結晶是工業上純化物質的一種重要方式,在適當條件下,使物質依晶格位置進行週期性的規則排列,如食品工業蔗糖生產、製藥業藥物中間體生產等。近年因廢水零排放對產出固體物資源化需求,也可見到相關結晶技術導入應用。

結晶器種類

一般人耳熟能詳的結晶器可大致分為三類,強制外循環式結晶器(FC)導流擋板型結晶器(DTB)粒度分級型結晶器(OSLO)

強制外循環式結晶器(FC)

含晶體的溶液於外循環泵驅動下,經過外部換熱器加熱後,再送回結晶器。結晶器本身構造相對簡單,晶漿液在結晶器內蒸發脫除水分,並產生晶核與晶體成長。由於循環泵葉片與結晶器槽壁等碰撞破碎作用,二次成核現象較為嚴重。此系統適合對結晶粒度要求低之連續、大批量生產應用,一般可得晶體尺寸為0.2-0.6 mm。

導流擋板型結晶器(DTB)

在結晶器內設有導流筒與筒形擋板,在攪拌槳與外循環泵驅動下,晶漿液於導流筒內向上運動。晶漿液在導流筒頂部蒸除水分,產生過飽和度,並循外導筒處向下流動,此時晶體成長消耗過飽和度。此結晶器藉由規整流動、設置澄清區、降低晶體碰撞二次成核機率,可獲得比FC結晶器更大的晶體尺寸,一般約為0.5-1.5 mm。

粒度分級型結晶器(OSLO)

本結晶器採用改變體直徑的方式,使晶體在結晶器內懸浮流動狀態下,藉由流速自然篩分不同區段晶粒大小。於結晶器上部寬區段因流速較慢,含有較多細小晶體,而當晶體逐步成長形成較大顆粒後,即會漸落至結晶器中下部狹窄區段。由於此型結晶器內部無攪拌器且晶漿液流速更慢,二次成核機率更低,因此適用於須形成大顆粒晶體之應用場合。