WO1998001204A1 - Kristallisationsvorrichtung und -verfahren - Google Patents

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WO1998001204A1
WO1998001204A1 PCT/EP1997/003440 EP9703440W WO9801204A1 WO 1998001204 A1 WO1998001204 A1 WO 1998001204A1 EP 9703440 W EP9703440 W EP 9703440W WO 9801204 A1 WO9801204 A1 WO 9801204A1
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crystallization
solution
crystals
sedimentation
wall
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PCT/EP1997/003440
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Hans-Dieter Baumgard
Bernhard Haedke
Josef Himmelreich
Helmut Judat
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Bayer Aktiengesellschaft
Haarmann & Reimer Gmbh
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D9/00—Crystallisation
    • B01D9/0004—Crystallisation cooling by heat exchange
    • B01D9/0013—Crystallisation cooling by heat exchange by indirect heat exchange
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D9/00—Crystallisation
    • B01D9/0036—Crystallisation on to a bed of product crystals; Seeding
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    • Y10T117/10—Apparatus
    • Y10T117/1024—Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state

Definitions

  • the present invention relates to a continuously operated two-part crystallizer, which is particularly suitable for the cleavage of racemic mixtures, and to a separation process for solid mixtures which are difficult to separate, in particular for racemates, using the crystallizer.
  • the two enantiomers are formed in equal parts in the synthesis of racemates since they have the same energy content. However, often only one of the two stereoisomeric forms is used, e.g. the 1 -.amino acids to build up the
  • the desired optically active isomer preferably crystallizes out of a supersaturated solution of the racemate if the solution contains only a few
  • Crystals of this isomer is inoculated.
  • Examples include the separation of the ammonium salt from acylated tryptophan and acylated phenylalanine.
  • Derivatives of aromatic sulfonic acids can also be separated in this way, e.g. dl-lysine as the sulfanilic acid salt and dl-serine as the m-xylene sulfonate.
  • US Pat. No. 3,266,871 proposes the use of a cylindrical container with a conical bottom as a crystallizer for splitting glutamic acid and its hydrochlorides, which is divided into two areas by a wire mesh.
  • the mesh size of the wire mesh is selected so that the seed crystals cannot get into the other part of the container, whereas the supersaturated racemic solution can of course pass through the wire mesh.
  • Each part of the container is equipped with a propeller stirrer, which homogeneously suspends the seed crystals in the respective area.
  • This apparatus can be used in accordance with the Patent 3,266,871 given examples in the separation of glutamic acid achieve the following results
  • the optical purity of the seed crystals added was 98%. It is striking that, at the same cleavage temperature of 50 ° C., the purity of the 1-acid is only 96.4% after 7 hours and only 92.3% after 10 hours. This indicates to the fact that the wire mesh is impermeable to the seed crystals used, but is not an effective obstacle for the smallest crystal nuclei.
  • Antipodes could be prevented if the two ideally mixed areas are completely separated from one another, i.e. if two separate stirred kettles are used. However, the question then arises how the racemic solution gets from kettle to kettle without carrying crystals
  • Seed crystals of an enantiomer are acted upon.
  • the seed crystals grow and assume a certain height in the crystallizer according to their size and the flow rate of the solution.
  • the smallest crystals form a boundary layer in the lower part of the cylindrical bed.
  • sight glasses are installed at different heights of the column, which makes the position of the
  • Boundary layer observed and due to which, if necessary, the removal of crystals can be carried out.
  • the solution depleted of the corresponding enantiomer and enriched with the antipode leaves the cylindrical fluidized bed at the top and flows to the downstream second fluidized bed crystal.
  • the filtration of the solution leaving the first fluidized bed can be dispensed with, in particular if the sedimentation of the smallest germs in the upper part of the fluidized bed (above the boundary layer of the crystals) works one hundred percent.
  • the flow rate of the solution keeps the smallest seed crystals in suspension in the lower area of the cylindrical fluid bed; there is therefore a risk that the much smaller crystal nuclei will be discharged at the same flow rate.
  • the device according to US Pat. No. 3,892,539 has the essential disadvantage that a change in throughput during the running operation of the device is hardly possible because this involves a significant change in the location of the micro-crystal interface
  • the invention is based on the following task.
  • a crystallizing device is to be developed which is intended to enable true continuous operation over weeks and months and does not have the disadvantages mentioned above
  • the seed crystals of an enantiomer should only be added once at the beginning of the production cycle
  • the solids concentration should be kept as high as possible in order to achieve a high space-time yield (with minimal oversaturation)
  • the mixing of the solid suspension should nevertheless be homogeneous, i.e. all volume elements of the suspension should have the same particle size distribution
  • the crystals available from the crystallizer should be so large that they can be easily separated mechanically
  • the incoming supersaturated solution of the enantiomers should be mixed with the entire solid suspension as quickly as possible, so that the supersaturation is rapidly reduced
  • the crystallization device is said to be the one enriched by an enantiomer
  • the purity of the individual components obtained from the crystallizer should be greater than 99%
  • the throughput of separation solution should be able to be varied within wide limits ( ⁇ 30%) without any special adjustments to the device being necessary
  • the object is achieved according to the invention by a crystallization device which is the subject of the invention, and in particular for the crystallization of solids which are difficult to separate, preferably suitable for separating racemic mixtures from their solutions, consisting of an upper part and a lower part, with a temperature-controlled one Mixing kettle as the lower part, which is an agitator, possibly a
  • the Ruhrwerk is preferably a radial conveyor, in particular an impeller stirrer driven from below, a bar stirrer, a disk stirrer, or a CBT turbine.
  • the Ruhrwerk can also be an axial conveyor which is arranged in a guide tube below the opening
  • the axial conveyor is used in particular in the central axis of the Ruhrkessel to generate the flow directed away from the opening.
  • the wall-running Ruhr element is in particular a slow-running, from above driven blade stirrer, which preferably has an additional frame that the
  • the interior wall of the sedimentation part is covered and thus kept free of settled crystals
  • the wall-aisled dysentery element is designed to be heatable or coolable, for example by means of electrical resistance heating or with the aid of a duct system for a heat exchange medium
  • the upwardly opening cone of the sedimentation part has an opening angle of 10 to 60 °, in particular 20 to 50 °, preferably 25 to 45 °
  • the sedimentation part and the stirred kettle are preferred with an additional one
  • the sedimentation part or the stirred tank may have a double wall with feed and discharge lines for a heat exchange medium which is flowed through by the heat exchange medium in its interior for cooling or heating the crystallization solution.
  • an additional pump-around loop with a heat exchanger is provided on the stirred tank, which makes it possible to remove a partial stream of the crystal suspension from the intensely stirred tank via the pump-around loop and to heat it in the heat exchanger by preferably 0.1 to 5 ° C. and the tank then feed again.
  • stirrer Since in many cases internals for power supply cannot be used due to the risk of solid build-up, a type of stirrer is preferably chosen for the stirrer of the stirred tank, which produces a high circulation rate even without baffles.
