DE1769069C3

DE1769069C3 - Wirbelschichtkristallisiervorrichtung und Verwendung zweier insbesondere hintereinander geschalteter Wirbelschichtkristallisiervorrichtungen zum Zerlegen von racemischen Ausgangsstoffen in eine linksdrehende und eine rechtsdrehende Form

Info

Publication number: DE1769069C3
Application number: DE1769069A
Authority: DE
Inventors: Michael Clark N.J. Midler Jun. (V.St.A.)
Original assignee: Merck and Co Inc
Current assignee: Merck and Co Inc
Priority date: 1967-03-29
Filing date: 1968-03-28
Publication date: 1979-02-22
Also published as: FR1564995A; DE1769069A1; US3510266A; DE1769069B2; GB1197859A; NL160492C; NL160492B; NL6803641A; CH475015A

Description

Die Erfindung betrifft eine Wirbelschichtkristallisiervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Wirbelschichtkristallisiervorrichtung der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zur Durchführung von Fällungsreaktionen in verdünnten Lösungen sind aus der DE-PS 8 55 239 bekannt. Beim bekannten Verfahren werden die sich bildenden Reaktionskristalle nach Erreichen einer gewissen Teilchengröße zerkleinert. In dieser zerkleinerten Form können sie der Kristallisiersäule wieder zufließen und als Kristallisationskeime dienen. Dabei ist an die Produktabzugsöffnung eine mit einem Ventil versehene Abzugsleitung angeschlossen. Es ist ferner aus der GB-PS 8 65 311 ein Verfahren zur kontinuierlichen Trennung von racemischen Aminosäuren bekannt, bei dem die übersättigte Lösung einer racemischen Aminosäure am Boden einer Kristallisationssäule eingeführt wird, während an der Spitze der Säule Kristallkeime eines der beiden optisch aktiven Isomeren dieser Säure zugegeben werden. Die Kristallkeime werden durch die aufsteigende übersättigte Lösung verwirbelt, wobei die gewachsenen und ausgefällten Kristalle am Boden der Säule abgezogen werden. Die Lösung mit dem anderen optisch aktiven Isomeren fließt an der Spitze der Säule über. Ein Teil der abgetrennten entstandenen Kristalle wird teilweise wieder gelöst, bis die Kristalle annähernd die Größe von Kristallkeimen haben und dann als solche verwendet werden. Die Kristalle können zu diesem Zweck auch zerbrochen und gesiebt werden. Bei der Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens befindet sich die Produktabzugsöffnung für einen Teil der großen Kristalle unterhalb des oberen Spiegels der Kristallwirbelschicht. Dabei sind nach einer anderen Ausführungsform zur Trennung von D- und L-Isomeren mehrere Säulen hintereinander geschaltet.

Schließlich ist es aus der US-PS 28 76 083 bekannt, eine Ultraschallvorrichtung zur Kristallisation zu verwenden, jedoch dient diese Vorrichtung nicht als Zerkleinerungsvorrichtung, sondern dazu, eine Kristallisation unter Bedingungen zu erzielen, wo bisher keine Kristallisation erreicht werden konnte. In der bekannten Anordnung dienen die Ultraschallschwingungen dazu, den Flüssigkeitsteilchen eine sehr hohe Geschwindigkeit zu erteilen, so daß als Folge dieser Geschwind gkeit eine Kristallisation oder andere Hinwirkungen, beispielsweise eine feine Verteilung oder eine Emulsionsbildung eintreten.

Bei der eingangs genannten Anordnung gemäß der DE-PS 8 55 239 wird als Zerkleinerungsvorrichtung für größere Kristalle ein umlaufendes Walzenpaar verwendet, welches sich innerhalb der Kristallisiersäule befindet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau der Kristallisiersäule derart zu vereinfachen, daß umlaufende Teile vermieden werden.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Zerkleinerungsvorrichtung aus einem Schwingstab besteht, welcher von einem Wandler getragen wird, der durch einen elektrischen Generator zur Erzeugung von elektrischer Energie mit Ultraschallfreqt'enz gespeist wird.

Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung zweier insbesondere hintereinandergeschalteter Wirbelkristallisiervorrichtungen gemäß der Erfindung zur Zerlegung von racemischen Ausgangsstoffen in eine linksdrehende und eine rechtsdrehende Form durch selektives Auskristallisieren aus einer vor ihrer Einführung in die Wirbelschichtkristaliisiervorrichtungen an dem Ausgangsstoff übersättigten Lösung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 5.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Wirbelschichtkristallisiervorrichtungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 4.

Die erfindungsgemäße Wirbelschichtkristallisiervorrichtung ermöglicht einen kontinuierlichen Betrieb über Wochen hinweg, ohne daß nach einmaliger Zugabe von Impfkristallen zu Beginn des Verfahrens eine weitere Zugabe von Impfkristallen notwendig ist. Die Impfkristalle werden vielmehr selbsttätig am Boden der Vorrichtung gebildet. Im Gegensatz hierzu ist es bei der vorausgehend erwähnten Anordnung der britischen Patentschrift 8 65 311 notwendig, Impfkristalle kontinuierlich einzugeben, und ein Teil des erhaltenen Endprodukts muß zur Herstellung weiterer Impfkristalle verwendet werden, die dann wieder dem Verfahrensablauf zugegeben werden.

Die erfindungbgemäße Ausbildung der Wirbelschichtkristallisiervorrichtung vermeidet nicht nur rotierende Elemente zur Zerkleinerung großer Kristalle, sondern ermöglicht auch eine Arbeitsweise, bei der nur sehr wenig Feinkorn entsteht. Deshalb ist der Verlust an Feststoffen in Form von Feinkorn, welches zusammen mit der Flüssigkeit am oberen Ende der Kristallisiersäule abströmt, zu vernachlässigen. Das an einer Stelle zwischen der bodenseitigen Wand der Kristallisiersäule und dem oberen Ende der gebildeten Wirbelschicht abgezogene Produkt besteht aus reinen kristallinen Feststoffen des gewünschten Größenbereichs zusammen mit etwas Flüssigkeit (Trägerflüssigkeit), die die Feststoffe in der Kristallisiersäule im Wirbelzustand hält, und dieser Produktabzug kann erfolgen, ohne daß die Gesamtzahl der Teilchen in der Kristallisiersäule geringer wird als zu Beginn des Betriebs der Vorrichtung. Infolgedessen kann die Kristallisiersäule ununterbrochen betrieben werden, ohne daß Impfkristalle zugesetzt zu werden brauchen, und das aus der Kristallisiersäule abgezogene kristalline Produkt hat ständig einen praktisch gleichmäßigen Korngrößenbereich. Der an einem Wechselstromgenerator mit Ullraschallfrequenz angeschlossene Wandler befindet sich am oder nahe am Boden der Kristallisiersäule und fuhrt der Flüssigkeit in diesem Bereich einen solchen Betrag an Ultraschallenergie zu, daß sich eine Kavitationszone ausbildet ·η die oder in deren Nähe die Kristalle mit Übcrkorn<;rc3e schließlich absinken.

Dabei kommen auf die Kristalle in oder naht- der Kavitationszone mechanische Kräfte von solcher Größe zur Einwirkung, daß die Kristalle, häufig längs ihrer Spaltebenen, zerbrechen, wobei nur eine verhält-"> nismäßig kleine Menge an Feinkorn entsteht.

Bei der Verwendung der Erfindung zum Zerlegen von racemischen Ausgangsstoffen werden zwei Wirbelschichtkristallisiersäulen im Strömungsweg der Flüssigkeit hintereinander geschaltet, und die eisx Kristallisier-¹⁽ⁱ säule wird mit optisch rechtsdrehenden Impfkristallen und die andere mit optisch linksdrehenden Impfkristallen beimpft. Dabei erhält man als Produkt in der einen Kristallisiersäule die rechtsdrehende Form und im anderen Kristallisiergefäß die linksdrehende Form der ι '> betreffenden Verbindung.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen. Es zeigt

F i g. 1 ein schematisches Fließdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wir- -^(| belschichtkristallisiervorrichtung,

Fig. 2 einen vergrößerten Längsschnitt durch den Boden der Kristallisiervorrichtung gemäß Fig. 1 mit zwei Ultraschallwandlein, die unter dem Boden der Kristallisiersäule angeordnet sind und deren Beschal- -"> lungshörner sich durch öffnungen im Boden der Kristallisiersäule nach oben erstrecken,

F i g. 3 einen Querschnitt nach der Linie 3-3 der F i g. 2, wobei ein Teil weggebrochen ist,

Fig.4 einen Querschnitt nach der Linie 4-4 der ^!" F i g. 2,

F i g. 5 ein schematisches Fließdiagramm zur Verwendung zweier Wirbelschichtkristallisiervorrichtungen, von denen eine jede der in Fig. 1 bis 4 dargestellten Vorrichtung entspricht und die so angeordnet sind, daß *"> aus einer flüssigen Lösung eines racemischen festen Stoffes in der einen Wirbelschichtkristallisiervorrichtung Kristalle der linksdrehenden Form und in der anderen Wirbelschichtkristallisiervorrichtung Kristalle der rechtsdrehenden Form gewonnen werden; die ·*<> Abbildung zeigt ferner in schematischer Form eine unverstopfbare Filtervorrichtung, die zusammen mit dem Lösegefäß verwendet werden kann,

Fig.6 einen Längsschnitt einer anderen, zusammen mit dem in F i g. 3 dargestellten Lösegefäß verwendba- *'< ren Filtervorrichtung,

Fig. 7 einen Längsschnitt einer weiteren, in Verbindung mit dem Lösegefäß gemäß F i g. 5 verwendbaren Filtervorrichtung,

Fig. 8 schematisch den unteren Teil einer Wirbel-■'ii schichtkristallisiervorrichtung mit einer Abänderung, bei der der Ultraschallwandlei sich von der Seite her in eine Kammer an oder nahe dem Boden der Kristallisiervorrichtung erstreckt und

F i g. 9 eine schematische Ansicht des unteren Teils ">"> einer Wirbelschichtkristallisiervorrichtung ohne Ultraschallwandler zwecks Erläuterung des Zusatzes von Impfkristallen zur Wirbelschichtkristallisiervorrichtung, während die letztere sich in Betrieb befindet.

Nachstehend wird die in F i g. 1 bis 4 dargestellte, mit hu einer einzigen Kristallisiersäule arbeitende Wirbelschichtkristallisiervorrichtung beschrieben.

Die in Fig. 1 gezeigte Kristallisiersäule 11 weist die folgenden Teile auf:

(1) Einen zylinderförmigen Abschnitt 12 mit der n'i axialen Länge »awund dem Durchmesser »k«;

(2) einen konischen Abschnitt 13 in Form eines umgekehrten Hohlkegelstumpfes, der sich unmittelbar unter dem zylinderförmigen Abschnitt 12

befindet, eine axiale Länge »c« aufweist und sich vom Durchmesser »b« am oberen Ende bis zum Durchmesser »d«am Boden verjüngt;
(3) einen zylindrischen Absetzabschnitt 14, der sich unmittelbar unter dem konischen Abschnitt 13 befindet und die axiale Länge nc« sowie den Durchmesser »f« ^uI weist.

Die Gesamthöhe gder Kristallisiersäule 11 ist gleich der Summe der Längen »a«, »c«und »e«. Die Höhe »c« des konischen Abschnitts 13 i eträgt vorzugsweise etwa ¹5 bis. 60% der Gesamthöhe »g«. Der Durchmesst-r »b« am oberen Ende des konischen Abschnitts 13 beträgt vorzugsweise größenordnungsmäßig das Doppelte bis Vierfache, insbesondere etwa das Dreifache, des Durchmessers »dec am Boden des konischen Abschnitts. Der Winkel θ zwischen der Innenwand des konischen Abschnitts 13 der Säule und der Waagerechten ist verhältnismäßig groß, nämlich größer als 65°, und liegt vorzugsweise zwischen 83° und 89°.

Das obere Ende der Kristallisiersäule ist durch den Deckel 15, der Boden derselben durch die Wand 16 (vgl. F i g. 2) verschlossen. Die den Feststoff in übersättigter Lösung enthaltende Flüssigkeit wird unter Druck, z. B. bei 17, in den unteren zylinderförmigen Absetzabschnitt 14 der Kristallisiersäule eingeleitet.

Die Flüssigkeit strömt, wie durch die Pfeile 18 angedeutet, in der Kristallisiersäule aufwärts und verläßt diese bei 19. Infolge des konischen Abschnitts 13 ist die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit am Boden der Kristallisiersäule am höchsten. Der Deckel 15 ist mit einer normalerweise verschlossenen Öffnung 20 versehen, durch die zu Anfang in die Kristallisiersäule Impfkristalle, vorzugsweise des gleichen festen Stoffes, der sich in der Flüssigkeit in übersättigter Lösung befindet, eingegeben werden, bevor man beginnt, die Flüssigkeit durch die Kristallisiervorrichtung umlaufen zu lassen. Diese Impfkristalle werden in ausreichender Menge zugesetzt, um eine Impfkristallschicht zu bilden, deren oberer Spiegel im Ruhezustand (bei nicht strömender Flüssigkeit) etwa bei der gestrichelten Linie 2i liegt. Wenn diese Impfkristallschicht durch die aufwärts gerichtete Strömung der Flüssigkeit in den Wirbelzustand versetzt wird, kann ihr oberer Spiegel bis etwa zur gestrichelten Linie 22 steigen.

Praktisch haben nicht alle Impfkristalle genau die gleiche Größe. Wenn sich daher die Kristallisiervorrichtung in Betrieb befindet und die Impfkristallschicht durch die aufwärtsgerichtete Strömung der übersättigten Lösung in eine Wirbelschicht überführt worden ist, ereignen sich drei Vorgänge:

1. Die Impfkristalle nehmen in der Kristallisiersäule je nach ihrer Größe und ihrem Gewicht bestimmte Schichthöhen an, indem die größeren, schwereren Teilchen geringere Höhen als die kleineren, leichteren Teilchen erreichen;

2. ein Teil der Feststoffe kristallisiert aus der übersättigten Lösung auf den schwebenden Impfkristallen aus, so daß diese an Gewicht und Größe zunehmen und in der Kristallisiersäule weiter nach unten bis zu einer Höhe absinken, die_>ihrem neuen Gewicht und ihrer neuen Größe entspricht,

3. die Wirbelschicht aus in der Flüssigkeit schwebenden Teilchen (Impfkristalle und Teilchen, die bereits durch Kristallwachstum an Gewicht und Größe zugenommen haben) dehnt sich aus, so daß der obere Spiegel der Wirbelschicht sich in der Kristallisiersäule aufwärts bewegt, z. B. bis zur gestrichelten Linie 23.

