lại để tiếp tục cơ đặc.
+ Kết tinh với thay đổi nhiệt độ:
Để quá bão hòa dung dịch cần phải làm lạnh. Có thể làm lạnh dung dịch bằng nước lạnh hoặc bằng nước muối. Phương pháp kết tinh này có thể làm việc liên tục hoặc gián đoạn. Kết tinh gián đoạn bằng cách cho dung dịch vào đầy thiết bị, sau khi kết tinh xong nước cái và tinh thể có thể được tháo ra ngoài.
Kết tinh liên tục được thực hiện trong nhiều thiết bị nối với nhau, dung dịch từ thiết bị này qua thiết bị khác và sản phẩm được ra liên tục.
+ Kết tinh chân không:
Trong phương pháp kết tinh chân không, một phần dung môi được bay hơi nhờ vào nhiệt vật lý của dung dịch. Hơi bay ra theo đường bơm chân không. Nhiệt độ của dung dịch ở trạng thái bão hòa sẽ giảm đến nhiệt độ sôi tương ứng với áp suất chân không trong thiết bị. Dung dịch đạt quá bão hịa và kết tinh. Dung mơi bay hơi không chỉ do nhiệt vật lý của dung dịch mà còn do sự tỏa nhiệt khi kết tinh. Kết tinh tiến hành đồng thời bay hơi do hút chân khơng và làm lạnh sẽ tăng cường q trình và xảy ra trong tồn bộ thể tích dung dịch, do đó các tinh thể sẽ hạn chế dính vào bề mặt thiết bị và thời gian rửa cho thiết bị sẽ được rút ngắn.