  • One such type of stirrer is the impeller stirrer, which is arranged on the bottom of the stirred tank and generates an upward flow in the vicinity of the preferably cylindrical container wall.
  • a particularly preferred embodiment of the invention is designed such that after a run length of e.g. approx. one container diameter, the flow of the crystallization solution turns off towards the center of the container in order to flow vertically downwards in the container below the opening to the sedimentation part. In the vicinity of the bottom, the central, primarily axially downward flow is then radially accelerated by the impeller stirrer and forced into the upward flow by the contour of the dished bottom. This creates a strong circulation flow, which is very well developed even with relatively viscous crystal slurries.
  • the deflection of the flow through 180 ° in the upper region of the stirred tank is reinforced by a corresponding shaping of the stirred tank cover and the sedimentation part is coupled in this central area of the axially downward flow.
  • the sedimentation part of the device is expediently conical and with its tip establishes the connection to the intensely stirred crystal slurry zone. So that the turbulence of the crystal slurry does not propagate into the sedimentation section, the sedimentation section and is connected Stirring vessel installed a slow-moving stirring element, such as a four-bladed blade stirrer, which breaks the secondary flow of the crystal slurry (the rotation).
  • the blade stirrer which is preferably used is in particular carried by a frame which has the conical contour of the sedimentation zone and can be heated or cooled.
  • the wall-mounted stirring element for example the frame including the blade stirrer, is slowly rotated like a scraper (for example by a few revolutions per hour) in order to feed the solid matter deposited on the conical surface back to the crystallization zone.
  • a scraper for example by a few revolutions per hour
  • the drive of the agitator can of course also be designed to be speed-controllable in order to make changes in the operating mode (for example a change in the solids concentration or the desired average
  • the new crystallizer can advantageously be used for the continuous cleavage of racemic mixtures, a crystallizer being used for each component of the racemate. These can be operated both in parallel and in series.
  • the invention also relates to a process for the separation of enantiomers of a racemic mixture using the crystallization device according to the invention, which is characterized in that a supersaturated solution of the racemate is fed to the stirred kettle and mixed intensively with seed crystals of an enantiomer using the stirrer, the flow of the resulting Suspension with
  • two or more crystallization devices according to the invention are connected in series or in parallel and are operated continuously.
  • the derivation of the first crystallization device is connected to the supply line of the second crystallization device, and different seed crystals of the optical antipodes are used in both devices
  • the parallel connection in addition to the high space-time yield of the crystallization zone, in particular the great reliability of the maintenance-free separating apparatus (compared to, for example, special filters used in the prior art) has an advantageous effect, so that the cleavage process is not due to difficulties with suspension pumps or e.g. Filtering must be interrupted
  • the special strength of the crystallizer namely the absolutely clear solution sequence, is even more effective when the crystallizers are connected in series.
  • the solution depleted in one optically active component and enriched in the other component flows from the first Crystallizers over a heat exchanger in the second crystallizer There they would immediately cause poisoning if nuclei from the first
  • Crystallizers were introduced into the second. The purity of the products obtained and the duration of the production process are therefore an indication of the quality of the solid separation.
  • the ratio of solid crystals to the total suspension can be from 5-85% by weight, preferably from 15-70% by weight, in particular preferably from 20-65% by weight
  • the invention also relates to the use of the device according to the invention for the separation of racemic mixtures by means of crystallization
  • FIG. 1 represents an exemplary embodiment of the installation device according to the invention
  • Figure 2 shows a cross section through the Ruhrkessel 1 along the line A-A 'in Fig. 1st
  • FIG. 3 shows a cross section through the sedimentation part 2 along the line B-B 'in FIG. 1
  • Figures 4a-4d show different types of radially demanding stirrers which can be used instead of the impeller stirrer which is preferably used
  • Figure 5 shows an embodiment of the device with a combination of
  • FIG. 6 shows an arrangement of two installation devices connected in series
  • Figure 7 shows an arrangement of two K ⁇ stallisiervor ⁇ chtitch in parallel
  • the K ⁇ stallisiervoriques has two zones on the K ⁇ stalhsierzone in the Ruhrkessel 1 and the sedimentation zone in the sedimentation part 2.
  • the Ruhrkessel 1 is formed by the beater bottom 3, the cylindrical jacket 4 and the cover 5, which is shaped so that it deflects the upward flow by 180 ° supported (see FIG. 1)
  • the circulation of the crystal slurry (ball suspension) in the crystallization zone 1 is accomplished according to FIG. 1 by the impeller stirrer 6, which is arranged in the beater bottom 3 and is driven from below (the drive is not shown)
  • stirrers can be used instead of the impeller stirrer
  • FIG. 5 shows a variant of the device according to FIG. 1, in which the impeller stirrer 6 is replaced by an axially demanding stirrer 22 and is surrounded by a guide tube 21, as a result of which the desired circulating flow of the slam suspension is achieved
  • the sedimentation part 2 is formed by the lateral surface of the truncated cone 7 and the cover 8 Sedimentation part 2 and Ruhrkessel 1 have a double wall 16, 17, which allows the flow of a heat exchange medium in its space.
  • the connections and the heat exchanger are not shown
  • Opening angle of the truncated cone is about 30 ° So that the solid particles sedimenting here do not accumulate on the inclined inner wall of the cone 7, but instead are fed back to the porridge pulp in the Ruhrkessel 1, the wall-mounted, heated frame 9 rotates at a very low speed (few Revolutions per hour), it is from above over the
  • Impeller stirrer is produced, on the sedimentation zone in sedimentation part 2.
  • the expansion of the Ruhr blades in the axial direction should preferably be larger than the radius of the inlet opening 18 in the sedimentation part 2, particularly preferred 1.5 to 2.5 times in the stationary state, the ball suspension penetrates through the opening 18 into the lower part of the truncated cone 7 and forms a limit 1 1 to the k ⁇ stall-free phase above this limit is compared to speed changes of the impeller stirrer as well Relatively stable to changes in throughput
  • a prerequisite is that the narrowest cross-section of the truncated cone at the transition from the installation zone to the sedimentation zone is correctly dimensioned for the design throughput, since many parameters influence the position of the crystal boundary 1 1, e.g.
  • the feed 12 of the supersaturated solution takes place in the vicinity of the impeller stirrer circumference, the drain 13 of the clear solution at the head 8 of the sedimentation part 2.