Mit der Zeit werden einige K;i:>Lül!e so schwer und groll, daß sie ganz, /um Roden der Kristallisiersäule abi..iken. Bisher war es üblich, diese Kristalle auf einei.i Sieb in der Nähe des Bodens der Kristallisiersäule aufzufangen und sie dann zu entfernen. Nach kurzer Betriebszeil mußte die Kristallisiervorrichtung dann gewöhnlich außer Betrieb gesetzt werden, um diese Kristalle auszutragen. Wenn die Kristalle auf dem Sieb nicht ausgetragen werden, verstopfen sie der Slrömungsweg und behindern die Strömung der durch das Sie' strömenden Trägerflüssigkeit und damit den Ectrieb der Kristallisiervorrichtung, so daß diese scniießlich überhaupt nicht mehr arbeitet.

Selbst wenn bei den bisher bekannten Kristallisiervorrichtungen die /um Boden der Vorrichtung gesunkenen Kristalle entfernt wurden, war es üblich, weitere Impfkristalle in die Kristallisiersäule einzuführen, um die abgezogenen Kristalle zu ersetzen und die Anzahl der Teilchen, an denen Kristallwachstum stattfinden kann nicht zu vermindern. Natürlich müssen die Impfkristalle kleiner und leichter sein als die vom Boden der Kristallisiersäule abgezogenen Kristalle. Daher war eine Verarbeitung, z. B. ein Vermählen, eines Teils dei abgezogenen Kristalle erforderlich, wenn man die benötigten Impfkristalle aus den abgezogenen Kristallen gewinnen wollte.

Unter der Platte 16(F ig. 1 bis 4) des Kristallisiergefäßes 11 befindet sich ein oder befinden sich mehrere mit Ultraschallenergie gespeiste Wandler 31, von denen zwei in F i g. 2 dargestellt sind. Diese wandeln die vom elektrischen Generator 32 kommende elektrische Ultraschallenergie in mechanische Schwingungen der gleichen Frequenz um. Der Wandler befindet sich in dem Gehäuse 33, aus dem sich das den Wandler mit dem Generator 32 verbindende Kabel 34 erstreckt. Das Gehäuse weist den Kühlring 35 auf, gegen den ein gasförmiges Kühlmittel aus den Düsen 36 geblasen wird denen das Kühlmittel durch Leitung 37 zugeführt wird.

Der obere Teil des Wandlers 31 besteht aus dem Schwingstab 38, der vorzugsweise ein zylinderförmiges Unterteil 39 und ein zylinderförmiges Oberteil 40 aufweist; letzteres hat gewöhnlich einen anderen Durchmesser als das Unterteil 39. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Durchmesser des Oberteils 4C kleiner als der Durchmesser des Unterteils 39. Der Schwingstab 38 wird durch den Wandler in Schwingungen mit Ultraschallfrequenz versetzt, die am oberen Ende 41 des Oberteils 40 ihre größte Amplitude haben.

An einer Stelle, an der der Schwingstab die geringste Schwingung ausführt, d. h. an einem Schwingungsknotenpunkt, weist das Unterteil 39 ein Außengewinde 42 auf, mit dessen Hilfe der Wandler an der Montageplatte 43 befestigt ist und von dieser getragen wird. Jeder Schwingstab 38 hat seine eigene Montageplatte 43 Diese Montageplatte ihrerseits ist an einer Platte 44 befestigt, die parallel zur Wand 16 der Kristallisiersäule verläuft, und unterhalb der Wand 16 durch eine ringförmige Wand befestigt, die die Platte 44 mit der Wand 16 der Kristallisiersäule verbindet.

An dem unteren zylinderförmigen Absetzabschnitt 14 der Kristallisiersäule 11 ist die Wand 16 durch Schraubenbolzen 26 befestigt, die sich durch Öffnunger in dem Ring 27 erstrecken und in Gewindelöcher 28 der Wand 16 eingeschraubt sind. Der Ring 27 ist am Boder des zylinderförmigen Absetzabschnitts 14 an denr radialen Flansch 29 angeschweißt, und zwar wird diese Verschweißung vorgenommen, bevor das obere Ende des zylinderförmigen Absetzabschnitts 14 an das untere

Ende des konischen Abschnitts 13 angeschweißt wird. Wenn die Wand 16 mit der Kristallisiersäuk vcr schraubt wird wird ein Dichtungsring 30 zwischen den Flansch 29 und die Wand 16 gelegt.

Die Wand 16 der Kristallisiersäule hat zwei kieisförmige Öffnungen 46, die an der oberen Fläche der Wand 16 einen Durchmesser haben, der etwas größer ist als der Durchmesser »Λ«des oberen Endes 41 des Schwingstabs 38. Die verschiedenen Teile haben solche Abmessungen, daß das zylinderförmige Oberteil 40 eines jeden Schwingstabs 38 sich durch die entsprechende öffnung 46 weit genug nach oben erstreckt, damit sein oberes Ende fluchtgerecht oder im wesentlichen fluchtgerecht mit der Oberfläche der bodenseitigen Wand 18 der K'istallisiersäule 11 verläuft.

Mit der ringförmigen Wand 45 sind die beiden Rohre

47 und 48 verbunden, die daher mit der von den Wänden 16, 44 und 45 unter dem Boden der Kristallisiersäule 11 gebildeten Kammer 49 in Verbindung stehen. Das Rohr

48 ist durch Leitung 50 (F i g. 1) mit dem Einlaß 17 der Kristallisiersäule verbunden, während das Rohr 47 zum Einleiten der Trägerflüsdgkeit in die Kristallisiersäule dient. Daher strömt die Trägerflüssigkeit durch die Kammer 49, bevor sie in die eigentliche Kristallisiersäule gelangt. Ein Teil der Trägerflüssigkeit strömt durch die Kammer 49 aufwärts durch den ringförmigen Spalt zwischen dem oberen Ende 41 eines jeden Schwingstabs 38 und der Wandung der zugehörigen öffnung 46 und gelangt so in den unteren Teil der Kristallisiersäule, ohne durch die Leitungen 48,50 und 17 zu strömen.

Für jeden Schwingstab 38 ist eine Flüssigkeitsdichtung, z. B. dir O-Ring 51. vorgesehen, die mit dem zylinderförmigen Unterteil 39 des Schwingstabs 38 bei ihrer Hindurchführung durch die Platte 44 in Berührung steht. Daher kann aus der Kammer 49 keine Flüssigkeit durch die Platte 44 nach unten entweichen.

Zwischen einer jeden Montageplatte 43 und der Platte 44 befindet sich ein Dichtungsring 52, vorzugsweise aus Kunstkautschuk, wie Polychloropren. Jede Montageplatte 43 ist an der Platte 44 mit drei Schraubenbolzen 53 befestigt, die rings um den betreffenden Schwingstab 38 in gleichen Winkeln angeordnet sind (in F i g. 2 ist für jeden Schwingstab nur ein Bolzen 53 dargestellt). Durch geeignete Einstellung dieser drei Schraubenbolzen 53 gegen den elastischen Dichtungsring 52 wird das obere Ende 41 eines jeden Schwingstabs in der zugehörigen Öffnung 46 zentriert.

Die Teile der beiden Wandler 31, die sich unter der Platte 44 befinden, sind von der Wandlerkammer 54 eingeschlossen, die von dem Rohr 55 mit kreisförmigem Querschnitt und dem Bodendeckel 56 gebildet wird. Das Kühlgas, im vorliegenden Falle Stickstoff, das von den Düsen 36 gegen die Kühlringe 35 geblasen wird, tritt in . die Kammer 54 durch die Leitung 37 ein, füllt die Kammer an und tritt durch die Leitung 57 aus. Die Strömung wird durch den Strömungsmesser 58 gemessen. Der in der Kammer herrschende Druck wird durch das Manometer 59 angezeigt, und das Rohr 60 führt zu einem (nicht dargestellten) Druckschalter, der die Generatoren 32 abschaltet, wenn der Kühlmitteldruck unter einen bestimmten Arbeitswert sinkt Diese hochgradigen Sicherheitsvorkehrungen werden angewandt, weil die Trägerflüssigkeit für die Kristallisiervorrichtung häufig eine entflammbare Flüssigkeit ist, so daß man dafür Sorge tragen muß, daß die Wandler sich nicht bis zur Entzündungstemperatur der Flüssigkeit erhitzen.

Aus dem gleichen Grund hat der Bodendeckel 56 des Wandlergehäuses 54 eine öffnung 62, an die ein nach unten vorspringendes Schauglas 63 so angeschlossen ist, daß Trägerflüssigkeit für die Kristallisiersäule, die etwa in das Wandlergehäuse 54 durchsickert, in das Schauglas fließt und bemerkt wird, worauf man entsprechende Sicherheits- oder Ausgleiehsmaßnahmen treffen kann.

Das Schauglas ist von dem Schutzkäfig 61 umgeben, der es gegen mechanische Beschädigung schützt.

Zwischen dem oberen Deckel 15 der Kristallisiersäule

κι 11 und der bodenseitigen Wand 16 (Fig. 1) und vorzugsweise an einer Stelle unter dem oberen Spiegel der Kristallwirbelschicht und wesentlich über der Wand 16 sowie vorzugsweise längs des konischen Abschnitts 13 der Kristallisiersäule befindet sich die Produktab-■; 7!>gsöffniing 71 und ist durch eine Leitung 72 mit dem fahrbaren Gefäß 73 verbunden, das mit dem Filter 74 und der Leitung 75 zum Abziehen des Filtrates vom Boden des Gefäßes ausgestattet ist. In der Leitung 72 befindet sich das Ventil 76, und in der Leitung 75 befindet sich das Ventil 77. Vom Ventil 77 gelangt das Filtrat über die Pumpe 78 und Leitung 79 zum Lösegefäß 80.

Der zylinderförmige Abschnitt 12 der Kristallisiersäule ist mit einem Schauloch oder mehreren Schaulöchern ausgestattet, von denen drei, nämlich 81, 82 und 83, in F i g. 1 dargestellt sind. Durch diese Schaulöcher kann der Betriebsmann das Innere der Kristallisiersäule beobachten und den Betrieb überwachen; insbesondere kann er die Höhe der Wirbelschicht in der Kristallisier-

3« säule feststellen. Wenn er z. B. beobachtet, daß die Kristallwirbelschicht von der Höhe 22 (d. h. von unterhalb des Schauglases 82) bis zur Höhe 23 (d. h. gegenüber dem Schauglas 82) gestiegen ist, öffnet er das Ventil 76 und zieht so viel Flüssigkeit aus der Kristallisiersäule in das Gefäß 73 ab, daß die Wirbelschicht wieder bis unter das Schauglas 82 sinkt, worauf er das Ventil 76 schließt.

Die Kristallisiersäule 11 ist vorzugsweise von außen mit elektrischen Heizdrähten und einer Wärmeisolation verkleidet (die aus Gründen der Einfachheit nicht dargestellt sind), um die Säulenwand auf einer höheren als der Sättigungstemperatur zu halten, damit möglichst keine Kristallisation an der Wand stattfindet.

Die von der Kristallisiersäule 11 durch den Auslaß 19 abgezogene Flüssigkeit gelangt durch Leitung 87 in das Lösegefäß 80. Vorzugsweise wird sie dort durch den schematisch dargestellten Heizkörper 88 erhitzt. Das Lösegefäß 80 wird durch die öffnung 89 mit neuem, rohem Feststoffmaterial gespeist, und die Lösung wird durch den vom Motor 91 angetriebenen Rührer 90 gründlich durchmischt. Vorzugsweise werden so viel Feststoffe zugegeben, daß die Lösung im Lösegefäß gesättigt oder nahezu gesättigt bleibt. Dies kann die Bildung einer Aufschlämmung bedeuten, die beträchtli-

^ ehe Mengen an Feststoffen enthält

Die Flüssigkeit im Lösegefäß 80 wird durch Leitung 92 abgezogen und durch die Pumpe 93 über Leitung 94 dem Filter 95 zugeführt Das Filtrat des Filters 95 — eine klare, von Teilchen freie, gesättigte oder nahezu

feo gesättigte Lösung des dem Lösegefäß 80 zugeführten Feststoffes — gelangt durch Leitung 96, Ventil 97 und Leitung 98 zum Wärmetauscher 102. Vorzugsweise befindet sich zwischen Leitung 98 und Wärmetauscher 102 der Vorratstank 99, in welchem Falle die Flüssigkeit zuerst durch den Vorratstank 99, Leitung 100, Pumpe

101 und Filter 106 strömt bevor sie den Wärmetauscher

102 erreicht Der Wärmetauscher 102 kühlt die gesättigte oder nahezu gesättigte Lösung um einen

sorgfältig gesteuerten Betrag ab, so daß eine in bezug auf den dem Lösegefäß zugeführten festen Stoff übersättigte Lösung entsteht. Pns Kühlmittel für den Wärmetauscher tritt in die Anlage bei 103 ein und aus derselben bei 104 aus.

Die übersättigte Lösung verläßt den Wärmetauscher durch Leitung 105 und strömt durch Leitung 47 zum Boden der Kristallisiersäule 11, wobei sie vorzugsweise zunächst, wie oben beschrieben, die Kammer 49 durchströmt.

Der Vorratstank 99, falls er vorhanden ist, gewährleistet eine konstante Flüssigkeitszufuhr zur Pumpe 101 für den Fall, daß aus irgendeinem Grund eine zeitweilige Unterbrechung in der Flüssigkeitsströmung vom Lösungsgefäß 80 durch das Filter 95 eintritt.

Die einfachste Möglichkeit, aus dem Lösegefäß 80 eine klare und von Teilchen freie, gesäuigie oder nahezu gesättigte Lösung abzuziehen und über Leitung 100 der Flüssigkeitspumpe 101 zuzuführen, besteht darin, in das Lösegefäß 80 ein oder mehrere (nicht dargestellte) Filter einzubauen. Ein solches Filter kann z. B. ein rohrförmiges Glasfrittenfilter sein, das an seinem oberen Ende von einem Rohr getragen wird und dessen Glasfritten-Filterkerze in die Flüssigkeit in dem Lösebehälter eintaucht. Das Trägerrohr ist mit der zur Pumpe 101 führenden Leitung 100 verbunden, so daß die Pumpe Flüssigkeit aus dem Lösegefäß 80 durch die Poren des Filters nach innen saugt. Wenn mehrere solche Filter verwendet werden, sind sie vor ihrem Anschiüb an die Leitung 100 parallel geschaltet. so

Wenn das Volumen der Trägerflüssigkeit je Zeiteinheit beträchtlich wird, werden so viele rohrförmige Glasfrittenfilter erforderlich, daß das Lösegefäß 80 eine zu große Oberfläche haben müßte. In diesem Falle empfiehlt sich ein außerhalb des Lösegefäßes 80 r, angeordnetes Filter, wie es schematisch bei 95 dargestellt ist.

