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. Deriva¬ te 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 ra¬ cemischer Glutaminsäure, Glutamate und ihrer Derivate der Einsatz eines Rohrreak¬ tors 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 ver¬ wendet 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 Kristallisier¬ vorrichtung 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 Produktions¬ zyklus 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 Wärmeaustausch¬ medium durchströmt wird.

In einer weiteren bevorzugten Variante ist am Rührkessel eine zusätzliche Umpump¬ schleife 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 Kristall¬ breizone her. Damit die Turbulenzen des Kristallbreies sich nicht in den Sedimenta¬ tionsteil 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 einschlie߬ lich 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 Kristallisier¬ vorrichtung, 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 Kristallisier¬ vorrichtungen 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 unter¬ schiedliche Impfkristalle der optischen Antipoden eingesetzt

Bei der Parallelschaltung macht sich neben der hohen Raumzeitausbeute der Kristalli¬ sierzone, 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 Suspen¬ sionspumpen 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 m ³ 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.