  • the suspension with the crystals produced is removed from the rolled crystal slurry at the discharge line 14 and a mechanical separation (sieve or centrifuge ) fed
  • FIG. 6 cascaded installers A and B are shown schematically. Output racemate is fed to the circuit at 30. Otherwise, the numbers with the suffixes A and B respectively denote the same elements as in FIG. 1. At 14 A the one racemate component and at 14 B the other racemate component diverted
  • a partial stream of the suspension can be removed from the intensely stirred zone 1 via a pump circuit (31 A or 31 B in FIG. 6), heated by 0.1 to 5 ° C. in a heat exchanger and fed back to zone 1
  • a pump circuit 31 A or 31 B in FIG. 6
  • the suspension with the crystals produced is from the Ruhrkessel 1 at the outlet
  • the depleted solution is fed back to the reactor after mixing with a fresh starting solution
  • the quality of the crystals produced is checked. If the purity falls below 99.6%, the continuous flow of the crystallizers is briefly abolished, and the temperatures in the crystallizers are raised to such an extent that the solution has the direction of rotation of the crystals present in the respective crystallizer. It is then cooled again until a specific rotation of 0 ° is reached. Then the crystallizers are continuously charged again so that production continues. During production there are approx. 2 to 3 t of crystals in the intensely stirred crystallization zone of the crystallizers. After one inoculation, the production can be carried out for about 6 to 8 months in the manner described above.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen kontinuierlich betriebenen, zweiteiligen Kristallisierer, der für die Spaltung racemischer Gemische besonders geeignet ist, sowie ein Trennverfahren für schwer trennbare Feststoffgemische, insbesondere für Racemate, unter Verwendung des Kristallisierers.

Description

KristaHisationsvorrichtung und -verfahren
Die vorliegende Erfindung betrifft einen kontinuierlich betriebenen zweiteiligen Kristallisierer, der für die Spaltung racemischer Gemische besonders geeignet ist, sowie ein Trennverfahren für schwer trennbare Feststoffgemische, insbesondere für Racemate, unter Verwendung des Kristallisierers.
Bei der Synthese von Racematen entstehen die beiden Enantiomeren zu gleichen Teilen, da sie denselben Energieinhalt besitzen. Oft wird aber nur eine der beiden stereoisomeren Formen gebraucht, wie z.B. die 1 -.Aminosäuren zum Aufbau der
Proteine. Es ist daher notwendig, die Trennung des Racemats in die optisch aktiven Komponenten, die 1- und die d-Form, vorzunehmen. Neben anderen hat sich das Kristallisationsverfahren für die Stereoisomerentrennung gut bewährt. Es basiert auf dem Prinzip, daß das gewünschte optisch aktive Isomer bevorzugt aus einer übersättigten Lösung des Racemats auskristallisiert, wenn die Lösung mit wenigen
Kristallen dieses Isomers angeimpft wird. Beispiele hierfür sind die Trennung des Ammoniumsalzes von acyliertem Tryptophan und acyliertem Phenylalanin. Derivate aromatischer Sulfonsäuren lassen sich ebenfalls auf diesem Weg trennen, z.B dl-Lysin als Sulfanilsäuresalz und dl-Serin als m-Xylolsulfonat.
Zur Durchführung des Kristallisationsverfahrens sind verschiedene Apparaturen vorgeschlagen worden. In der US-Patentschrift 3,450,751 wird für die Spaltung racemischer Glutaminsäure, Glutamate und ihrer Derivate der Einsatz eines Rohrreaktors beschrieben, bei dem die Rückvermischung weitestgehend verhindert ist. Nachteil dieses Verfahrens ist die Notwendigkeit, ständig Impfkristalle des ge- wünschten Enantiomeren der übersättigten Lösung des Racemats zuführen zu müssen.
In der Patentschrift US 3 266 871 wird zur Spaltung von Glutaminsäure und ihrer Hydrochloride die Verwendung eines zylindrischen Behälters mit konischem Boden als Kristallisierer vorgeschlagen, der durch ein Drahtgewebe in zwei Bereiche geteilt ist. Die Maschenweite des Drahtgewebes ist so gewählt, daß die Impfkristalle nicht in den anderen Teil des Behälters gelangen können, wogegen die übersättigte racemische Lösung selbstverständlich das Drahtnetz passieren kann. Jeder Behälterteil ist mit einem Propellerrührer ausgerüstet, der die Impfkristalle in dem jeweiligen Bereich homogen suspendiert. Mit dieser Apparatur lassen sich gemäß den in der US- Patentschrift 3,266,871 mitgeteilten Beispielen bei der Trennung der Glutaminsäure folgende Ergebnisse erzielen
Bei- mittl Ver- Temperatur Dauer des Reinheit Glutaminsäure spiel weilzeit (°C) Prozesses der 1-Säure d-Sa
(min) (h) (%)
1 7,5 50 10 92,3 92,5
2 6,0 50 7 96,4 95,6
Die optische Reinheit der zugegebenen Impfkristalle betrug dabei 98 % Auffallend ist, daß bei gleicher Spaltungstemperatur von 50°C die Reinheit der 1-Saure bereits nach 7 Stunden nur 96,4 % und nach 10 Stunden sogar nur noch 92,3 % betragt Dies deutet darauf hin, daß das Drahtgewebe zwar für die verwendeten Impfkristalle undurchlässig ist, aber für kleinste Kristallkeime kein wirksames Hindernis darstellt Dieser Sachverhalt wird im Grunde genommen in der Zeitschrift Chemie-Ing - Techn 42 Jahrg 1970 / Nr 9/10, S 641-644 bestätigt, wonach die industrielle Trennung des Salzes der dl-Glutaminsäure bei 55°C in einer vergleichbaren Anordnung durchgeführt und nach sieben Stunden unterbrochen wird die Kristalle (deren optische Reinheit mindestens 95 % beträgt) werden abgetrennt, neue Impfkristalle werden zugegeben, und der ganze Vorgang wird wiederholt Die Anordnung ermöglicht also nicht einen echten kontinuierlichen Prozeß, da in regelmäßigen relativ kurzen Zeitabstanden das Kπstallisat vollständig gegen neue Impfkristalle ausgetauscht wird
Die Verunreinigung des gewünschten Enantiomeren mit Kristallen seines optischen
Antipoden könnte verhindert werden, wenn die beiden ideal durchmischten Bereiche vollkommen voneinander getrennt sind, wenn also zwei separate Rührkessel verwendet werden Dann stellt sich allerdings die Frage, wie die racemische Losung von Kessel zu Kessel gelangt, ohne Kristalle mitzuführen
Eine Losung dieses Problems ist beispielhaft für die Spaltung von α-methyl-3,4- dihydroxy-phenylalanin ( -methyl DOPA) in der Zeitschrift Chemical Engineering, Nov 8, 1965, S 247-248 beschrieben Danach werden zwei Rührkessel in Parallelschaltung betrieben und zu gleichen Teilen mit der übersättigten racemischen Losung gespeist Jeder Kessel ist mit einer Suspensionspumpe ausgerüstet, welche die Kristall Suspension durch ein spezielles Filter fordert In diesem motor-getπ ebenen Filter wird das Filtrat abgetrennt und dem Lösekessel zur Anreicherung wieder zugeführt. Die eingedickte Suspension fließt in den jeweiligen Kristaller .zurück.
