Evaluation of crystallization kinetics of adipic acid in an oscillatory baffled crystallizer
Evaluation of crystallization kinetics of adipic acid in an oscillatory baffled crystallizer
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振荡挡板结晶器中己二酸的结晶动力学评价
作者：
Brown C
对于溶液结晶，成核可以通过最大过冷（或亚稳极限）来表征，已知其随许多工艺参数而变化。亚稳极限和冷却速率之间的关系是特别感兴趣的，因为它可以被用来获得成核动力学参数。然而，这种关系是开放的解释。这项工作提出了三个这样的解释（Nabovlt，久保田和人口平衡为基础的方法）的应用程序，己二酸的冷却结晶在振荡挡板结晶器，一个相对较新的类型的结晶器，增加了研究和应用在连续活塞流操作。它还考虑了用于检测成核事件的设备在导出的动力学参数中所起的作用。本研究的结果表明，虽然所有三个解释可以合理地预测在测试范围内的冷却速率的最大过冷，线性假设的Nnovlt和久保田解释给出了增加的偏差从实验数据，特别是对于更快的冷却速率。与上述两个模型相比，基于群体平衡的方法在所使用的整个冷却速率范围内保持最小偏差。此外，虽然总体平衡方法在其实施中不考虑检测工具的灵敏度，而久保田方法则考虑，但成核检测的灵敏度反映在导出的成核速率常数中。
For solution crystallization, nucleation can be characterized by the maximum sub-cooling (or metastable limit), which is known to vary with numerous process parameters. The relationship between the metastable limit and cooling rate is of particular interest, as it can be utilized to derive nucleation kinetic parameters. However, this relationship is open to interpretation. This work presents the application of three such interpretations (Nývlt, Kubota and a population balance based method) to a cooling crystallization of adipic acid in an oscillatory baffled crystallizer, a relatively new type of crystallizer with increased studies and applications in continuous plug flow operation. It also considers the role the device employed to detect nucleation events plays in the derived kinetic parameters. The result of this study shows that although all three interpretations can reasonably predict the maximum sub-cooling over a tested range of cooling rates, the linear assumptions in the Nývlt and Kubota interpretations give increased deviations from the experimental data, in particular for faster cooling rates. In contrast to the two aforementioned models, the population balance based method maintains a minimal deviation across the whole range of cooling rates used. In addition, although the population balance method does not consider the sensitivity of detection tools in its implementation, while the Kubota method does, the sensitivity of nucleation detection is reflected in the derived nucleation rate constants.
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