Équipements de cristallisation : techniques de cristallisation courantes dans l'industrie alimentaire

La cristallisation désigne le processus de formation de particules solides à partir d'une phase homogène. Ce processus inclut la transformation de la vapeur en solide, la solidification de liquides fondus et la cristallisation de liquides. Dans l'industrie alimentaire, la cristallisation comprend : la cristallisation d'une solution aqueuse pour obtenir un produit solide, la cryoconcentration d'une solution diluée par congélation pour concentrer le soluté, puis le contrôle de la cristallisation afin d'obtenir des propriétés rhéologiques spécifiques.

Ensuite, le rédacteur présentera plusieurs technologies et développements pour la production de cristaux :

1. Méthode de cristallisation par congélation : la solution est refroidie jusqu'à saturation pour produire une cristallisation.

Cette méthode est utilisée pour les substances dont la solubilité diminue avec la température, telles que le nitrate d'ammonium, le nitrate de potassium, le chlorure d'ammonium, le phosphate de sodium, le sulfate de magnésium (sel de Glauber), etc. Le coefficient de température de solubilité de ces substances varie considérablement. Lorsque la température baisse, leur solubilité diminue, formant une solution sursaturée dans un état thermodynamiquement instable. Le soluté cristallise alors et précipite. La cristallisation par congélation est particulièrement adaptée à la séparation de certaines substances chimiques.

2. Évaporer et concentrer la solution pour la saturer et la faire cristalliser : cette méthode est souvent employée pour les substances dont la solubilité varie peu, comme le sel séché au soleil (chlorure de sodium).

On introduit de l'eau de mer ou de la saumure dans les marais salants, où elle s'évapore et se concentre sous l'effet du vent et du soleil pour cristalliser le sel de table. Le « Tiangong Kaiwu » atteste que nos ancêtres utilisaient cette méthode de production de sel.

3. Méthode de cristallisation fractionnée : Cette méthode convient aux différences de solubilité de certains sels similaires.

Du fait de cette différence, lors de la répartition des sels du mélange entre la phase solide et la phase liquide, les composants peu solubles se concentrent dans la phase solide, tandis que les composants très solubles restent dans la phase liquide. Cette méthode est largement utilisée pour la cristallisation et la séparation de diverses substances. Par exemple, la séparation de sels doubles de terres rares permet également d'éliminer les impuretés. Le procédé de cristallisation fractionnée utilise généralement la cristallisation par évaporation ou la cristallisation par congélation (refroidissement).

Après un processus en plusieurs étapes, certains composants insolubles et facilement solubles sont respectivement concentrés en début et en fin de réaction afin d'obtenir des produits de plus grande pureté. Dans l'industrie de l'énergie atomique, on exige du zirconium contenant moins de 0,01 % d'hafnium, obtenu par cristallisation fractionnée de complexes fluorés. Cette méthode présente l'avantage d'être simple à mettre en œuvre et de ne pas consommer de réactifs. Son inconvénient réside dans la difficulté à obtenir une production en continu.

4. Cristallisation par réaction chimique : Il s’agit d’une méthode couramment utilisée dans l’industrie. La précipitation (cristallisation) du concentré d’uranium lors du procédé hydrométallurgique de l’uranium est un exemple typique de procédé de cristallisation par réaction chimique.

Le degré de sursaturation de la solution, la vitesse d'agitation, la nature du solvant, la composition de la solution et le pH sont autant de facteurs qui influencent directement ou indirectement la cristallisation. De nombreux facteurs affectent ce processus. Lorsque les conditions opératoires sont optimales, la conception d'un équipement de réaction performant est essentielle à la production industrielle. Les équipements de cristallisation se classent en trois catégories, selon la méthode d'établissement de la sursaturation : cristalliseur à refroidissement, cristalliseur à évaporation et cristalliseur à refroidissement par évaporation.

Chaque catégorie peut être subdivisée selon ses dispositifs de circulation interne, d'agitation et de calibrage. Par exemple, un cristalliseur à refroidissement peut être divisé en cristalliseurs à refroidissement à circulation naturelle et en cristalliseurs à refroidissement à circulation forcée. Ces derniers peuvent être classés en trois types : à agitateur, à racleur rotatif et à pompe de circulation forcée.

Wuxi ZhangHua Machinery Co., Ltd. est spécialisée dans la production et la vente de séchoirs sous vide, de systèmes de lavage et de séchage par filtration trois-en-un, de systèmes de lavage et de filtration deux-en-un, d'équipements de cristallisation et de séchoirs sous vide pour liquides à basse température. Pour toute demande d'information, veuillez composer le +86 173 1823.