Der Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, ein geeignetes Filter für die Abtrennung des Filtrates von den Kristallen .zu finden. Da kein bekanntes Filter den Anforderungen genügte, haben die Verfasser des genannten Artikels ein spezielles
Filter selbst gebaut; aus dem o.g. Artikel gehen jedoch keine weiteren Einzelheiten über die Beschaffenheit dieses Filters hervor.
In der US-Patentschrift 3,892,539 wird versucht, das geschilderte Trennproblem bei Enantiomeren dadurch zu lösen, daß die selektive Kristallisation in fluidisierten Betten durchgeführt wird. Diese bestehen aus einem unteren Teil, der konisch ausgeführt ist und sich nach unten verjüngt, und einem oberen Teil, der zylindrisch gebaut ist. Am unteren Ende des Fließbettes befindet sich ein Ultraschall -Gerät, das große sedimentierende Kristalle zerkleinert. Für die Spaltung racemischer Gemische wird die Hintereinanderschaltung zweier fluidisierter Betten bevorzugt. Die über- sättigte racemische Lösung tritt unten in den ersten Fließbett-Kristaller ein, der mit
Impfkristallen eines Enantiomeren beaufschlagt ist. Die Impfkristalle wachsen und nehmen entsprechend ihrer Größe und der Strömungsgeschwindigkeit der Lösung eine bestimmte Höhe in dem Kristaller ein. Die kleinsten Kristalle bilden eine Grenzschicht im unteren Teil des zylindrischen Bettes aus. In diesem Bereich sind Schaugläser in verschiedenen Höhen der Säule angebracht, wodurch die Lage der
Grenzschicht beobachtet und aufgrund dessen gegebenenfalls die Entnahme von Kristallen vorgenommen werden kann. Die von dem entsprechenden Enantiomeren abgereicherte und mit dem Antipoden angereicherte Lösung verläßt das zylindrische Fließbett am Kopf und strömt dem nachgeschalteten zweiten Fließbett-Kristal ler zu.
Bei dem beschriebenen Apparat kann auf die Filtration der das erste Fließbett verlassenden Lösung verzichtet werden, sofern insbesondere die Sedimentation der kleinsten Keime im oberen Teil des Fließbettes (oberhalb der Grenzschicht der Kristalle) hundertprozentig funktioniert. Die Strömungsgeschwindigkeit der Lösung hält im unteren Bereich des zylindrischen Fließbettes die kleinsten Impfkristalle in Schwebe; es besteht daher die Gefahr, daß die wesentlich kleineren Kristallkeime mit derselben Strömungsgeschwindigkeit ausgetragen werden. Darüber hinaus hat die Vorrichtung gemäß der US-Patentschrift 3,892,539 den wesentlichen Nachteil, daß eine Durchsatzänderung im laufenden Betrieb der Vorrichtung kaum möglich ist, weil hiermit eine beträchtliche Änderung der Lage der Mikro-Kristall-Grenzschicht verbunden ist
Die stationäre Betriebsweise der Kristallisiervorrichtung wird dadurch erheblich erschwert.
Der Erfindung liegt folgende Aufgabenstellung zugrunde Es ist eine Kristallisiervorrichtung zu entwickeln, die eine echte kontinuierliche Betriebsweise über Wochen und Monate ermöglichen soll und die obengenannten Nachteile nicht aufweist
Die Impfkristalle eines Enantiomeren sollen nur einmal zu Beginn des Produktionszyklus zugegeben werden
Die Feststoffkonzentration soll so hoch wie möglich gehalten werden, um (bei kleinster Übersättigung) eine hohe Raum-Zeit-Ausbeute zu erzielen
Die Vermischung der Feststoffsuspension soll aber dennoch homogen sein, d h alle Volumenelemente der Suspension sollen die gleiche Teilchengroßenverteilung besitzen
Die aus dem Kristallisierer erhältlichen Kristalle sollen so groß sein, daß sie sich mechanisch gut abtrennen lassen
Die zulaufende übersättigte Losung der Enantiomeren soll möglichst schnell mit der gesamten Feststoffsuspension vermischt sein, damit die Übersättigung rasch abgebaut wird
Aus der Kristallisiervorrichtung soll die von einem Enantiomeren angereicherte
Losung klar abfließen, ohne die feste Phase des jeweiligen Enantiomeren, auch nicht in Form von feinen Keimen, mitzunehmen, damit die Vergiftung der Kristaller über einen möglichst langen Zeitraum unterbleibt
Die Reinheit der aus dem Kristallisierer gewonnenen Einzelkomponenten soll möglichst großer als 99 % sein
Der Durchsatz an Trennlösung soll in weiten Grenzen stark variiert werden können (± 30%), ohne daß besondere Anpassungen an der Vorrichtung notwendig sind Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kristallisiervorrichtung gelost, die Gegenstand der Erfindung ist, und insbesondere zur Kristallisation schwer trennbarer Feststoffe, bevor.zugt .zur Trennung von racemischen Gemischen aus ihren Losungen, geeignet ist, bestehend aus einem Oberteil und einem Unterteil, mit einem temperierbaren Rührkessel als Unterteil, das ein Rührwerk, gegebenenfalls eine
Zuleitung für die Kristallisationslösung und gegebenenfalls eine Ableitung für die Suspension des auskπstallisierten Produktes aufweist, und mit einem kegelförmigen, temperierbaren Sedimentationsteil als Oberteil, das ein wandgangiges Rührelement, gegebenenfalls eine Ableitung für die vom Produkt abgereicherte Losung und eine Öffnung zum Rührkessel aufweist, wobei das Ruhrwerk im Bereich der Öffnung eine von der Öffnung weg gerichtete Strömung der Kristallisationslosung erzeugt
Das Ruhrwerk ist bevorzugt ein Radialfόrderer, insbesondere ein von unten angetriebener Impellerruhrer, ein Balkenruhrer, ein Scheibenruhrer, oder eine CBT- Turbine Das Ruhrwerk kann auch ein Axialforderer sein, der in einem Leitrohr unterhalb der Öffnung angeordnet ist
Der Axialforderer wird insbesondere in der Mittelachse des Ruhrkessels eingesetzt um die von der Öffnung weggerichtete Strömung zu erzeugen.
Das wandgangige Ruhrelement ist insbesondere ein langsam laufender, von oben angetriebener Blattruhrer, der bevorzugt einen zusatzlichen Rahmen aufweist, der die
Innenwand des Sedimentationsteils überstreicht und dadurch von abgesetzten Kristallen frei halt
Das wandgangige Ruhrelement ist in einer besonderen Ausfuhrung der Erfindung beheizbar oder kuhlbar ausgeführt, beispielsweise mittels elektrischer Widerstands- hei.zung oder mit Hilfe eines durchgeführten Leitungssystems für ein Warmeaus- tauschmedium
In der bevor.zugten Ausfuhrung weist der sich nach oben öffnende Konus des Sedimentationsteils einen Offnungswinkel von 10 bis 60°, insbesondere 20 bis 50°, bevorzugt von 25 bis 45° auf
Der Sedimentationsteil und der Rührkessel sind bevorzugt mit einer zusatzlichen
Temperiereinπchung versehen, die eine Einstellung der Temperatur des Reaktorinhalts ermöglicht. So kann der Sedimentationsteil oder der Rührkessel eine Doppel wand mit Zu- und Ableitungen für ein Wärmeaustauschmedium aufweisen, die in ihrem Inneren zur Kühlung oder Beheizung der Kristallisationslösung von dem Wärmeaustauschmedium durchströmt wird.