Für die erfolgreiche Arbeit ist es wesentlich, daß das Strömungsvolumen der Trägerflüssigkeit (d. h. die Geschwindigkeit der Trägerflüssigkeit an einer gegebenen Stelle in der Anlage) im Verlaufe der Zeit möglichst konstant bleibt. Daher soll entweder die Pumpe 101 eine gute Meßpumpe sein, oder zwischen der Pumpe 101 und der Zuführungsleitung 47 zum Kristallisiergefäß soll sich ein Strömungsregler befinden.

Der Druck, unter dem die Trägerflüssigkeit in den Boden der Kristallisiersäule eingeleitet wird, ist mäßig und soll nicht so hoch sein, daß er die Ausbildung der Kavitationszone am oberen Ende der Schwingstäbe hindert oder wesentlich stört. Ein zufriedenstellender Druckbereich liegt bei 0,34 bis 3,4 bar.

Die Trägerflüssigkeit muß so beschaffen sein, daß der zu kristallisierende Stoff in ihr löslich, aber für die praktische Durchführung einer guten Kristallisation aus dieser Flüssigkeit nicht zu löslich oder zu unlöslich ist.

Ferner darf die Trägerflüssigkeit im Verhältnis zu den in die Wirbelschicht überzuführenden Teilchen kein so hohes oder so niedriges spezifisches Gewicht aufweisen, daß die Wirbelschichtbildung in der Kristallisiersäule dadurch behindert wird, und sie darf auch nicht so wenig to flüchtig sein, daß sie eine übermäßige Kraftdichte erfordert, um am oberen Ende der Schwingstäbe eine Kavitationszone zu erzeugen. Für die meisten Kristalle eignen sich als Lösungsmittel z. B. Acetonitril, n-Butanol, 2B-Äthanol, Isopropanol, ein Gemisch aus 70 Gew.-°/o Isopropanol und 30 Gew.-°/o Wasser sowie Methi/nol.

Nachstehend wird die Arbeitsweise der in F i g. 1 bis 4 dargestellten Vorrichtung beschrieben.

Es sei der Einfachheit halber angenommen, daß sich in der Anlage bereits ein stetiger Zustand ausgebildet hat, und daß der rohe Feststoff dem Lösegefäß 80 durch die Öffnung 89 kontinuierlich oder in regelmäßigen Zeitabständen zugeführt wird. Im Lösegefäß mischt sich der feste Stoff mit der durch die Anlage strömenden Trägerflüssigkeit, wobei sich im Lösegefäß eine gesättigte oder nahezu gesättigte Lösung bildet. Je nach der Löslichkeit des festen Stoffes in der Trägerflüssigkeit kann dies bedeuten, daß in dem Lösegefäß eine Aufschlämmmung gebildet wird und ständig vorhanden ist.

Der Ablauf vom Lösegefäß 80 wird filtriert, um eine klare, von Teilchen freie Flüssigkeit zu erhalten, und die '■ wird von der Pumpe SOl zum Wärmelauscher 102 gepumpt, wo sie so weit gekühlt wird, daß mlIi eine übersättigte Lösung bildet. Die übersättigte Lösung wird unter Druck in den Boden der Kristallisiersäule 11 eingeleitet, strömt zum oberen Ende derselben und verläßt die Kristallisiersäule bei 19. Durch die Leitung 87 kehrt die Flüssigkeit zum Lösegefäß 80 zurück.

Beim Aufsteigen in der Kristallisiersäule 11 suspendiert die Flüssigkeit die Kristallschicht im unteren Teil der Kristallisiersäule zu einer Wirbelschicht, und ein Teil des Materials kristallisiert aus der übersättigten Lösung auf den in der Flüssigkeit schwebenden Krisiuücn aus. Die Kristalle nehmen H?her an Größe und Gewicht zu.

Die einzelnen, in der Trägerflüssigkeit schwebenden Kristalle wandern m .ier Kristallisiersäule zu denjenigen Höhen, die ihrer Größe und ihrem Gewicht entsprechen, besonders im konischen Abschnitt 13 der Kristallisiersäule, weil sich dort die Geschwindigkeit der Trägerflüssigkeit derart ändert, daß sie am unteren Ende (beim Durchmesser »d«) am höchsten und am oberen Ende (beim Durchmesser »b«)äm geringsten ist. Daher wandern die größeren Teilchen zum unteren Teil und die kleineren Teilchen zum oberen Teil der Wirbelschicht.

Wenn sich das Material aus der übersättigten Lösung in der Kristallisiersäule auf den in der Wirbelschicht befindlichen Kristallen abscheidet, dehnt sich die Wirbelschicht nach oben aus. Wenn das obere Ende der Wirbelschicht die Höhe des Schauglases 82 erreicht, wird das Ventil 76 in der Produktabzugsleitung 72 geöffnet. So wird aus der Kristallisiersäule ein Gemisch aus Flüssigkeit und Kristallen (welche letzteren das Endprodukt darstellen) an einer Stelle abgezogen, die beträchtlich über dem Boden der Kristallisiersäule liegt, und dem Gefäß 73 zugeführt. Wenn das obere Ende der Kristallwirbelschicht wieder um den erforderlichen Betrag abgesunken ist, wird das Ventil 76 geschlossen und der Produktabzug dadurch unterbrochen.

Im Gefäß 73 werden die Kristalle von der Flüssigkeit durch das Filter 74 getrennt, und das Filtrat wird durch die Pumpe 78 in das Lösegefäß 80 zurückgefördert Die so als Produkt erhaltenen Kristalle sind hinsichtlich Teilchengrößenbereich und Gewicht praktisch gleichmäßig.

Kristalle in der Wirbelschicht, die erheblich größer und schwerer als das kristalline Produkt sind, befinden sich im unteren Teil des konischen Abschnitts 13 der Kristallisiersäule 11, und die schwersten und größten Kristalle sinken bis zur Wand 16 der Kristallisiersäule. Hier gelangen die großen Kristalle in oder nahe an die durch die Ultraschallschwingungen der oberen Enden 41 der Wandler 31 (F i g. 2) erzeugten Kavitationszonen. Während sich diese Kristalle von Überkorngröße in

oder nahe an der Kavitationszone befinden, werden sie der Einwirkung mechanischer Spannungen von solcher Intensität und Geschwindigkeit ausgesetzt, daß sie, oft längs der Spaltebenen der Kristalle, in zwei oder mehrere kleinere Stücke zerbrechen, wubei nur eine verhältnismäßig geringe Menge an Feinkorn entsteht. Die Bruchstücke dieser großen Kristalle wandern dann in der Kristallwirbelschichi aufwärts bis zu den Höhen, die ihrer Größe und ihrem Gewicht entsprechen. Auf diese Weise wird die Kristallwirbelschicht selbsttätig durch kleine Kristalle (Impfkristalle) ergänzt, an denen die Kristallisation stattfindet, ohne daß es ηι.·ίwendig wäre, außerhalb der Anlage Impfkristalle herzustellen und diese von Zeit zu Zeit in die Kristallisiersäule einzuführen. Da dürcii des /erbrechen der Kristalle von Überkorngröße unter der Einwirkung der ÜberschaM-Kaviial!D!ii.ioiie nur verhältnismäßig wenig Peinkorn er.lsifht, findet kaum ein Verlust durch Mitnahme von Feinkorn am oberen Ende der Kristallisiersäule stau.

Bevor die Anlage in Betrieb genommen wird, müssen natüpid; Ii.ipfkr.iiaiie in die Kristallisierräule 11 durch die öffnung 20 eingeführt werden. Woi η die Anlage aber erst einmal üs batet, brauchen keine weiteren Impfkristalle mehr zugesetzt zu werden. Liie einzigen Feststoffe, die der Anlage zugeführt werden, sind die rohen Feststoffe, die in das Lösegefäß 80 durch die öffnung 80 eingegeben werden.

Die in Fig. 1 dargestellte Anlage kann in der oben beschriebenen Weise viele Stunden oder sogar mehrere Tage ununterbrochen arbeiten, ohne daß neue Impfkristalle zugesetzt zu werden brauchen.

Unter Umständen braucht die Schwingstabanordnung nicht kontinuierlich betrieben zu werden, während der Rest der Vorrichtung kontinuierlich arbeitet. Dies trifft z. B. dann zu, wenn durch die durch die Schwingstabanordnung verursachte Kristallzerkleinerung im Verhältnis zur Geschwindigkeit der Bildung von Kristallen mit Überkorngröße und zur Geschwindigkeit des Produktabzugs so viele kleine Kristalle gebildet werden, daß ein intermittierender Betrieb der Schwingstabanordnung ausreicht, um genügend neue Impfkristalle zu erzeugen. Bei einer solchen intermittierenden Arbeitsweise br.ucht die Schwingstabanordnung z. B. in jedem Zeitraum von 90 Sekunden nur 30 Sekunden oder in jedem Zeiüaum von 6 Minuten nur 1 Minute in Betrieb zu sein.

Die in F i g. 1 dargestellte Anlage kann, wie nachstehend beschrieben, in gewisser Hinsicht abgeändert werden. Einige von diesen Abänderungen sind in Fig. 1 durch gestrichelte Linien dargestellt. Die Anlage kann mit einer Abzugsleitung ausgestattet sein, um eine übermäßige Ansammlung von Verunreinigungen zu verhindern, die in den in das Lösegefäß 80 eingeführten rohen Feststoffen enthalten sind. Zum Beispiel kann man durch ein kleines Rohr 107 über das Ventil 108 aus der Leitung 79 einen sehr kleinen Teil des zum Lösegefäß 80 zurückgeleiteten Filtrats in einen Abfluß 109 ablassen.

Die Anlage kann mit einer Umgehungsleitung Ul ausgestattet sein, die die Leitung 87 über ein Ventil 112 unmittelbar mit dem Vorratsbehälter 99 verbindet. Wenn eine solche Umgehungsleitung vorhanden ist, befindet sich in der Leitung 87 zwischen der Umgehungsleitung 111 und dem Lösegefäß 80 ein Ventil 113. Beim normalen Betrieb der Anlage ist das Ventil 113 offen und das Ventil 112 geschlossen, so daß die Umgehungsleitung 111 abgesperrt ist. Wenn die normale Arbeitsweise der Anlage unterbrochen werden soll, z. B. über Nacht oder am Wochenende, wenn niemand zugegen ist, der das Lösegefäß 80 mit rohen Feststoffen beschicken und den Betrieb der Anlage iiberwachen könnte, ist das Ventil 113 geschlossen und •ι das Ventil 112 offen. In diesem Falte umgeht die vom Kopf der Kristallisiersäule 11 kommende Trägerflüssigkeit das LOsegefäß 80 und strömt unmittelbar zum Vorratsbehälter 99. Wenn diese Umgehungsleitung 111 in Betrieb ist, kann auch die Strömung des Kühlmittels

in zum Wärmetauscher iÜ2 unterbrochen werden. Auf diese Weise wird zwar während der Unterbrechungsperiode die Kristallwirbelschicht im Kristalüsiergefäß tt im Wirbelzustanu gehahen, es findet jedoch keine Kristallisation statt, da die da·; Kristallisiergefäß

ι ■> /ugeführte Flüssigkeit keine übersättigte Lösung ist.

Es kann auch eine Leitung 114 vorgesehen sein, die den Oberteil des Vorratsbehälters 99 mit dem Oberteil des Lösegefäßes 80 verbindet, so daß etwa aus dem Vorratsbehälter überströmendes Material in das Lösegefäß zurückgeführt wird.

Die Leitungen 48, 50 und 17 können fortgelassen werden, so daß die ganze Trägerflüssigkeit durch den ringförmigen Spalt zwischen dem oberen Ende 41 eines jeden Schwingstabs und der Wandung der zugehörigen

:> Öffnung 46 in den Boden der Kristallisiersäule !! eintritt.

Gemäß der obigen Beschreibung wird die Übersättigung der Trägerflüssigkeit unmittelbar vor ihrem Eintritt in die Kristallisiersäule 11 durch Kühlen der

in Trägerflüssigkeit bei ihrem Durchgang durch den Wärmetauscher 102 bewerkstelligt. Dies ist die bevorzugte Arbeitsweise. Man kann jedoch auch andere bekannte Methoden anwenden, um eine Übersättigung herbeizuführen, z. B. durch Verdampfen oder durch

ji Einleiten eines Gases in die Trägerflüssigkeit.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform erfolgt der Produktabzug durch eine öffnung 71, die beträchtlich oberhalb der bodenseitigen Wand 16 der Kristallisiersäule 11 und vorzugsweise im konischen Abschnitt

4(i 13 desselben gelegen ist. Wenn ein längerer Betrieb der Kristallisiersäule im stetigen Zustand nicht wichtig ist, kann das Produkt auch an oder sehr nahe dem Boden der KristaHsiersäule abgezogen werden. Unter diesen Umständen werden die größeren Kristalle aus der

4) Kristallisiersäule abgezogen, wohingegen von den kleineren Kristallen nur eine sehr geringe Menge abgezogen wird (da sie sich nicht am Boden der Kristallisiersäule befindet). Im Laufe der Zeit verarmt dann der unterste Teil der Kristalüsiersäuie an größeren

->o Kristallen, da die meisten derselben als Produkt abgeführt werden, nur sehr wenige von ihnen werden durch die Schwingstabanordnung zerbrochen, und die Kristallisationsgeschwindigkeit reicht nicht mehr aus, um größere Kristalle in der Menge zu erzeugen,, wie sie zum Ersatz der Gesamtmenge an abgezogenen größeren Kristallen oder zerbrochenen Kristallen erforderlich ist. Im Laufe der Zeit vermindert sich daher (unter der Annahme, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Trägerflüssigkeit konstant bleibt) die Anzahl der

so größeren Kristalle, die noch bis zur Schwingstabanordnung absinken können, auf Null. Die Kristallwirbelschicht wird nicht mehr durch neue Kristalle ergänzt, und daher vermindert sich mit jedem Produktabzug die Anzahl der Teilchen in der Wirbelschicht bis die Anlage

hi nicht mehr arbeitet.

Deshalb wird das Produkt vorzugsweise an einer erheblich über dem Boden der Kristallisiersäule gelegenen Stelle abgezogen, so daß das abgezogene

Produkt ein Gemisch aus Kristallen verschiedener Größen ist. In der Regel wird man. wenn man alle diese Faktoren gegeneinander abwägt, das Produkt vorzugsweise an einer solchen Stelle abziehen, daß 5 bis 75 Gew.-% der in der Wirbelschicht befindlichen Kristalle sich unterhalb der Produktabzugsstelle befinden.

