Chargenkristallisation und Wachstumsdispersion - Experimentelle und theoretische Untersuchungen

Abstract

Mit Hilfe kinetischer Parameter können Keimbildungsgeschwindigkeit und Kristallwachstum für das System K2SO4-Wasser mathematisch beschrieben werden. Die Parameter werden durch Anpassung der Populationsentwicklung an experimentelle Daten von Chargenexperimenten bestimmt. Dazu wurden Experimente in einem Kühlungskristallisator durchgeführt. In Chargenexperimenten verhalten sich Temperatur und Übersättigung und somit auch die mittlere Wachstumsgeschwindigkeit der Kristalle instationär. Der zeitliche Verlauf der Uuml;bersättigung wurde experimentell gezielt variiert, um den Einfluß von Temperatur und Übersättigung separat bestimmen zu können. Im allgemeinen weisen Kristalle gleicher Herkunft unter den selben äußeren Bedingungen unterschiedliche Wachstumsgeschwindigkeiten auf. Durch die Verwendung einer zweidimensionalen Anzahlverteilung gelingt es, diesen Effekt - die Wachstumsdispersion - zu modellieren. Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen, daß die Entwicklung der Größenverteilung der Impfkristalle mit einem erweiterten Modellansatz gut simuliert werden kann. Die Verteilung der Wachstumsgeschwindigkeit der Kristalle wird durch deren unterschiedliche Herkunft bzw. Vorgeschichte bestimmt. Für die Anfangsverteilungen von Impf- und Keimkristallen können Arbeitshypothesen verwendet werden, die durch die experimentellen Ergebnisse anderer Autoren indirekt unterstützt werden.