In einer weiteren bevorzugten Variante ist am Rührkessel eine zusätzliche Umpumpschleife mit Wärmetauscher vorgesehen, die es ermöglicht, einen Teilstrom der Kristallsuspension aus dem intensiv gerührten Rührkessel über die Umpumpschleife zu entnehmen und im Wärmetauscher um bevorzugt 0,1 bis 5°C zu erwärmen und dem Rührkessel anschließend wieder zuzuführen.
Da Einbauten zur Stromführung wegen der Gefahr der Anlagerung von Feststoff in vielen Fällen nicht verwendet werden können, wird bevorzugt ein Rührertyp für den Rührer des Rührkessels gewählt, der eine hohe Umwälzrate auch ohne Leitbleche erzeugt. Ein solcher Rührertyp ist der Impellerrührer, der am Boden des Rührkessels angeordnet ist und in der Nähe der bevorzugt zylindrischen Behälterwand eine aufwärts gerichtete Strömung erzeugt.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist so ausgestaltet, daß nach einer Lauflänge von z.B. ca. einem Behälterdurchmesser die Strömung der Kristallisationslösung zur Behältermitte hin abdreht, um im Behälter unterhalb der Öffnung zum Sedementationsteil senkrecht nach unten zu strömen. In der Nähe des Bodens wird die zentrale, vornehmliche axial nach unten gerichtete Strömung dann durch den Impellerrührer radial beschleunigt und durch die Kontur des Klöpperbodens in die Aufwärtsströmung gezwungen. Auf diese Weise entsteht eine starke Zirkulationsströmung, die selbst bei relativ zähen Kristallbreien sehr gut ausgeprägt ist.
Die Umlenkung der Strömung um 180° im oberen Bereich des Rührkessels wird durch eine entsprechende Formgebung des Rührkesseldeckels verstärkt und die Ankopplung des Sedimentationsteils in diesem zentralen Bereich der axial nach unten gerichteten Strömung vorgenommen.
Der Sedimentationsteil der Vorrichtung ist zweckmäßigerweise kegelförmig ausge- führt und stellt mit seiner Spitze die Verbindung zur intensiv gerührten Kristallbreizone her. Damit die Turbulenzen des Kristallbreies sich nicht in den Sedimentationsteil fortpflanzen, ist im Bereich der Ankopplung von Sedimentationsteil und Rührkessel ein langsam laufendes Rührelement, z.B. ein vierblättriger Blattrührer installiert, welcher die sekundäre Strömung des Kristallbreies (die Rotation) bricht. Der bevorzugt verwendete Blattrührer wird insbesondere von einem Rahmen getragen, der die kegelförmige Kontur der Sedimentationszone aufweist und beheizt oder gekühlt werden kann. Das wandgängigen Rührelement, z.B. der Rahmen einschließlich Blattrührer, wird wie ein Krälwerk langsam gedreht (z.B. um wenige Umdrehungen pro Stunde), um den auf der Kegelfläche abgesetzten Feststoff wieder der Kristallisationszone zuzuführen. Auf diese Weise gelingt es, trotz intensiv gerührter Kristallisationszone eine hiervon nahezu unbeeinflußte Sedimentationszone im Sedimentationsteil anzuschließen, aus der die gewünschte klare Lösung am Kopf des Sedimentationsteiles ohne schädliche Kristallkeime abgenommen werden kann.
Wegen der sich gegebenenfalls stark unterscheidenden Drehzahlen des Rührwerkes und des Krälwerkes ist es besonders sinnvoll, zwei Antriebe zu wählen und das Rührwerk von unten anzutreiben. Dies hat den Vorteil, daß in der Kristallisationszone des Rührkessels keine lange Welle rotiert, die möglicherweise Anlaß zu Anbackungen gibt.
Darüber hinaus zeichnet sich die Verwendung eines unteren Antriebes durch eine größere Laufruhe aus. Der Antrieb des Rührwerkes kann selbstverständlich auch drehzahlregelbar ausgeführt werden, um Änderungen in der Betriebsweise (bei- spielsweise einer Änderung der Feststoffkonzentration oder der gewünschten mittleren
Teilchengröße der Kristalle) Rechnung zu tragen.
Der neue Kristallisier er kann vorteilhaft zur kontinuierlichen Spaltung racemischer Gemische eingesetzt werden, wobei für jede Komponente des Racemates ein Kristallisierer eingesetzt wird. Diese können sowohl in Parallelschaltung als auch in Hintereinanderschaltung betrieben werden.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Trennung von Enantiomeren eines racemischen Gemisches unter Verwendung der erfindungsgemäßen Kristallisiervorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß eine übersättigte Lösung des Racemats dem Rührkessel zugeführt und mit Impfkristallen eines Enantiomeren mit dem Rührwerk intensiv gemischt wird, die Strömung der entstehenden Suspension mit
Hilfe des langsamer drehenden, wandgängigen Rührelementes im Sedimentationsteil beruhigt und eventuell nachgebildete Produktkristalle auf der Innenwand des Sedimentationsteils abgeschieden werden und die von dem Enantiomeren abgereicherte Lösung am Kopf des Sedimentationsteils abgeführt wird
In einem bevorzugten Verfahren sind zwei oder mehr erfindungsgemäße Kristallisiervorrichtungen hintereinander oder parallel geschaltet und werden kontinuierlich betrieben.
Insbesondere ist bei der Hintereinanderschaltung von zwei Kristallisiervorrichtungen die Ableitung der ersten Kristallisiervorrichtung mit der Zuleitung der zweiten Kristallisiervorrichtung verbunden und in beiden Vorrichtungen werden unterschiedliche Impfkristalle der optischen Antipoden eingesetzt
Bei der Parallelschaltung macht sich neben der hohen Raumzeitausbeute der Kristallisierzone, insbesondere die große Zuverlässigkeit des wartungsfreien Trennapparates (gegenüber z.B. im Stand der Technik benutzten speziellen Filtern) vorteilhaft bemerkbar, so daß der Spaltungsprozeß nicht wegen Schwierigkeiten an Suspensionspumpen oder an z.B. Filtern unterbrochen werden muß Die besondere Starke des Kristallisierers, nämlich der absolut klare Lösungsablauf, kommt allerdings noch wirkungsvoller bei der Hintereinanderschaltung der Kristaller zum Tragen Bei dieser bevorzugten Verfahrensvariante strömt die an der einen optisch aktiven Komponente abgereicherte und mit der anderen Komponente angereicherte Losung aus dem ersten Kristallisierer über einen Wärmetauscher in den zweiten Kristallisier er Dort wurden sie sofort eine Vergiftung hervorrufen, wenn Kristallisationskeime aus dem ersten
Kristallisierer in den zweiten eingeschleppt wurden Die Reinheit der erzielten Produkte und die Dauer des Produktionsprozesses sind daher ein Indiz für die Qualität der Feststoffabtrennung.