Nachstehend werden Einzelheiten für vier Kristallisiervorrichtungen A. B, C und D gemäß der Erfindung angegeben:

Einzelheilen	Kristallisiersäule	B	C	D
	A	Rostfreier Stahl	Glas (mit Aus	Glas
Werkstoff der Kristallisiersäule	Glas	(Typ 316) mit	nahme des koni
		polierter Innen	schen Teiles.
		wand	der aus rost
			freiem Stahl
			besteht)
		182,9	182,9	152,4
a) Höhe des zylinderförmigen	152,4
Abschnitts, cm		52,46	7,62	7,62
b) Durchmesser desselben, cm	7,62	142,24	142,24	127
c) Höhe des konischen Abschnitts, cm	172,7	10,82	2,54	3,81
d) Durchmesser am Boden desselben, cm	2,54	35,56	20.32	15,24
e) Höhe des Absetzabschnitts, cm	15,24	10.82	2,54	3,81
/) Durchmesser desselben, cm	2,54	360,70	345,46	294,64
g) Gesamthöhe der Kristallisiersäule, cm	340,34	2,54	1,27	1,27
h) Durchmesser des oberen Endes 41 des	1,27

Schwingstabs, cm

Prozentualer Anteil der Höhe des konischen 51
Abschnitts an der Gesamthöhe der Säule
(c/gx 100)

Winkel θ der Wand des konischen Teiles ungefähr
mit der Waagerechten 89,2°

Erweiterung der Säule im konischen 1 :3

Abschnitt (Verhältnis der Durchmesser d: b)

Strömungsgeschwindigkeit der 0,9

Trägerflüssigkeit, l/Min.

Anzahl der Schwingstäbe je 1

Kristallisiergefäß (in der Wand

zentriert)

Maximale Ultraschall-Ausgangsleistung 250 W
des Generators 32

Maximale elektrische Ultraschalleistung, 190 W
die auf die Schwingstäbe übertragen wird

Maximale tatsächliche elektrische Ultra- 37,5 W/cm-¹ Schalleistungsdichte je cm² des Bodens des
Krisiallisiergefäßes

Ultraschallfrequenz des Generators 32, Hz 19 500

Art des Generators 32 Branson

Modell J-17V 39

ungefähr
85,6°

1 :3

18,2

(in der in Fig. 2,
3 und 4 dargestellten Lage)

250 W
190 W
4,28 W/cm 2

19 500

Branson
Modell J-17
(abgeändert für
19 500 Hz)

41

ungefähr
89°

1 :3

(in der Wand 16
zentriert)

110 W

90 W

17,67 W/cm-'

20 000

Branson
Modell S-IlO

41

ungefähr
89,1°

1 :2
1,2

(in der Wandle

zentriert)

250 W
190 W
16,58 W/cm²

19 500

Branson
Modell I-17V

Wenn die Erfindung zum Zerlegen einer flüssigen Lösung eines festen racemischen Stoffes in die linksdrehende und die rechtsdrehende Form angewandt wird, verwendet man vorzugsweise zwei Wirbelschichtkristallisiersäulen, von denen vorzugsweise eine jede der in Fig. 1 bis 4 dargestellten Kristallisiersäule 11 mit den Zubehörteilen entspricht. Die beiden Kristallisiersäulen können zwar parallel geschaltet sein, sind aber vorzugsweise hintereinander geschaltet. F i g. 5 ist e.ne schematische Darstellung einer solchen Anlage. Einige der in F i g. I bis 4 dargestellten Einzelheiten der Kristallisiersäule 11 sind in F i g. 5 nicht gezeigt, um die Abbildung zu vereinfachen, bilden aber Bestandteile der in Fi g.5 dargestellten Kristallisiersäulen llbund Uc.

Die in Fig. 5 dargestellten Vorrichtungsteile, die mit entsprechenden Teilen gemäß Fig. i bis 4 übereinstim-

men, tragen die gleichen Bezugszeichen, jedoch mit einem hinzugefügten Buchstaben. Der Buchstabe »acc ist den Bezugszeichen für die entsprechenden Vorrichtungsteile hinzugefügt, die sich auf das Lösegefäß und die zugehörigen Teile beziehe :i. Der Buchstabe »b« ist den Bezugszeichen für die Vorrichtungsteile hinzugefügt, die sich auf die erste Kristallisiersäule und die zugehörige Ausrüstung beziehen. Der Buchstabe »c« ist den Bezugszeichen für die Vorrichtungsteile hinzugefügt, die sich auf die zweite Kristallisiersäule und die zugehörige Ausrüstung beziehen.

Das Lösegefäß 80a entspricht also dem Lösegefäß 80, und die Kristallisiersäulen 116 und lic entsprechen der Kristallisiersäule 11.

Unter gewissen Arbeitsbedingungen einer solchen, mit zwei Kristallisiersäulen arbeitenden Zerlegungsanlage ist es zweckmäßig, daß sich in dem Lösegefäß 80a ein Überschuß an Feststoffen befindet, so daß das Lösegefäß 80a unter der Einwirkung des Rührers eine Aufschlämmung enthält. In solchen Fällen ist ein normales Leitungsfilter, wie in Fig. 1 bei 95 dargestellt ist, nicht zufriedenstellend, weil das Lösegefäß dann schnell an Feststoffen verarmt und außerdem das Filter sich verstopft. In diesen Fällen verwendet man vorzugsweise einen Flüssigkeits-Feststoffscheider oder ein unverstopfbares Filter, wie es schematisch in verschiedenen Ausführungsformen in F i g. 5,6 und 7 als Filter 120,220 bzw. 320 dargestellt ist.

Das unverstopfbare Filter 120 gemäß F i g. 5 besteht aus einem senkrechten Druckbehälter 121, der in der Nähe seines oberen Endes einen Einlaß 122 für die Aufschlämmung aufweist. Der Einlaß 122 ist durch Leitung 123 mit der Austrittsseite der Pumpe 93a verbunden, so daß die Aufschlämmung vom Boden des Lösegefäßes 80a durch die Leitung 92a abgezogen und durch die Pumpe 93a über Leitung 123 dem Einlaß 122 zugeführt wird. Die Aufschlämmung strömt durch den Druckbehälter 121 abwärts und tritt am Boden desselben durch den Auslaß 124 aus, von wo sie durch Leitung 125 zum Kopf des Lösegefäßes 80a zurückgeführt wird.

Am Kopf des Druckbehälters 121 befindet sich die Hohlwelle 126, die den durchlochten Zylinder 127 trägt, welch letzterer sich im Inneren des Druckbehälters befindet und zusammen mit der Welle um seine Längsachse drehbar ist. Die Welle 126 besitzt eine Riemenscheibe 128, mittels deren sie durch den Motor

129 über die kraftschlüssig angetriebene Riemenscheibe

130 und den Treibriemen 131 in Umdrehung versetzt wird. Die Seite des Zylinders 127 ist durchlocht und mit Filtertuch bedeckt. Das obere Ende der Hohlwelle 126 steht über Leitung 132 und Ventil 97a mit dem Vorratsbehälter 99a in Verbindung.

Wenn die Pumpen 93a und 101a in Betrieb sind und der Motor 129 den durchlochten Zylinder 127 des unverstopfbaren Filters 120 umlaufen läßt, zirkuliert die Aufschlämmung aus dem Lösegefäß 80a durch den Abscheider 120 (der mit Aufschlämmung praktisch vollständig gefüllt gehalten wird), und ein kleiner Teil der Flüssigkeit der Aufschlämmung (ohne die darin suspendierten Feststoffe) wird durch das Filtertuch und durch die Hohlwelle 126 nach außen getrieben. Die Feststoffe können durch das auf dem Zylinder 127 befindliche Filtertuch nicht nach innen gelangen, sondern werden nach außen von dem Filtertuch abgeschleudert und gelangen zusammen mit dem Strom der Aufschlämmung abwärts durch den AufschlämmiiruT^nii^j^ß -,,-η Roden Ηρς Abscheiders und werden zusammen mit dem Aufschlämmungsstrom in das, Lösegefäß 80a zurückgeleitet.

Der aus dem Abscheider 120 durch die Hohlwelle 126 und Leitung 132 austretende Flüssigkeitsstrom ist die gewünschte, klare, von Teilchen freie, gesättigte oder nahezu gesättigte Lösung, die aus dem Lösetank 80a abgezogen werden soll und als Beschickung für die Pumpe 101a dient.

Der Vorratsbehälter 99a gewährleistet eine konstante

κι Flüssigkeitszutuhr zur Pumpe 101a für den Fall, daß die Zufuhr vom Abscheider 120 vorübergehend unterbrochen ist oder vorübergehend nicht mit der Geschwindigkeit erfolgt, mit der die Pumpe 101a die Flüssigkeit weiterfördert.

r> Von der Pumpe 101a gelangt die Trägerflüssigkeit durch Leitung 136 vorzugsweise zum Wärmetauscher 137, wo sie (falls ein solcher Wärmetauscher vorhanden ist) durch ein bei 138 eintretendes und bei 139 austretendes Heizmittel auf eine bestimmte Temperatur

2(i erhitzt wird. Die erhitzte Trägerflüssigkeit strömt aus dem Wärmetauscher bei 140 aus und gelangt über das normale Leitungsfilter 141 zur Übersättigungsvorrichtung 142, die durch einen Wärmetauscher gebildet wird und bei 143 mit einem Kühlmittel gespeist wird, das bei

j-, 144 austritt, so daß die Trägerflüssigkeit hier auf eine solche Temperatur gekühlt wird, daß der gewünschte Übersättigungsgrad erzielt wird. Die übersättigte Trägerflüssigkeit tritt aus der Übersättigungsvorrichtung 142 bei 145 aus und gelangt durch Leitung 476 zum

in Boden der Kristallisiersäule life

Die Kristallisiersäule 116 wird zu Anfang mit Impfkristallen einer enantiomorphen Form des in der Trägerflüssigkeit in Lösung enthaltenen racemischen festen Stoffes beimpft. Vorzugsweise verwendet man

j-, hierzu das als Nebenprodukt anfallende Isomere, welches häufig die rechtsdrehende Form ist, weswegen in der nachfolgenden Beschreibung davon ausgegangen wird, daß die Kristallisiersäule 116 anfänglich mit rechtsdrehenden Kristallen beimpft wird.

4Ii Die Kristallisiersäule 116 arbeitet ebenso wie die oben beschriebene Kristallisiersäule 11. Das rechtsdrehende Material kristallisiert aus der Trägerflüssigkeit auf den rechtsdrehenden Impfkristallen aus. Diese nehmen an Größe und Gewicht zu und sinken abwärts.

4-, Die Kristalle, die groß genug werden, um zum Boden der Kristallisiersäule 116 in oder nahe an die Kavitationszone oder -zonen am oberen Ende oder den oberen Enden der am Boden der Kristallisiersäule 116 angeordneten Ultraschallwandler abzusinken, werden zu kleineren Kristallen zerbrochen, die dann schnell durch die aufwärtsgerichtete Strömung der Trägerflüssigkeit aus der Kavitationszone fortgeführt werden.

Die Trägerflüssigkeit verläßt die Kristallisiersäule 116 bei 196. An dieser Stelle ist die Flüssigkeit nicht

,5 mehr an der rechtsdrehenden Form des festen Stoffes übersättigt (oder sie ist mindestens nicht so stark übersättigt wie bei ihrem Eintritt in die Kristallisiersäule Hb), sie ist aber noch an der linksdrehenden Form übersättigt.

t,n Aus der Kristallisiersäule 116 gelangt die Trägerflüssigkeit durch Leitung 146 zum Wärmetauscher 147, wo sie auf eine bestimmte Temperatur erhitzt wird. Das Heizmittel tritt in den Wärmetauscher 147 bei 148 ein und aus demselben bei 149 aus. Die wiedererhitzte

_h-, Trägerflüssigkeit strömt aus dem Wärmetauscher bei

150 aus und gelangt durch das normale Leitungsfilter

151 zur Übersättigungsvorrichtung 152, die aus einem Wärmetauscher besteht und bei 153 mit Kühlmittel

gespeist wird, das bei 154 austritt, so daß die Trägerflüssigkeit hier so weit abgekühlt wird, daß sie den gewünschten Übersättigungsgrad an der linksdrehenden Form des zu zerlegenden Materials erlangt Die übersättigte Flüssigkeit verläßt die Übersättigungsvorrichtung 152 bei 155 und gelangt durch Leitung 47c zum Boden der Kristallisiersäule 11a

Die Kristallisiersäule lic wird zu Anfang mit Impfkristallen der anderen enantiomorphen Form des in der Trägerflüssigkeit in Lösung befindlichen festen racemischen Stoffes beimpft. Vorzugsweise ist dies das als Endprodukt gewünschte Isomere, und zwar häufig die linksdrehende Form. Da in der obigen Beschreibung angenommen wurde, daß die Kristallisiersäule 116 mit rechtsdrehenden Kristallen beimpft worden ist, wird im folgenden angenommen, daß die Kristallisiersäule lic zu Anfang mit linksdrehenden Kristallen beimpft wird.

Die Kristallisiersäule lic arbeitet ebenso, wie es oben für die Kristallisiersäule 11 beschrieben wurde. Linksdrehendes Material kristallisiert aus der Trägerflüssigkeit auf den linksdrehenden Impfkristallen aus. Diese nehmen an Größe und Gewicht zu und sinken abwärts. Die Kristalle, die so groß werden, daß sie zum Boden der Kristallisiersäule lic absinken und in oder nahe an die von dem Ultraschallenergie abgebenden Wandler bzw. den Wandlern erzeugte Kavitationszone bzw. erzeugten Kavitationszonen kommen, werden zu kleineren Kristallen zerbrochen, die dann rasch von der aufwärts strömenden Trägerflüssigkeit aus der Kavitationszone fortgeführt werden.

Die Trägerflüssigkeit tritt aus der Kristallisiersäule lic bei 19c aus. An dieser Stelle ist die Flüssigkeit nicht mehr an der linksdrehenden Form des festen Stoffes übersättigt (oder sie ist mindestens nicht so stark übersättigt wie bei ihrem Eintritt in die Kristallisiersäule 114 Der Gehalt der Trägerflüssigkeit an der rechtsdrehenden Form ist bei ihrem Austritt bei 19c der gleiche wie bei ihrem Eintritt in die Kristallisiersäule lic.

Die aus der Kristallisiersäule lic bei 19c austretende Trägerflüssigkeit wird durch Leitung 87c iin Kreislauf zum Lösegefäß 80a zurückgeführt. Hier wird die Trägerflüssigkeit wieder auf ihre ursprüngliche Zusammensetzung gebracht, so daß sie gleiche Mengen an rechtsdrehendem und linksdrehendem Material in Lösung enthält, und die Konzentration der Lösung wird nieder auf die gewünschte Höhe gebracht.

Beim Öffnen des Ventils 766 strömt ein Teil der Trägerflüssigkeit aus der Kristallisiersäule HZ? in das Gefäß 73b ab, wo die Kristalle der rechtsdrehenden Form durch das Filter 746 von der Flüssigkeit abfiltriert werden. Das Filtrat wird von der Pumpe 786 durch Leitung 79b zum Lösebehälter 80a zurückgefördert.