Das Verhältnis von Feststoffkristallen zur Gesamtsuspension kann von 5-85 Gew -%, bevorzugt von 15-70 Gew -%, insbesondere bevor.zugt von 20-65 Gew -% betragen
Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung der erfindungsgemaßen Vorrichtung zur Trennung von racemischen Gemischen mittels Kristallisation
Was die Reinheit der Produkte betrifft, so wird darauf verwiesen, daß z.B. bei der industriellen Spaltung von d,l-Mentholester in zwei hintereinander geschalteten erfindungsgemäßen Kristallisierern eine Reinheit von besser als 99,9 % erzielt wurde, wobei die Produktionszeit 6 bis 8 Monate betrug Die Erfindung wird nachstehend beispielhaft anhand der Figuren naher erläutert
Figur 1 stellt ein Ausfuhrungsbeispiel der erfindungsgemaßen Kπstallisiervorπchtung dar
Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch den Ruhrkessel 1 entsprechend der Linie A-A' in Fig 1
Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch den Sedimentationsteil 2 entsprechend der Linie B-B' in Fig 1
Figur 4a-4d zeigen verschiedene Typen von radialfordernden Ruhrern, die anstelle des bevorzugt eingesetzten Impellerruhrers verwendet werden können
Figur 5 zeigt eine Ausfuhrungsform der Vorrichtung mit einer Kombination von
Leitrohr und axial forderndem Ruhrer
Figur 6 zeigt eine Anordnung zweier Kπstallisiervorπchtungen in Hintereinandei- schaltung
Figur 7 zeigt eine Anordnung zweier Kπstallisiervorπchtungen in Parallelschaltung
Beispiel
Die Kπstallisiervorrichtung weist zwei Zonen auf die Kπstalhsierzone im Ruhrkessel 1 und die Sedimentationszone im Sedimentationsteil 2 Der Ruhrkessel 1 wird gebildet von dem Klopperboden 3, dem zylindrischen Mantel 4 und dem Deckel 5, der so geformt ist, daß er die Umlenkung der aufwartsgeπchteten Strömung um 180° unterstutzt (siehe Figur 1) Die Umwälzung des Kristallbreies (Knstallsuspension) in der Kristallisierzone 1 wird gemäß Figur 1 von dem Impellerrührer 6 bewerkstelligt, der im Klopperboden 3 angeordnet ist und von unten angetrieben wird (der Antrieb ist nicht gezeichnet)
Anstelle des Impellerruhrers können folgende Ruhrertypen eingesetzt werden
Balkenruhrer (Fig 4a, 4b, 4c) Scheibenruhrer (Figur 4d) oder eine CBT-Turbine (Fig 4e)
Figur 5 zeigt eine Variante der Vorrichtung nach Figur 1, bei der der Impellerrührer 6 durch einen axial fordernden Ruhrer 22 ersetzt ist, und von einem Leitrohr 21 umgeben ist, wodurch die gewünschte Umwalzstromung der Knstallsuspension erreicht wird
Der Sedimentationsteil 2 wird gebildet von der Mantelflache des Kegelstumpfes 7 und dem Deckel 8 Sedimentationsteil 2 und Ruhrkessel 1 weisen eine Doppelwand 16, 17 auf, die in ihrem Zwischenraum den Durchfluß eines Warmetauschermediums ermöglicht Die Anschlüsse und der Wärmetauscher sind nicht gezeichnet Der
Offnungswinkel des Kegelstumpfes betragt etwa 30° Damit sich die hier sedimentierenden Feststoffpartikel nicht auf der schrägen Innenwand des Kegels 7 ansammeln, sondern wieder dem Kπstallbrei im Ruhrkessel 1 zugeführt werden, rotiert im Sedimentationsteil 2 der wandgangige, beheizbare Rahmen 9 mit einer sehr kleinen Drehzahl (wenige Umdrehungen pro Stunde), er wird von oben über die
Welle 15 angetrieben (der Antrieb ist nicht gezeichnet) Zur Temperierung des Rahmens 9 di enen die Zul eitung 1 9 und die Ableitung 20 für das Warmeubertragungsnuttel, das den hohlen Rahmen 9 durchströmt Im unteren Teil des Kegelstumpfes 7 ist der vierblattπge Blattrührer 10 in dem Rahmen 9 integriert und verhindert die Übertragung von Turbulenzen und der Rotationsstromung, die von dem
Impellerrührer erzeugt wird, auf die Sedimentationszone in Sedimentationsteil 2 Die Ausdehnung der Ruhrblatter in axialer Richtung soll vorzugsweise großer sein als der Radius der Eintrittsoffnung 18 in den Sedimentationsteil 2, insbesondere bevor.zugt das 1,5- bis 2,5-fache Im stationären Zustand dringt die Knstallsuspension durch die Öffnung 18 in den unteren Teil des Kegelstumpfes 7 ein und bildet eine Grenze 1 1 zur kπ stall freien Phase darüber aus Diese Grenze ist gegenüber Drehzahlanderungen des Impellerruhrers sowie gegenüber Durchsatzanderungen relativ stabil Voraussetzung ist, daß der engste Querschnitt des Kegelstumpfes am Übergang von der Knstallisierzone zur Sedimentationszone für den Auslegungsdurchsatz richtig dimensioniert ist Da viele Parameter die Lage der Kristallgrenze 1 1 beeinflussen, wie z B die Feststoffkonzentration, die Teilchengroßen Verteilung, die Form der Kristalle, die Dichtedifferenz zwischen dem Feststoff und der Losung, die Ruhnntensitat in der Knstallisierzone sowie die Geschwindigkeit der Losung, ist es nicht möglich, eine einfache Berechnungsvorschrift für den engsten Querschnitt anzugeben Als eine rohe Abschätzung kann jedoch aus der Gleichheit der Sinkgeschwindigkeit der kleinsten Kristallpartikel und der Geschwindigkeit der Losung auf den erforderlichen Querschnitt geschlossen werden
Der Zulauf 12 der übersättigten Losung erfolgt in der Nahe des Impeller- ruhrerumfangs, der Ablauf 13 der klaren Losung am Kopf 8 des Sedimentationsteils 2 Die Suspension mit den produzierten Kristallen wird dem umgewalzten Kristallbrei an der Ableitung 14 entnommen und einer mechanischen Abtrennung (Sieb oder Zentrifuge) zugeführt
In Fig 6 sind schematisch hintereinandergeschaltete Kπstallisierer A und B dargestellt Ausgangsracemat wird dem Kreislauf bei 30 zugeführt Im übrigen bezeichnen die Ziffern mit dem Suffix A bzw B jeweils gleiche Elemente wie in Fig 1 Bei 14 A wird die eine Racematkomponente und bei 14 B die andere Racematkomponente ausgeschleust
Fig 7 zeigt schematisch zwei parallelgeschaltete Kristallisierer
Zur Verlängerung der Laufzeit des Kristallers kann ein Teilstrom der Suspension über einen Umpumpkreislauf (31 A bzw 31 B in Fig 6) aus der intensiv gerührten Zone 1 entnommen, in einem Wärmetauscher um 0,1 bis 5°C erwärmt und der Zone 1 wieder zugeführt werden Diese Maßnahme hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen, da sie die Laufzeit des Kristallers wesentlich verlängert
Obwohl ein relativ großes Volumen für die Feststoffabtrennung durch Sedimentation zur Verfugung gestellt werden muß und dieses große Volumen nahezu knstallfrei ist, hat sich im Betrieb gezeigt, daß trotz der langen Verweilzeit der Losung in der Sedimentationszone keine unerwünschten Kristalle ausfallen.