Beim öffnen des Ventils 76c strömt ein Teil der aus der Kristallisiersäule 11 cabgezogenen Flüssigkeit in das Gefäß 73c ab, wo die Kristalle der linksdrehenden Form durch das Filter 74c von der Flüssigkeit abfiltriert werden. Das Filtrat wird von der Pumpe 78c durch die Leitung 79c in das Lösegefäß 80a zurückgefördert.

Die in F i g. 5 dargestellte Anlage zerlegt also das dem Lösegefäß 80a zugeführte racemische Ausgangsgut in rechtsdrehende Kristalle, die in der Kristallisiersäule Hb anfallen, und linksdrehende Kristalle, die in der Kristallisiersäule lic anfallen. Nachdem die Kristallisiersäulen 116 und llczu Anfang mit rechtsdrehenden bzw. linksdrehenden Kristallen beimpft worden sind, arbeitet die Anlage in dieser Weise kontinuierlich, ohne daß v/eitere Impfkristalle hergestellt und irgendeiner der Kristallisiersäulen zugesetzt zu werden brauchen.

Unter kontinuierlich oder fortlaufend wird hier ein Zeitraum von mehreren Tagen oder sogar mehreren Wochen verstanden.

Verschiedene vorteilhafte Abwandlungen der in F i g. 5 dargestellten Anlage sind durch gestrichelte Linien angedeutet und werden nachstehend beschrieben.

Das Oberteil des Vorratsbehälters 99a ist mit dem Oberteil des Lösegefäßes 80a durch die Leitung 161 verbunden, so daß aus dem Vorratsbehälter überfließendes Material im Kreislauf in das Lösegefäß zurückgeführt wird.

Die Leitung 162 verbindet das Oberteil des Lösegefäßes über das Ventil 163 mit der Leitung 87c.
\^r> In der Leitung 87cbefindet sich hinler dem Anschluß der Leitung 162 das Ventil 164. Hinter dem Ventil 164 zweigt die Leitung 165 ab, die zum Auslaß 132 des unverstopfbaren Filters 120 führt In dieser Leitung 165 befindet sich das Ventil 166, und in der Leitung 132 χ befindet sich das Ventil 167.

Unter normalen Arbeitsbedingungen sind die Ventile

164 und 167 offen und die Ventile 163 und 166 geschlosser·. In diesem Falle sind die Leitungen 162 und

165 außer Betrieb.

Wenn der Betrieb, z. B. nachts, unterbrochen werden soll, ohne die normale Arbeitsweise der Anlage tagsüber zu beeinträchtigen, werden die Ventile 164 und 167 geschlossen und die Ventile 163 und 166 geöffnet. Die Temperaturregler der Trägerflüssigkeit können unver-

so ändert bleiben, d. h., die Wärmetauscher 137, 142, 147 und 152 bleiben hinsichtlich ihrer Heiz- und Kühltemperaturen unverändert. Unter diesen Bedingungen wird das Lösegefäß 80a kurzgeschlossen, da die Trägerflüssigkeit vom Auslaß 19c der zweiten Kristallisiersäule

}·> lic durch das offene Ventil 163 und die Leitung 162 direkt zum Vorratsbehälter 99a strömt. Auf diese Weise wird die Trägerflüssigkeit vom Vorratsbehälter 99a nacheinander durch die Kristallisiersäulen 116 und lic und wieder zurück zum Vorratsbehälter im Kreislauf

An geführt. Der Grad der Übersättigung der Trägerflüssigkeit an den Auslaßstellen der als Kühler wirkenden Übersättig'ingsvorrichtung 142 und 152 nimmt allmählich ab, da in den Kristallisiersäulen 116 und lic eine Kristallisation stattfindet und die Trägerflüssigkeit nicht

4^r) durch zusätzliches racemisches Material ergänzt wird, weil das Lösegefäß 80a vom Strömungsweg abgeschaltet ist. Durch diese Verarmung der Trägerflüssigkeit sinkt aber deren Konzentration beim Eintritt in die Kristallisiersäulen 116 und Hc nicht unter den

^r><> Sättigungspunkt, so daß der Strom der Trägerflüssigkeit durch die Kristallisiersäulen 116 und Uc, solange das Lösegefäß 80a kurzgeschlossen ist, keine Impfkristalle in den Kristallisiersäulen auflöst.

Vorzugsweise bleiben die Generatoren 326 und 32c

>^r> während der Periode, in der keine Übersättigung besteht, in Betrieb. Danach können diese Generatoren abgeschaltet werden.

Wenn die Übersättigung der Trägerflüssigkeit vollständig verschwunden ist, kann die Anlage gegebenen-

M) falls vollständig außer Betrieb gesetzt werden, indem man die Pumpen 93a und 101a sowie die Motoren 91a und 129 zum Stillstand bringt.

Wenn aus irgendeinem Grunde eine Kristallisiersäule während des normalen Betriebs mit Kristallen des

μ entgegengesetzten Enantiomorphen verunreinigt wird, kann sie auf einfache Weise gereinigt werden, ohne die ganze Anlage stillzulegen und die verunreinigte Kristallwirbelschicht durch eine reine Kristallwirbel-

schicht zu ersetzen.

Angenommen, die Kristallisiersäule 116, die mit rechtsdrehenden Kristallen beimpft worden ist, wird mit linksdrehenden Kristallen verunreinigt. Dam wird, um die Kristallisiersäule Mb zu reinigen, zunächst das Lösegefäß 80a in der oben beschriebenen Weise durch Schließen der Ventile 164 und 167 und öffnen der Ventile 163 und 166 vom Rest der Anlage abgeschaltet

Dann wird die Übersättigungsvorrichtung 142 ro eingestellt, dsß die Temperatur der aus ihr austretenden Trägerflüssigkeit über die Temperatur der aus der Übersättigungsvorrichtung 152 austretenden Trägerflüssigkeit ansteigt und die Kristallisiersäule 116 infolgedessen bei einer höheren Temperatur arbeitet als die Kristallisiersäule lic Dieser Temperaturanstieg ist verhältnismäßig gering und liegt in der Größenordnung von wenigen Graden. Die Kristallisiersäule 116 wirkt nun ähnlich wie das Lösegefäß 80a. Ein Teil der Kristalle in der Kristallisiersäule Mb, und zwar sowohl rechtsdrehende als auch linksdrehende Kristalle, löst sich in der durch die Kristallisiersäule Mb strömenden Trägerflüssigkeit und wird von ihr in die Kristallisiersäule lic mitgeführt. Infolge der normalen Arbeitsweise der Kristallisiersäule lic in Verbindung mit der Übersättigungsvorrichtung 152, die die Trägerflüssigkeit vor ihrem Eintritt in die Kristallisiersäule 11 cbis zur Übersättigungstemperatur kühlt, und in Anbetracht der bereits in der Kristallisiersäule lic vorhandenen linksdrehenden Kristalle kristallisiert das von der Trägerflüssigkeit in die Kristallisiersäule Uceingeführte linksdrehende Material dort aus, das rechtsdrehende Material kristallisiert jedoch nicht aus, sondern bleibt in der Trägerflüssigkeit in Lösung, während diese durch die Kristallisiersäule lic, Leitung 87c, Ventil 163, Leitung 162, den Vorratsbehälter 99a, Leitung 100a, und Pumpe 101a, den Wärmetauscher 136 und die Übersättigungsvorrichtung 142 zur Kristallisiersäule 116 zurückströmt. Dort löst die Trägerflüssigkeit wiederum einen Teil der in der Kristallisiersäule 116 befindlichen linksdrehenden Kristalle, und der Kreislauf wiederholt sich so lange, bis das ganze linksdrehende Material in die Säule Ilcüberführt worden ist.

Sobald man durch Analyse feststellt, daß sich in der Kristallisiersäule Mb keine linksdrehenden Kristalle mehr befinden (oder wenn die Höhe der Kristallwirbelschicht in der Kristallisiersäule lic nicht weiter ansteigt), ist die Reinigung der Kristallisiersäule 116 beendet. Dann wird die Übersättigungsvorrichtung 142 wieder so eingestellt, daß die aus ihm austretende Trägerflüssigkeit ihre ursprüngliche niedrigere Temperatur annimmt, die Ventile 163 und 166 werden geschlossen und die Ventile 164 und 167 geöffnet, worauf die Anlage wieder zu ihrer normalen Arbeitsweise zurückkehrt.

Die Reinigung der Kristallisiersäule lic erfolgt in entsprechender Weise und braucht hier nicht beschrieben zu werden.

Diese Art der Reinigung der Kristallisiersäule hat den Vorteil, daß die Reinigung ohne Stillegung der Anlage, Abziehen der verunreinigten Kristallwirbelschicht und Ersatz derselben durch eine reine Kristallwirbelschicht durchgeführt werden kann, ferner daß man weiter mit einer übersättigten Trägerflüssigkeit arbeiten kann, daß die Reinigungskapazität unbegrenzt ist und daß bei dem Verfahren kein Materialverlust eintritt. Im Zusammenhang mit dem letztgenannten Vorteil ist zu beachten, daß das rechtsdrehende Material in der Kristallwirbelschicht in der Kristallisiersäule 116, das bei der Reinigung der Kristallisiersäule 116 durch die Trägerflüssigkeit aus der Wirbelschicht herausgelöst wird. letzten Endes nicht verlorengeht, sondern schließlich wieder in der Kristallisiersäule 156 in Kristallform abgeschieden wird, wenn die Anlage zu ihrer normalen Arbeitsweise zurückkehrt.

Unter gewissen Arbeitsbedingungen der in Fig. 5 dargestellten Anlage in Verbindung mit anderen Verfahren kann es von Vorteil sein, mehr rechtsdrehende als linksdrehende Kristalle zu erzeugen. Dies kann z. B. der Fall sein, wenn das rechtsdrehende Material außerhalb der in F i g. 5 dargestellten Anlage auf racemisches Material verarbeitet wird, welches dann dem in F i g. 5 dargestellten Lösegefäß 80a zugeführt

ij wird. Wenn in diesem Falle die Racemisierung des rechtsdrehenden Materials nicht vollständig verläuft, enthält die Beschickung für das Lösegefäß 80a gemäß Fi g. 5 mehr rechtsdrehendes als linksdrehendes Material. Wenn nun bei kontinuierlicher Arbeitsweise die Anlage gemäß Fig. 5 mit einem solchen Material beschickt wird, muß der Ausstoß der Kristallisiersäule 116, welche rechtsdrehende Kristalle erzeugt, den Ausstoß der linksdrehende Kristalle erzeugenden Kristallisiersäule 11 c übersteigen.

2) Dies läßt sich leicht erreichen, indem man die Kristallisiersäule 116

(a) mit einer Trägerflüssigkeit, deren Temperatur etwas niedriger ist als diejenige der Trägerflüssigkeit in der Kristallisiarsäule 11 c. oder

in (b) mit einer Kristallwirbelschicht, die etwas höher ist als die Kristallwirbelschicht in der Kristailisiersäule 11 c, oder

(c) mit einer Kombination dieser Unterschiede arbeiten läßt.

i-> Unter Umständen ist es möglich, die in F i g. 5 dargestellte, mit zwei Kristallisiersäuien arbeitende Zerlegungsanlage ohne das in Fig. 5 gezeigte unverstopfbare Filter 120. sondern nur mit einem einfachen Leitungsfilter zu betreiben, wie es in Fi g. ■ bei 95 dargestellt ist.

Dies ist dann der Fall, wenn das Lösegefäß 80a keine Aufschlämmung zu enthalten braucht. Solche Bedingungen erhält man, wenn man dem Lösegefäß 80a das racemische Materia! mit der gleichen Geschwindigkeit

1- zuführt, mit der das zerlegte Material aus den Kristallisiersäulen 116 und lic abgezogen wird. Vorzugsweise bedient man sich zu diesem Zweck einer selbsttätigen Zuführungsvorrichtung für das Lösegefäß 80a, die durch die Menge des in den Kristallisiersäulen

w erzeugten zerlegten Materials gesteuert wird.

Wenn allerdings eine solche selbsttätige Arbeitsweise aus wirtschaftlichen Gründen nicht gerechtfertigt ist, wird die Betriebsweise des Lösegefäßes 803 mit einer Aufschlämmung bevorzugt, weswegen man vorzugsweise mit einem Feststoff-Flüssigkeitsscheider der bei 120 dargestellten Art arbeitet.

Eine andere Form eines Feststoff-Flüssigkcitsscheiders, der an Stelle der Vorrichtung 120 gemäß Fig.5 verwendet werden kann, ist der Abscheider 220 gemäß

W) F i g. 6. Dieser besteht aus einem Druckbehälter 221 mit einem Aufschlämmungseinlaß 222, einem Aufschlämmungsauslaß 224, einem Filtratauslaß 232 und einer durch einen Motor angetriebenen WeHc 126, die sich von ooen her in den Druckbehälter 221 erstreckt.

r,-, Innerhalb des Behälters ist ein zylinderförmiges Drahtnetzrohr 270 längs seines Umfanges am unteren Ende unbeweglich auf der waagerechten Platte 271 gelagert, die eine Trennwand zwischen dem zylinderför-

migen Haupttc'l des Behälters 22t und seinem nach unten gewölbten Bodendeckel 272 bildet. Das obere Ende des Rohres 270 ist durch den Deckel 273 verschlossen, der innerhalb des Rohres 270 den geschlossenen Mittelzyiinder 274 trägt. Dieser Mittelzylinder 274 hat einen selchen Durchmesser, daß der ringförmige Raum 275 zwischen der Oberfläche des Mitlelzylinders 274 und der Innenfläche des Rohres 270 verhältnismäßig klein ist. Der Boden des Zylinders 274 reicht nicht bis zur Platte 271. In der Mitte der Platte 271 ¹ cfindet sich die Öffnung 276, an die der Filtratauslaß 232 angeschlossen ist.

An der zylinderförmigen Wand des Drahtnetzrohres 270 ist (vorzugsweise an der Außenseite) das Filtertuch 277, ζ. B. aus Leinwand oder Polytetrafluorathylen, befestigt.

Die Aufschlämmung tritt aus der Leitung 123 in den Behälter 221 durch den Einlaß 222 im Deckel 278 ein und strömt abwärts in den ringförmigen Raum 279 zwischen der zylinderförmigen Wand des Behälters 221 und dem auf dem Drahtnetzrohr 270 befestigten Filtertuch 277. Am unteren Ende des Ringraumes 279 weist die Platte 271 eine Anzahl von Löchern 280 auf, durch die die Aufschlämmung aus dem Raum 279 in den Raum 281 zwischen der Platte 271 und dem unteren Deckel 272 gelangen kann. Aus dem Raum 281 strömt die Aufschlämmung durch den Auslaß 224 aus und kehrt durch Leitung 125 in das Lösegefäß 80a zurück.

Ein Teil der Trägerflüssigkeit der Aufschlämmung dringt durch das Filtertuch 277 in den ringförmigen Raum 275 ein, während die Feststoffe auf dem Äußeren des Filtertuches zurückgehalten werden. Die durch das Filtertuch 277 hindurchfiltrierende Flüssigkeit besteht aus einer gesättigten Lösung des dem Lösegefäß 80a (F i g. 5) zugeführten festen Materials. Aus dem ringförmigen Raum 275 strömt das Filtrat abwärts zur Bodenplatte 271, durch die Öffnung 276 und durch den Auslaß 232 in die Leitung 96a, durch die es zum Vorratsbehälter 99a (F i g. 5) gelangt.

Um zu verhindern, daß die Feststoffe, die durch das Filtertuch nicht hindurchgehen, sich ansammeln und den ringförmigen Raum 279 verstopfen, befindet sich in diesem Raum das zylinderförmige Gitter 282. Dieses Gitter weist an seinem oberen Ende einen radialen Teil 283 auf, der am unteren Teil der sich in den Behälter 221 erstreckenden Welle 126 befestigt ist. Das untere Ende der Welle 126 sowie das daran befestigte Gitter 282 sind durch das Lager 284 auf dem Deckel 273 des feststehenden zylinderförmigen Drahtnetzrohres 270 gelagert Beim Betrieb der in Fig.5 dargestellten Anlage versetzt der Motor 129 die Welle 126 des Abscheiders 220 in Umdrehung, so daß die Aufschlämmung in dem ringförmigen Raum, in dem sich das Gitter 282 befindet, in Bewegung gehalten wird und an dem Filtertuch kein Filterkuchen haften bleibt, der den Raum 279 überbrücken könnte.

Wenn das Drahtnetzrohr 270, das Gitter 282 und die drehbare Lagerung für das Gitter 282 nicht besonders sorgfältig gebaut sind, und wenn das Filtertuch 277 nicht besonders sorgfältig auf der Außenseite des Rohres 270 befestigt ist, verhindert das rotierende Gitter 282 nicht die Ansammlung von Feststoffen auf dem Filtertuch 277. Dann entsteht auf dem Filtertuch ein Filterkuchen, der die Filterwirkung des Filtertuches behindert noch bevor er vollständig oder teilweise von dem rotierenden Gitter 282 losgelöst worden ist. Daher werden die sich auf dem Filtertuch ansammelnden Feststoffe vorzugsweise durch zeitweilige Rückspülung der Filtratleitung,

7 D. für einen Zeitraum . υη 1 Minute je Stunde, entfernt. Diese Rückspülung kann erfolgen, indem man Trägerflüssigkeit aus dem Vorratstank 99a durch Leitung SC:i in die Filtervorrichtung 220 pumpt, wozu man sich einer besonderen Pumpe und einer Anzahl von Ventilen bedient, die diese Rückspülpumpe während der Rückspülperiode in die Leitung einschalten.

Der geschlossene Mittelzylinder 274 hat die Aufgabe, das in dem Feststoff-Flüssigkeitsscheider 220 für das Filtrat zur Verfügung stehende Volumen zu vermindern, so üati der Betriebsinhalt an Filtrat in dem Abscheider .iiöglichst gering ist.

Eine andere Ausführungsform des Feststoff-Flüssigkeitsscheiders ist in F i g. 7 unter dem Bezugszeichen

320 dargestellt. Diese Vorrichtung besteht aus einem Druckbehälter 321 mit einem AufschlämmungseinlaB 322, einem Aufschlämmungsauslaß 324, einem Filtratauslaß 332 und einer durch einen Motor angetriebenen Welle 126, die sich von oben her ins Innere des Behälters

321 erstreckt.

In dem Behälter befindet sich das zylinderförmige Drahtnetzrohr 370, das längs seiner unteren Kante unbeweglich auf der horizontalen Platte 371 gelagert ist, die eine Scheidewand zwischen dem zylinderförmigen Hauptteil des Behälters 321 und seinem nach unten gewölbten Deckel 372 bildet.

An der zylinderförmigen Wand des Drahtnetzrohres 370 ist (vorzugsweise auf der Außenseite) das Filtertuch 377, ζ. B. aus Leinwand oder Polypropylen,befestigt.

Diese Befestigung kann erfolgen, indem man das in flacher Form vorliegende Filtertuch zu einem zylinderförmigen Rohr zusammenrollt, die Enden miteinander verbindet und das Rohr aus Filtertuch dann über das Drahtnetzrohr 370 schiebt. Dann wird ein aus einzelnen Abschnitten bestehendes zylinderförmiges Gitter über dem Filtertuchrohr zusammengebolzt, um das Tuch an Ort und Stelle festzuhalten. Das obere Ende des Rohres 370 hat eine flüssigkeitsdichte Gleitdichtung, wobei sich die nach innen gerichtete Oberfläche 385 des Ringes 386 am oberen Ende des zylinderförmigen Teils des Behälters 321 befindet Wenn der untere Deckel 372 längs seines Randes von dem zylinderförmigen Teil des Behälters 321 losgeschraubt wird, läßt sich die Platte 371 nach unten bewegen, so daß das Rohr 370 und das dieses Rohr umgebende Filtertuch 377 aus dem Behälter 321 herausgenommen werden können und das Filtertuch durch ein neues ersetzt werden kann.

Innerhalb des zylinderförmigen Rohres 370 befindet sich der massive Zylinder 387, der mit seinem oberen Ende am unteren Ende der Welle 126 befestigt ist Die Welle 126 und der Zylinder 387 werden von dem Deckel 388 durch ein bei 389 schematisch angedeutetes Lager getragen. Aus dem unteren Ende des Zylinders 387 ragt nach unten hin die Welle 390 heraus, die in einem Lager in der Platte 371 gelagert ist.

Aus der zylinderförmigen Oberfläche des massiver Zylinders 387 springen die Längsrippen 391 radial nach außen hervor und erstrecken sich nahezu bis zur innerer Oberfläche des Rohres 370, so daß nur der schmale ringförmige Raum 392 verbleibt

Die Platte 371 weist eine Anzahl von Löchern 380 auf die in einem mit dem Rohr 370 koaxialen Kreis, jedoch mit einem etwas geringeren Radius, angeordnet sind Infolgedessen strömt die Aufschlämmung, nachdem sie in das Filter 320 durch den Einlaß 322 eingetreten ist durch diese Löcher 380 aufwärts in den Raum 392 Nachdem die Aufschlämmung die axiale Länge des Rohres 370 durchströmt hat fließt sie vom Kopf des

Rehäiiers durch den Auslaß 324 ab.

Fin Teil der Trägerflüssigkeit der Aufschlämmung dringt durch das Filtertuch -77 in den ringförmigen Raum 379 zwischen der Außenseite des Filtertuches 377 und der Innenseite des /ylinderförmigen Teils des Behälters 321 ein, während die Feststoffe auf der Innerseite des Filiertuches zurückgehalten werden. Die Flüssigkeit, die durch das Filtertuch 377 hindurchfiltriert, ist eine gesättigte Lösung des dem l.ösegefäß 80a (Fig. 5) zugeführten festen Materials. Nachdem dieses f-iltrat den ringförmigen Raum 379 erreicht hat, strömt es aufwärts bis nahezu zum Kopf des zylinderförmigen Teils des Behälters 321, von wo aus es die Filtervorrichtung durch den Auslaß 332 verläßt. Vor, hier gelangt das Fiitrat durch Leitung 9öä zürn Vorratsbehälter 89s (Fig. 5).

Statt das Fiitrat durch das Filtertuch 377 zurückzuspulen, um dort angesammelte Feststoffe loszulösen, kann man sich periodisch für jeweils kurze Zeitdauer, z. B. in einem Zeitraum von 5 Minuten jeweils für 15 Sekunden, eines pulsierenden Stickstoffstromes bedienen. Zu diesem Zweck wird das Ventil 97a (Fig. 5) geschlossen und Stickstoff unter einem etwas höheren Druck als demjenigen, unter dem die Aufschlämmung in den Einlaß 322 eingeführt wird, durch Leitung 132 eingeleitet. Infolgedessen übt das Fiitrat einen Gegendruck auf alle Teile des Filtertuches aus, wodurch der angesammelte Filterkuchen von der Innenseite des Rohres 370 abfällt und von dem zirkulierenden Aufschlämmungsstrom aus dem Raum 392 aufwärts aus der Filtervorrichtung ausgetragen wird. Dieser pulsierende Stickstoffstrom und die entsprechende Betätigung des Ventils 97a können durch einen Zeitschaltmechanismus selbsttätig ausgelöst werden.

Der Boden der Kristallisiersäule gemäß der Erfindung kann so ausgestaltet sein, wie es schematisch in Fig. 8 dargestellt ist. Am unteren Ende des konischen Teils 13 der Kristallisiervorrichtung ist der kugelförmige Absetzabschnitt 394 befestigt, dessen Durchmesser etwa doppelt so groß ist wie der Durchmesser »d«. Der Wandler 395 (der dem Wandler 3J gemäß Fig. 1 bis 5 entspricht) ist derart seitlich rieben dem Absetzabschnitt 394 angeordnet, daß sein Schwingstab 3% (welcher dem Schwingstab 38 entspricht) sich durch die Wandung des Absetzabschnitts 394 erstreckt und sein oberes Ende 397 (welches dem oberen Ende 41 entspricht) sich etwa in der Mitte des Absetzabschnittes befindet. Am unteren Ende des Absetzabschnittes 394 ist ein kurzer zylinderförmiger Abschnitt 398 mit geschlossenem Boden befestigt Das Beschickungsrohr 399 geht durch die zylinderförmige Wand dieses kurzen Abschnitts 398 hindurch und ist mit seinem inneren Ende nach unten gebogen. Das äußere Ende des Beschickungsrohres 398 ist an die Leitung 47 angeschlossen, die der Kristallisiersäule die Trägerflüssigkeit zuführt.

In der durch das obere Ende 397 des Wandlers 395 erzeugten Ultraschall-Kavitationszone werden die Kristalle von Oberkorngröße, die aus dem konischen Abschnitt 13 der Kristallisiersäule nach unten in den kugelförmigen Absetzabschnitt 394 sinken, zerbrochen. Die Bruchstücke dieser Kristalle werden von der durch das Rohr 399 zugeführten Trägerflüssigkeit nach oben in die Kristallisiersäule mitgenommen. Es kann daher nicht vorkommen, daß sich die übergroßen Kristalle am Boden der Kristallisiersäule ansammeln und die Strömung der Trägerflüssigkeit in die Kristallisiersäule behindern und schließlich zum Stillstand bringen. Durch das Zerbrechen d°r übergroßen Kristalle mit Hilfe der

Ultraschallwellen werden die Kristalle, die aus der Kristallisiersäule als Produkt abgezogen werden, selbsttätig durch Impfkristalle ersetzt.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann der in Fig. 8 dargestellte untere Teil der Kristallisiersäule zwischen dem unteren Ende des konischen Abschnitts 13 und dem oberen Ende des kugelförmigen Absetzabschnittes 394 eine kurze zylinderförmige Säule aufweisen. Diese entspricht dann dem kurzen zylinderförmigen Absetzabschnitt 14 gemäß Fig. 1.

Fig.9 erläutert schematisch, wie Impfkristalle der Wirbelschichtkristallisiersäule zugegeben werden können, ohne den Betrieb zu unterbrechen. In der Nähe der Leiltüig 40!, durch die die Trägerflüssigkeit dem Boden der Kristallisiersäule mit dem konischen Abschnitt 13 zugeführt wird, befindet sich das geschlossene Gefäß 402, das die Form eines umgekehrten Hohlkegels hat. Durch den abnehmbaren Deckel 403 des Gefäßes führt das Rohr 404 und reicht fast bis zur Kegelspitze. Das äußere Ende des Rohres 404 ist über das Ventil 405 mit der Leitung 4Oi verbunden. In der Nähe des oberen Endes des Gefäßes 402 verbindet ein weiteres Rohr 406 dieses Gefäß über ein zweites Ventil 407 mit der Leitung 401. Ein drittes Ventil 408 ist in der Leitung 401 zwischen den Anschlüssen der Ventile 405 und 407 an die Leitung 401 vorgesehen. Das das Ventil 405 tragende Rohr mündet in die Leitung 401 in Strömungsrichtung vor dem das Ventil 407 tragenden Rohr ein. Beim normalen Betrieb sind die Ventile 405 und 407 geschlossen, und das Ventil 408 ist offen. Wenn in der Kristallisiersäule (von der hier nur der konische Teil dargestellt ist) Impfkristalle eingeführt werden sollen, wird der Deckel 403 von dem Gefäß 402 abgenommen, die Impfkristalle werden in das Gefäß 402 eingegeben, der Deckel 403 wird wieder aufgesetzt, die Ventile 405 und 407 werden geöffnet, und das Ventil 408 wird teilweise oder ganz geschlossen. Nun muß die Trägerflüssigkeit durch das Gefäß 402 strömen, wobei sie die darin enthaltenen Impfkristalle in die Kristallisiersäu'e mitnimmt.

Diese Anordnung ermöglicht zwar den Zusatz von Impfkristallen zur Kristallisiersäule zum Ersatz der als Produkt entnommenen Kristalle, ohne den Betrieb zu unterbrechen; sie beseitigt jedoch nicht die Kristalle von Überkorngrößen, die zum Boden der Kristallisiersäule sinken. Um die Ansammlung dieser übergroßen Kristalle in der kurzen zylinderförmigen Säule 409 am Boden des konischen Abschnitts 13 zu verhindern, befindet sich die Produktabzugsöffnung der Kristallisiersäule in diesem Falle am Boden des Abschnitts 409, nämlich bei 410. An diese öffnung ist die Leitung 411 angeschlossen, in der sich das Ventil 412 befindet. Die öffnung 410, die Leitung 411 und das Ventil 412 erfüllen die Aufgaben der Öffnung 71, der Leitung 72 bzw. des Ventils 76 gemäß Fi g. 1. Beim Betrieb muß der Boden des Abschnitts 409 der Kristallisiersäule auf die Ansammlung von übergroßen Kristallen überwacht werden, und wenn eine solche Ansammlung stattfindet, muß das Ventil 412 geöffnet werden, um die Kristalle zusammen mit dem Produkt abzuziehen, bevor sie sich in so großer Menge ansammeln, daß sie den Produktabzug stören oder verhindern.