Mit Hilfe der beschriebenen Kristallisiervorrichtung wurde die kontinuierliche Trennung von 1- und d-Menthylbenzoat mit zwei erfindungsgemaßen, hintereinander geschalteten Kri stall ern durchgeführt.
Für eine kontinuierliche Produktion von 300 kg/h 1- und d-Menthylbenzoat werden zwei 60 m3 große Kristaller der erfindungsgemäßen Ausführung (s Fig 1) verwendet Zunächst wird in den Kristallern eine gesattigte Losung des Racemates von dl- Menthylbenzoat in Methanol vorgelegt Diese Losung wird dann auf eine Temperatur abgekühlt, die 0,5°C unterhalb des Sättigungspunktes liegt Danach werden beide
Kristaller bei abgestellten Pumpen und abgestelltem Blattrührer, jedoch bei laufendem Impellerrührer mit jeweils 500 kg d- bzw mit 1-Menthylbenzoat-Kπstallen angeimpft Hiernach wird auch der Blattrührer eingeschaltet, und es werden beide Kristaller bei laufenden Ruhrern geflutet, wobei zunächst jeder Kristaller für sich mit außen liegendem Umpumpkreislauf betrieben wird. In diesem Zustand werden die
Temperaturen in den beiden Kristallern in der Weise abgesenkt, daß die Temperaturdifferenz zwischen Eintritt 12 und Austritt 13 der Losung 0,2 bis 0,3 °C nicht übersteigt Wenn die über den Kristallen stehende klare Losung eine spezifische Drehung mit dem Wert 0° erreicht hat, werden die beiden Kristaller hintereinander geschaltet, d.h die aus dem ersten Kristaller am Auslauf 13 entnommene mit I-
Menthylbenzoat angereicherte klare Losung wird dem zweiten Kristaller über dessen Einlaß 12 zugeführt. Die aus dem zweiten Kristaller an seinem Auslaß 13 austretende Losung wird mit dl -Menthylbenzoat aufgefrischt und dem ersten Kristaller wieder zugeführt Die aus den Kristallern im Folgenden ablaufende Losung weist eine spezifische Drehung auf, die den in den jeweiligen Kristallern vorhandenen Kristallen entgegengesetzt ist Die auskristallisierten Mengen werden als flussiges dl- Menthylbenzoat iß den Kreislauf dosiert Die produzierte Menge wird aus der Differenz der spezifischen Drehung der Losung zwischen Eingang und Ausgang des jeweiligen Kristallers berechnet
Die Suspension mit den produzierten Kristallen wird den Ruhrkessel 1 aus am Auslaß
14 entnommen und einer mechanischen Abtrennung (Sieb oder Zentrifuge) zugeführt
Die abgereicherte Losung wird dem Raktor nach Vermischung mit frischer Ausgangslosung wieder zugeführt Die Qualität der produzierten Kristalle wird kontrolliert. Fällt die Reinheit unter 99,6 %, wird der kontinuierliche Durchfluß der Kristaller kurzzeitig aufgehoben, und es werden die Temperaturen in den Kristallern soweit angehoben, daß die Lösung die Drehungsrichtung der in dem jeweiligen Kristaller vorhandenen Kristalle aufweist. Danach wird wieder abgekühlt, bis eine spezifische Drehung von 0° erreicht ist. Dann werden die Kristaller wieder kontinuierlich beaufschlagt, so daß die Produktion fortgesetzt wird. Während der Produktion befinden sich ca. 2 bis 3 t Kristalle in der intensiv gerührten Kristallisationszone der Kristaller. Die Produktion kann nach einmaligem Animpfen ca. 6 bis 8 Monate lang auf die oben beschriebene Weise durchgeführt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Kristallisiervorrichtung, insbesondere zur Kristallisation schwer trennbarer
Feststoffe, bevorzugt zur Trennung von racemischen Gemischen, aus ihren Losungen bestehend aus Oberteil (2) und Unterteil (1) mit einem temperierbaren Rührkessel (1 ) als Unterteil, das ein Rührwerk (6) gegebenenfalls eine Zuleitung (12) für die Kristallisationslösung und gegebenenfalls eine Ableitung (14) für die Suspension des auskristallisierten Produktes aufweist, mit einem kegelförmigen, temperierbaren Sedimentationsteil (2) als Oberteil, das ein wandgängiges Rührelement (9,10), gegebenenfalls eine Ableitung (13) für die vom Produkt abgereicherte Losung und eine Öffnung (18) zum Rührkessel (1 ) aufweist, wobei das Rührwerk (6) im Bereich der Öffnung (18) eine von der Öffnung (18) weg gerichtete Strömung der Kristallisationslosung erzeugt
2 Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ruhrwerk (6) ein Radialforderer, insbesondere ein von unten angetriebener Impellerrührer
3 Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk (22) ein von unten angetriebener Axialforderer ist, der in einem Leitrohr (21 ) angeordnet ist
4 Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das wandgängige Rührelement (9,10) ein langsam laufender, von oben angetriebener Blattrührer (10) ist.