Die Erfindung ist von besonderem Wert, wenn das gewünschte Endprodukt der Wirbelschichtkristallisation ein kristallines Material von besonderer Form und Formgröße oder von besonderem Formgrößenbereich ist oder wenn das gewünschte Endprodukt der

Wirbelschichtkristallisation eine der beiden enantiomorphen Formen eines racemischen Gemisches ist. In den nachstehenden Beispielen sind diese Anwendungsformen der Erfindung an Hand der folgenden Tabelle erläutert:

Beispiel

Anzahl der

Krislallisier-

säulen

1
2
2
2
2
2

Auskristallisieiles Produkt

Amitriptylin

dl-N-Acetylaminonitri!

desgleichen

dl-Acetamido-(p-hydroxyphenyl)-

propionitril

Umwandlung sehr kleiner Kristalle von nadelartiger
Form in gröbere und weniger nadelartige Kristalle

Beispiel 1

Eine Wirbelschichtkristallisiervorrichtung mit einer einzigen Kristallisiersäule A ist gemäß Fig. I angeordnet.

Das zu verarbeitende Material ist 5-(3-Dimethylaminopropyliden)-dibenzc [a,d]-[l,4]-cycloheptadien, das gewöhnlich als »Amitriptylin« bezeichnet wird.

Als Trägerflüssigkeit (Lösungsmittel für das Produkt) dient :■ -okenes Ibopropanol. Um unter Ausschluß von Wasser arbeiten zu können, wird ein Molekularsieb in die Strömungsleitung unmittelbar hinter der Pumpe 101 und'vor dem Filter 106 eingeschaltet. Zum Erhitzen wird ein weiterer Wärmetauscher in die Leitung 87 zwischen dem Auslaß 19 der Kristallisiersäule und dem Lösegefäß 80 eingeschaltet.

Das Lösegefäß 80 wird mit sehr kleinen nadeiförmigen Kristallen beschickt.

Die Temperatur der Flüssigkeit im Lösegefäß 80 wird auf 45° C, die Temperatur der aus dem Wärmetauscher 102 abströmenden Trägerflüssigkeit auf 28°C gehallen.

Die Produktabzugsstelle liegt im konischen Teil C der Kristallisiersäule etwa 33 cm über dem Boden dieses Teils.

Die Schwingstabanordnung befindet sich während des Arbeitens der Wirbelschichtkristallisiervorrichtung ständig in Betrieb.

Nach anfänglichem Beimpfen der Kristallisiersäule mit 1200 g Impfkristallen werden keine weiteren Impfkristalle zugesetzt.

Das kristalline Produkt besteht aus größeren Kristallen, die weniger nadeiförmig ausgebildet sind. Die Kristalle sind länger, und das Verhältnis ihrer Länge zu ihrer Breite hat abgenommen.

Die Beschickung besteht durchweg aus Kristallen mit Größen von weniger als 74 μ, während das Produkt zu 100% aus Kristallen besteht, die kleiner als 1000 μ, aber größer als 210 μ sind.

Nach 48stündigem ununterbrochenem Betrieb der Vorrichtung beträgt die Menge des abgezogenen Produktes 8650 g.

Zerlegung von racemischem Ausgangsgut in die
rechtsdrehende und die linksdrehende Form

Beispiel 2

Die Wirbelschichtkristallisiersäulen sind gemäß F i g. 5 angeordnet und entsprechen den in der obigen Tabelle unter B angegebenen Einzelheiten.

Die Filtervorrichtung 120 entspricht der in Fig.7 Trägerflüssigkeil

Art der verwendeten Kristallisiersäulen

Trockenes Isopropanol A

Methanol B

desgleichen C

desgleichen C (modifiziert)

70% Isopropanol + 30% Wasser C (modifizies t)

Methanol C

dargestellten Vorrichtung.

Die Anlage enthält keinen Wärmetauscher (Erhitzer) 137, und das Filter 141 befindet sich in der Strömungsleitung unmittelbar hinter der Übersättigungsvorrichtung 142.

Das verarbeitete Material ist dl-oc-Acetamido-a-vanillyl-propionitril, das auch als »dl-N-Acetylaminonitril« bezeichnet wird.

j Als Trägerflüssigkeit dient Methanol.

Die Temperatur der Flüssigkeit im Lösegefäß 80a wird auf 30°C geha'V;, und das Lösegefäß enthält überschüssige Feststoffe, so daß die Pumpe 93a eine Aufschlämmung fördert.

id Die Temperatur der aus der durch einen Wärmetauscher (Kühler) gebildeten Übersättigungsvorrichtung 142 austretenden Trägerflüssigkeit, die der ersten Kristallisiersäule Wb zugeführt wird, beträgt 25° C. Die aus der ersten Kristallisiersäule Hb abströmende

i> Trägerflüssigkeit wird im Wärmetauscher 147 auf 30⁰C erwärmt und dann in der Übersättigungsvorrichtung 152 vor ihrem Eintritt in die zweite Kristallisiersäule lic auf 25° C gekühlt.

Die erste Kristallisiersäule 1 In wird zu Anfang mit 50 kg rechtsdrehenden Impfkristallen, die zweite Kristallisiersäule lic mit 50 kg linksdrehenden Impfkristallen beimpft. Während des Betriebs der Anlage werden keiner der beiden Kristallisiersäulen weitere Impfkristalle zugesetzt.

4"> Während des Betriebs der beiden Kristallisiersäulen ist mindestens eine der beiden Schwingstabanordnungen für jede der Kristallisiersäulen life und lic ständig in Betrieb, und für den größten Teil der Arbeitszeit arbeiten beide Schwingstabanordnungen einer jeden Kristallisiersäule.

Die Produktabzugsstellen befinden sich in der Nähe der oberen Enden der konischen Abschnitte 130 und 13c.

Das Produkt der Kristallisiersäule 116 besteht aus rechtsdrehenden Kristallen mit Korngrößen von 135 bis 700 μ und einer mittleren Korngröße von 550 μ.

Das Produkt der Kristallisiersäule lic besteht aus linksdrehenden Kristallen mit Korngrößen von 135 bis 700 μ und einer mittleren Korngröße von 350 μ.

bo Im Verlaufe von fünf aufeinanderfolgenden Wochen werden Versuche von je 60 bis 100 Stunden je Woche durchgeführt, wobei die Arbeit über das Wochenende unterbrochen wird. Die Gesamtbetriebszeit beträgt 400 Stunden. Der Ausstoß einer jeden Kristallisiersäule

b5 beträgt im Mittel 2 kg/Std. Das d-Isomere hat eine Reinheit von mindestens 97,2%, das 1-isomere eine solche von mindestens 98,9%. Das d-Kristallisiergefäß lift war im Verlaufe von 2% der gesamten Betriebszeit

auf Reinigung geschaltet, während das I-Kristallisiergefäß lic nur im Verlaufe von weniger als 0,5% der gesamten Betriebszeit auf Reinigung geschaltet ist.

Beispiel 3

Zwei Wirbelsrhichtkristallisiersäulcn werden gemäß Fig. 5 angeordnet. Die Kristaüisiersäiilen entsprechen der Kristallisierfäule C gemäß der obigen Tabelle mit dem Unterschied, daß der Generator 32 für die Schwingstabanordnung demjenigen der Kristallisiersi'.ile Λ entspricht.

Man arbeitet ohne äußeren Feststoff-FliissigkeiU-scheider 120 (F i g. 5) und auch ohne die der Pumpe 95a entsprechende Pumpe. Siati dessen wird ein innerhalb des Lösegefäßes 80a angeordnetes Filter verwendet, das aus mehreren (nicht dargestellten) rohrförmigen Glasfrittenfiltern besteht, die mit ihren oberen Enden in dem Lösegefäß befestigt sind und mit ihren rohrförmigen Glasfritten-Filterkerzen in die Flüssigkeit des Lösegcfäßes eintauchen. Die oberen Enden der Filterkerzen sind an die Leitung 100a angeschlossen, so daß die Pumpe 101a Flüssigkeit aus dem ! ösegefäß 80a nach innen durch die Foren der Filter saugt.

Die Pumpen 786 und 78c zur Rückführung des Filtrates von den Produktabzugsstellen zum Lösegefäß sind nicht vorhanden, sondern diese Rückführung des Filtrates erfolgt von Hand.

Die Leitung 136 ist mit der Leitung 146 durch eine normalerweise unbenutzte Umgehungsleitung verbunden, ujTi die Kristallisiersäule 116 im Bedarfsfalle kurzschließen zu können (wobei in der Leitung 136 und in der Umgehungsleitung entsprechende Ventile vorgesehen sind). Ebenso befindet sich zwischen der Leitung 146 und dem Lösegefäß eine normalerweise unbenutzte Umgehungsleitung, um die Kristallisiersäule lic im Bedarfsfalle kurzschließen zu können (wobei ebenfalls entsprechende Ventile in der Leitung 146 und in der Umgehungsleitung vorgesehen sind).

Die Umgehungsleitung 162 zum Kurzschließen des Lösegefäßes verbindet die Leitung 87c nicht mit dem Vorratsbehälter 99a, sondern mit der Leitung 100a, und ein Vorratsbehälter ist nicht vorhanden.

Das verarbeitete Material ist dI-&-Acetamido-A-vanillyl-propionitril.

Als Trägerflüssigkeit dient Methanol.

Die Temperatur der Flüssigkeit im Lösegefäß 80a wird auf 30° C gehalten, und das Lösegefäß enthält überschüssige Feststoffe.

Die Temperatur der aus dem Wärmetauscher 157 austretenden Trägerflüssigkeit wird auf 30⁰C gehalten. Nach dem Durchgang durch das Filter 141 wird die Temperatur der Trägerflüssigkeit in der Übersättigungsvorrichtung 142 auf 25°C herabgesetzt, so daß Übersättigung eintritt. Dann wird die Trägerflüssigkeit der ersten Kristallisiersäule 116 zugeführt.

Die aus der ersten Kristallisiersäule lift abströmende Trägerflüssigkeit wird im Wärmetauscher 147 auf 30⁰C erwärmt und dann nach dem Durchgang durch das Filter 151 in der Übersättigungsvorrichtung 152 vor ihrem Einritt in die zweite Kristallisiersäule lic auf 25° C gekühlt.

Die erste Kristallisiersäule 11b wird zu Anfang mit 2000 g rechtsdrehenden Kristallen und die zweite Kristallisiersäule 1 Ic mit 2000 g linksdrehenden Kristallen beimpft Während des Betriebs der Anlage werden zu keinem der beiden Kristallisiersäulen weitere Impfkristalle zugegeben.

Für iede Kristallisiersäule ist ein Generator 32 vorgesehen, so daß die Schwingstabanordnung einer jeden Kristallisiersäule praktisch kontinuierlich in Betrieb ist.

Die Produktabzugsstellen liegen c!wa 5 cm über den oberen Enden der konischen Teile 136 und 13c

Das Produkt der Kristallisiersäule 116.sind rechisdrehende Kristalle mit einer mittleren Teilchengröße von 450 bis 500 μ.

Das Produkt der krisidllisiersäule lic sind linksdrehende Kristalle mit einer mittleren Teilchengröße von 450 bis 500 μ.

Die Siebanalyse der beiden Produkte hat die folgenden Ergebnisse:

I) Korngröße	Rechisdrehende	Linksdrehende
	Kristalle	Krislalle
μ	Gew.-%	Gew.-o/o
,„ 710	0,4	0,2
590	3.0	1,2
500	40,6	25,4
420	22,0	29,8
350	21,8	25.6
,. 210	12,0	15,8
<210	0,4	0,8

Bei einem über 54 Stunden fortgeführten kontinuierlichen Versuch beträgt die Menge der aus der

in Kristallisiersäule 116 abgezogenen rechtsdrehenden Kristalle 4398 g, während am Ende des Versuchs 2290 g in der Kristallisiersäule verbleiben. Die Gesamtmenge der in der Kristallisiersäule 116 während dieser Zeit erzeugten rechisdrehenden Kristalle beträgt also

Γι 4698 g.

Die Menge der aus der Kristallisiersäule lic abgezogenen linksdrehenden Kristalle beträgt in der gleichen Zeit 4516 g, während 2290 g in der Kristallisiersäule am Ende des Versuchs verblieben sind.

4(i Die Gesamtmenge an in der Kristallisiersäule lic während dieser Zeitdauer erzeugten linksdrehenden Kristallen beträgt daher 4806 g.

Beispiel 4

■n Zwei Wirbelschichtkristallisiersäulen C (gemäß der obigen Tabelle) sind gemäß F i g. 5 angeordnet, jedoch mit den folgenden Ausnahmen:

(a) Die konischen Abschnitte 136 und 13cbestehen aus Glas und sind 40,64 cm lang (so daß die Länge »c«

■>(> 40,64 cm beträgt),

(b) die Höhe des zylindrischen Absetzabschnitts 14 gemäß F i g. 1 beträgt 20,32 cm (so daß die Länge »c« 20,32 cm beträgt).

Die Gesamthöhe (g) der Kristallisiersäulen beträgt daher 243,84 cm. der prozentuale Anteil der Höhe des konischen Abschnitts an der Gesamthöhe der Säule (c/g χ 100) beträgt 16,7%, und der Winkel (Θ) der Wandung des konischen Abschnitts mit der Waagerechten beträgt ungefähr 86,4°.

bO Ein äußerer Feststoff-Flüssigkeitsscheider (120 in Fig.5) ist nicht vorhanden. Statt dessen wird ein innerhalb des Lösegefäßes 80a angeordnetes Filter verwendet, das aus mehreren (nicht dargestellten) rohrförmigen Glasfrittenfiltern besteht, die mit ihren b5 oberen Enden in dem Lösegefäß befestigt sind und mit ihren rohrförmigen Glasfritten-Filterkerzen in die Flüssigkeit des Lösegefäßes eintauchen. Die oberen Enden der Filterkerzen sind an die Leitung 100a

angeschlossen, so daß die Pumpe 101a Flüssigkeit aus dem Lösegefäß 80a nach innen durch die Poren der Filter saugt.

Die Leitung 136 ist mit der Leitung 146 durch eine normalerweise unbenutzte Umgehungsleitung verbunden, um die Kristallisiersäule 11b im Bedarfsfalle kurzschließen zu können (wobei in der Leitung 136 und in der Umgehungsleitung entsprechende Ventile vorgesehen sind). Ebenso befindet sich zwischen der Leitung 146 und dem Lösegefäß eine normalerweise unbenutzte Umgehungsleitung, um die Kristallisiersäule lic im Bedarfsfalle kurzschließen zu können (wobei ebtnfalls entsprechende Ventile in der Leitung 146 und in der Umgehungsleitung vorgesehen sind).

Das verarbeitete Material ist dl-a-Acetamido-a-vanillylpropionitril.

Als Trägerflüssigkeit dient Methanol.

Die Temperatur der Flüssigkeit im Lösegefäß 80a wird auf 30⁰C gehalten, und das Lösegefäß enthält überschüssige Feststoffe.