5 Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Blattrührer
(10) einen zusatzlichen Rahmen (9) aufweist, der die Innenwand des Sedimentationsteils (2) von Kristallen freihält
6 Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (9) beheizbar oder kühlbar ist Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Konus des Sedimentationsteils (2) einen Offnungswinkel von 10 bis 60°, vorzugsweise 20 bis 50°, besonders bevorzugt von 25 bis 45° aufweist
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sedimentationsteil (2) und/oder der Ruhrkessel (1) eine Doppelwand (7, 17) bzw (4, 16) aufweist, die in ihrem Inneren zur Kühlung oder Beheizung der Kristalhsationslosung von einem Warmeaustauschmedium durchströmt wird
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Ruhrkessel (1) eine zusatzliche Umpumpschleife mit Wärmetauscher vorge- sehen ist
Verfahren zur Trennung von Enantiomeren eines racemischen Gemisches unter Verwendung einer Knstallisiervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine übersättigte Losung des Racemats in dem Ruhrkessel (1) zugeführt und mit Impfkristallen eines Enantiomeren mit dem Ruhrwerk (6) intensiv gemischt wird, die Strömung der entstehenden
Suspension mit Hilfe des langsamer drehenden, wandgangigen Ruhrelementes (9, 10) im Sedimentationsteil (2) beruhigt und eventuell nachgebildete Produktkristalle auf der Innenwand des Sedimentationsteils (2) abgeschieden werden und die von dem Enantiomeren abgereicherte Losung am Kopf des Sedimentationsteils (2) abgeführt wird
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Knstallisiervorrichtungen gemäß den Ansprüchen 1 bis 9 hintereinander geschaltet sind und kontinuierlich betrieben werden
Verfahren nach Anspruch 1 1, dadurch gekennzeichnet daß die Ableitung (13) der ersten Knstallisiervorrichtung mit der Zuleitung (12) der nächsten
Kristallisiervorrichtung verbunden ist und in beiden Vorrichtungen unterschiedliche Impfkristalle der optischen Antipoden eingesetzt werden
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Kristallisiervorπchtungen gemäß den Ansprüchen 1 bis 9 parallel geschaltet und kontinuierlich betrieben werden Verfahren nach den Ansprüchen 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstrom der Suspension aus dem intensiv gerührten Ruhrkessel (1) über eine zusatzliche Umpumpschleife mit Wärmetauscher entnommen, im Wärmetauscher um 0, 1 bis 5 °C erwärmt und dem Ruhrkessel (1) wieder zugeführt
Verwendung der Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9 zur Trennung von racemischen Gemischen mittels Kristallisation
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JP10504733A JP2000513998A (ja) 1996-07-05 1997-07-01 晶析機器及び方法
US09/202,436 US6315966B1 (en) 1996-07-05 1997-07-01 Crystallization process and device

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WO (1) WO1998001204A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002026374A1 (en) * 2000-09-28 2002-04-04 Kansai Chemical Engineering Co., Ltd. Heat transfer device

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9914398D0 (en) * 1999-06-22 1999-08-18 Bp Exploration Operating Reduction in solids deposition
US6657073B1 (en) 1999-08-18 2003-12-02 Daesang Corporation Crystallization of α-L-aspartyl-L-phenylalanine methyl ester
CA2343255C (en) * 1999-08-25 2007-05-01 Kansai Chemical Engineering Co., Ltd. Crystallization apparatus and crystallization method
WO2003032951A1 (en) * 2001-08-29 2003-04-24 Dow Global Technologies Inc. A process for preparing crystalline drug particles by means of precipitation
US7677198B2 (en) * 2005-11-28 2010-03-16 Industrial Technology Research Institute Method and apparatus for growing a composite metal sulphide photocatalyst thin film
US20090011238A1 (en) 2005-12-20 2009-01-08 Heinz-Dieter Rheinlander Spherical Menthol Particles
DE102007001427A1 (de) * 2007-01-09 2008-07-10 Bayer Materialscience Ag Kristallisationsverfahren zur Herstellung von Bisphenol A
FR2919200B1 (fr) * 2007-07-27 2009-10-30 Novasep Procede de cristallisation en continu
US20110024354A1 (en) * 2009-07-30 2011-02-03 General Electric Company Desalination system and method
PL3119489T3 (pl) * 2014-03-19 2022-01-17 Basf Se Sposób oddzielania substancji z roztworu
CN111760321A (zh) * 2020-07-20 2020-10-13 河北美邦工程科技股份有限公司 一种己内酰胺结晶集成系统及方法
CN113856235A (zh) * 2021-09-29 2021-12-31 浙江大华技术股份有限公司 降温结晶控制方法、装置、电子设备和系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB460834A (en) * 1936-09-11 1937-02-04 Paul De Lattre Improvements in or relating to apparatus for accelerated crystallisation
GB865311A (en) * 1958-09-28 1961-04-12 Ajinomoto Kk Process for continuous resolution of racemic amino acids
CH365053A (de) * 1959-01-09 1962-10-31 Olin Mathieson Kristallisiereinrichtung
US3266871A (en) * 1960-05-25 1966-08-16 Ajinomoto Kk Optical resolution of racemic substances
US3450751A (en) * 1963-06-15 1969-06-17 Noguchi Inst The Continuous optical resolution of racemic glutamic acid or its salts
US3892539A (en) * 1969-09-26 1975-07-01 Merck & Co Inc Process for production of crystals in fluidized bed crystallizers
EP0216702A2 (de) * 1985-09-24 1987-04-01 Suntory Limited Verfahren und Vorrichtung zur Abscheidung von Tartrat
EP0484769A2 (de) * 1990-11-05 1992-05-13 MITSUI TOATSU CHEMICALS, Inc. Verbessertes Verfahren zur Kristallisierung von Alpha-Aspartyl-L-Phenylalaninmethylester aus deren Lösung

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB460834A (en) * 1936-09-11 1937-02-04 Paul De Lattre Improvements in or relating to apparatus for accelerated crystallisation
GB865311A (en) * 1958-09-28 1961-04-12 Ajinomoto Kk Process for continuous resolution of racemic amino acids
CH365053A (de) * 1959-01-09 1962-10-31 Olin Mathieson Kristallisiereinrichtung
US3266871A (en) * 1960-05-25 1966-08-16 Ajinomoto Kk Optical resolution of racemic substances
US3450751A (en) * 1963-06-15 1969-06-17 Noguchi Inst The Continuous optical resolution of racemic glutamic acid or its salts
US3892539A (en) * 1969-09-26 1975-07-01 Merck & Co Inc Process for production of crystals in fluidized bed crystallizers
EP0216702A2 (de) * 1985-09-24 1987-04-01 Suntory Limited Verfahren und Vorrichtung zur Abscheidung von Tartrat
EP0484769A2 (de) * 1990-11-05 1992-05-13 MITSUI TOATSU CHEMICALS, Inc. Verbessertes Verfahren zur Kristallisierung von Alpha-Aspartyl-L-Phenylalaninmethylester aus deren Lösung

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002026374A1 (en) * 2000-09-28 2002-04-04 Kansai Chemical Engineering Co., Ltd. Heat transfer device
US7011708B2 (en) 2000-09-28 2006-03-14 Kansai Chemical Engineering Co. Ltd. Heat transfer device
CN1466485B (zh) * 2000-09-28 2011-11-09 关西化学机械制作株式会社 传热装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP0909205B1 (de) 2000-05-17
US6315966B1 (en) 2001-11-13
EP0909205A1 (de) 1999-04-21
JP2000513998A (ja) 2000-10-24
DE59701724D1 (de) 2000-06-21

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