Die Temperatur der aus dem Wärmetauscher 137 austretenden Trägerflüssigkeit wird auf 30°C gehalten. Nach dem Durchgang durch das Filter 141 wird die Temperatur der Trägerflüssigkeit in der Übersättigungsvorrichtung 142 auf 25°C herabgesetzt, so daß Übersättigung eintritt. Dann wird die Trägerflüssigkeit der ersten Kristallisiersäule Wb zugeführt.

Die aus der ersten Kristallisiersäule 11 b abströmende Trägerflüssigkeit wird im Wärmetauscher 147 auf 30⁰C erwärmt und dann nach dem Durchgang durch das Filter 151 in der Übersättigungsvorrichtung 152 vor ihrem Eintritt in die zweite Kristallisiersäule lic auf 25° C gekühlt.

Die erste Kristaliisiersäule 116 wird zu Anfang mit 2600 g rechtsdrehenden Kristallen und die zweite Kristallisiersäule lic mit 2600 g linksdrehenden Kristallen beimpft. Während des Betriebs der Anlage werden zu keiner der beiden Knstallisiersäulen weitere Impfkristalle zugesetzt.

Für die beiden Knstallisiersäulen ist nur ein einziger Generator 32 vorgesehen, weswegen die Schwingstabanordnung der Kristallisiersäule llfc abwechselnd mit derjenigen der Kristallisiersäule Hcbetrieben wird. Die Betriebs/.eit einer jeden Schwingstabanordnung betrugt jeweils mehrere Minuten, worauf die Schwingstabanordnung für eine gleiche Zeitdauer abgeschaltet wird.

Die Produktabzugsstellen liegen etwa 10 cm über dem unteren Ende der konischen Abschnitte 13i> und 13c.

Aus der Kristallisiersäule Wb werden rechtsdrehende Kristalle, aus der Kristallisiersäule lic linksdrehende Kristalle abgezogen.

Die Kristallisiervorrichtung wird im Verlaufe von 11 Tagen 200 Stunden in Betrieb gehalten, und zwar täglich 24 Stunden mit einer Unterbrechung über das Wochenende, wahrend deren das Lösegefäß kurzgeschlossen wird.

Die Menge der nus der Kristallisiersäule 11 b in dieser Zeit abgezogener rech'sdrehenden Kristalle beträgt 12 000 g, während am Fnde des Versuchs ?000 g in der Kristallisiersäule hinterbleiben. Die Gesamtmenge dei während des Versuchs in der Kristaliisiersäule Wt gebildeten rechtsdrehenden Kristalle beträgt daher 1!50Og.

Die Menge der aus der Kristaliisiersäule Hc während dieser Zeit abgezogenen linksdrehenden Kristalle beträgt 11 700 g, während 2000 g am Ende des Versuchs in der Kristaliisiersäule verbleiben. Die Gesamtmenge der in der Kristallisiersäure lic während dieser Zeil gebildeten linksdrehenden Kristalle beträgt dahei 11 100 g.

Die Menge an racemischem Material, das zu Anfang und während des Versuchs in das Lösegefäß 8Oi eingeführt wird, beträgt 28 500 g, die gesamte Material beschickung also 33 700 g.

Am Ende des Versuchs beträgt der Feststoffgehalt irr Lösegefäß 3210 g und der Feststoffgehalt der in der übrigen Teilen der Anlage befindlichen Flüssigkeiter 2560 g, was einer Materialbilanz von 99,2% für der ganzen Versuch entspricht.

Beispiel 5

Man arbeitet mit zwei gemäß F i g. 5 angeordneten Kristallisiersäulen. Eine jede der Kristallisiersäulen entspricht der Kristaliisiersäule C gemäß obiger Tabelle jedoch mit den fc senden Unterschieden:

(a) Die konischen Abschnitte 136und 13cbestehen aus Glas und sind je 40,64 cm lang (so daß die Länge »a< 40,64 cm beträgt),

(b) die Höhe des zylinderförmigen Absetzabschnitts 14 gemäß Fig. 1 beträgt 10,16 cm (so daß die Länge »«< 10,16cm beträgt),

(c) der Boden der Kristaliisiersäule 116 ist für die Beschickung mit Impfkristallen und den Produktabzug vom Boden der Kristallisiersäule gemäß F i g. 9 ausgestaltet,

(d) der Boden der Kristallisiersäule lic ist mit einem kugelförmigen Absetzabschnitt 394 (Durchmesser 5 cm) gemäß Fig. 8 ausgestattet, der sich unter einem 10,16 cm langen zylinderförmigen Abselzabschnitt (entsprechend dem Absetzabschnitt 1Ί gemäß Fig. 1) befindet. Der Schwingstab 396 erstreckt sich durch die Wand des kugelförmiger Abschnittes, wie in Fig. 8 dargestellt. Die Zufüh rung der Trägerflüssigkeit zur Kristallisiersäule erfolgt durch den kurzen zylinderförmigen Abschnitt 398 von etwa 2,5 cm Durchmesser und 12,7 cm Länge unterhalb des kugelförmigen Absetzabschnittes 394 (Fig. 8). Die Produktabzugsöffnung befindet sich etwa 10 cm über dem unteren Ende des konischen Abschnitts 13.

Die Gesamthöhe (g)der Kristallisiersäulen (wobei als unteres Ende der Säule das untere Ende des zylinderförmigen Abschnitts 14 gemäß F i g. 1 gerechnet wird) beträgt 233,7 cm, der prozentuale Anteil der Höhe des konischen Abschnitts an der Gesamthöhe der Kristaliisiersäule (c/g χ 100) beträgt 17,4% und der Winkel (Θ), den die Wand des konischen Abschnitts mit der Waagerechten bildet, etwa 86,4'.

Ein äußerer Feststoff-Flüssigkeitsscheider (120 in Fig. 5) ist nicht vorhanden. Statt dessen wird ein innerhalb des Lösegefäßes 80a angeordnetes Filter verwendet, das ans mehreren (nicht dargestellten] rohrförmigen Gki'frnti-nfiltern besteht, die mit ihren oberen Finden in Η·τμ Losegc^!;i(J befestigt sind und mi; ihrem rohrförmigen GlasiY.'len-Fillcker/cn in die Flüssigkeit des LösegefüHr^ eipt.Ti^hen. Die ober; ~ : -ideri der l'iiu ^er/en sind >.:■ ι\'·ι l.eilun.e too.-

Zwischen dem Wärmetauscher 137 und der Übersättigungsvorrichtung 142 befindet sich kein Filter 141, und zwischen dem Wärmeta-ischer 147 und der Übersättigungsvorrichtung 152 befindet sich kein Filter 151.

Die Leitung 136 ist mit der Leitung 146 durch eine normalerweise unbenutzte Umgehungsleitung verbunden, um die Kristallisiersäule 116 im Bedarfsfalle kurzschließen zu können (wobei in der Leitung 136 und in der Umgehungsleitung entsprechende Ventile vorgesehen sind). Ebenso befindet sich zwischen der Leitung 146 und dem Lösegefäß eine normalerweise unbenutzte Umgehungsleitung, um die Kristallisiersäule lic im Bedarfsfalle kurzschließen zu können (wobei ebenfalls entsprechende Ventile in der Leitung 146 und in der Umgehungsleitung vorgesehen sind).

Das verarbeitete Material ist dl-iX-Acctamido-ix-vanillyl-propionitril.

Als Trägerflüssigkeit dient ein Gemisch aus 70 Gew.-°/o lsopropanolund30Gew.-% Wasser.

Die Temperatur der Flüssigkeil im Lösegefäß 80a wird auf 40,4⁰C gehalten, und das I.ösegefäß enthält überschüssige Feststoffe.

Die Temperatur der die Übersättigungsvorrichtung 142 verlassenden Trägerflüssigkeit beträgt vor ihrem Eintritt in die erste Kristallisiersäule 11635°C.

Die aus der Kristallisiersäure 116 austretende Trägerflüssigkeit wird im Wärmetauscher 147 auf 40,4⁰C erwärmt und dann in der Übersättigungsvorrichtung 152 vor ihrem Eintritt in die zweite Kristsllisiersäulellcauf35°Cgekühlt.

Die erste Kristallisiersäule Wb wird zu Anfang mit 1000 g linksdrehenden Kristallen, die zweite Kristallisiersäule lic mit 1000g rechtsdrehenden Kristallen beimpft. Während des Betriebs der Anlage werden nur zur Kristallisiersäule 11 6, nicht aber zur Kristallisiersäule 1 leweitere Impfkristalle zugesetzt.

Die Schwingstabanordnung der Kristallisicrsäule lic ist während des ganzen Versuchs ständig in Betrieb.

Die Produktabzugsstelle der Kristallisicrsäule 111> liegt etwa 10 cm über dem unteren Ende des konischen Abschnitts 130.

Das Produkt der Kristallisiersäule 116 besteht aus linksdrehenden Kristallen mit einer mittleren Teilchengröße von 650 μ.

Das Produkt der Kristallisiersäule lic besteht aus rechtsdrehenden Kristallen mit einer mittleren Teilchengröße von 650 μ.

Im Verlaufe von 11 Tagen wird die Anlage 100 Stunden in Betrieb gehalten, wobei der Betrieb über das Wochenende und am frühen Morgen durch Kurzschließen des Lösegefäßes unterbrochen wird.

Die Menge der aus der Kristallisiersäulc I Ic während dieser Zeit abgezogenen rechtsdrehenden Kristalle betrag! 5417 g, während 971 g am Ende des Versuchs in der Kristallisiersäule verbleiben. Wie bereits oben erwähnt, wird diese Kristallisiersäule während des Versuchs nicht mit frischem Impfgut beschickt. Die Gesamtmenge der in der Kristallisiersäule lic, die an ihrem Boden mit dem Beschallungsgerät ausgestattet ist, erzeugten rechtsdruhenden Kristalle beträgt 5388 g. Die M enge der aus der Kristallisiersäule Wb während der Versuchszeil abgezogenen linksdrehenden Kristalle beträgt 5536 g, während 743 g am Ende des Versuchs in der Kristallisiersäule hinterbleiben. Außerdem sind während des Versuchs 291 g linksdrehende Kristalle zugesetzt worden. Die Gesamtmenge an linksdrehenden Kristallen, die in der ohne Schwingstab arbeitenden und daher die besondere Herstellung und den Zusatz von Impfkristallen erfordernden Kristallisiersäule 116 während der Versuchsdauer erzeugt worden sind, beträgt 4988 g.

Beispiel 6

Die Anlage weist zwei Wirbeischichtkristallisiersäulen auf, die gemäß F i g. 5 angeordnet sind. Jede der beiden Kristallisiersäulen entspricht der in der obigen Tabelle angegebenen Kristallisiersäule C mit dem Unterschied, daß der Generator 32 für den Schwingstab demjenigen der Kristallisiersäule A entspricht.

Ein äußerer Feststoff-Flüssigkeitsscheider 120 wird nicht verwendet. Statt dessen befindet sich in dem Lösetank 80a ein (nicht dargestellter) Filter, das aus mehreren rohrförmigen Metallfrittenfiltern besteht, die an ihren oberen Enden von dem Gefäß getragen werden und mit ihren rohrförmigen Metallfritten-Filterkerzen in die Flüssigkeit in dem Lösegefäß eintauchen. Die oberen Enden der Filterkerzen sind an die Leitung 100a angeschlossen, so daß die Pumpe 101a Flüssigkeit aus dem Lösegefäß 80a nach innen durch die Poren der Filter hindurchsaugt.

Das verarbeitete Material ist dl-Acetamido-(p-hydroxyphenylj-propionitril.

Als Trägerflüssigkeit dient Methanol.

Die Temperatur der Flüssigkeit im Lösegefäß 80a wird auf 3O⁰C gehalten, und das Lösegefäß enthält überschüssige Feststoffe.

Die Temperatur der aus dem Wärmetauscher (Erhitzer) 137 austretenden Trägerflüssigkeit wird auf 31 °C gehalten. Die Temperatur der aus dem Wärmetauscher (Kühler) 142 austretenden Trägerflüssigkeit beträgt vor ihrem Eintritt in die erste Kristallisiersäule U626,5°C.

Die aus der ersten Kristallisiersäule 116 austretende Trägerflüssigkeit wird im Wärmetauscher 147 auf 31⁰C erwärmt und dann in der Übersättigungsvorrichtung 152 vor ihrem Eintritt in die zweite Kristallisiersäule lic auf 26,5°C gekühlt.

Die Produktabzugsstellen befinden sich etwa 5 cm über den oberen Enden der konischen Abschnitte 136 und 13c.

Die erste Kristallisiersäule 116 wird am Anfang mit 2000 g rechtsdrehenden Impfkristallen, die zweite Kristallisiersäule lic mit 2000g linksdrehenden Impfkristallen beimpft. Während des Betriebs der Anlage werden zu keiner der beiden Kristallisiersäulen weitere Impfkristalle zugesetzt.

Die Schwingstäbe der beiden Kristallisiersäulen 116 und Hc werden intermittierend, nämlich innerhalb je 4 Stunden etwa W₂ Stunde, betrieben.

Das Produkt der Kristallisiersäule 116 besteht aus rechtsdrehenden Kristallen mit Teilchengroßen von 135 bis 700 μ und einer mittleren Teilchengröße von 550 μ.

Das Produkt der Kristallisiersäule lic besteht aus ünksdrehenden Kristallen mit Teilchengrößen von.135 bis 700 μ und einer mittleren Teilchengröße von 550 μ.

33 34

Die Anlage wird 3 Monate lang wöchentlich 60 bis mindestens 97,0%, das 1-lsomere eine Reinheit von

100 Stunden in Betrieb gehalten, wobei der Betrieb über mindestens 98,5%. Die d-Kristallisiersäule lib ist für

die Wochenenden unterbrochen wird. Die Gesamtbe- einen Zeitraum von etwa 5% der gesamten Arbeitsdau-

triebsdauer beträgt etwa 1200 Stunden. In jeder er, die 1-Kristallisiersäule lic für einen Zeitrai'm von

Kristallisiersäule werden im Mittel 30 g Kristalle je ί weniger als 0,5% der gesamten Arbeitsdauer auf

Stunde erzeugt. Das d-lsomere hai eine Reinheit von Reinigung geschaltet.

Hierzu D Blatt Zcichniiimcn

Claims

Patentansprüche:

1. Wirbelschichtkristallisiervorrichtung mit einer Kristallisiersäule, die einen unteren Zufluß und oberen Abfluß aufweist, sowie eine im unteren Teil der Kristallisiersäule angeordnete Vorrichtung zur Zerkleinerung größerer Kristalle zwecks Bildung von Kristallisationskeimen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerungsvorrichtung aus einem Schwingstab (38, 396) besteht, welcher von einem Wandler (31, 395) getragen wird, der durch einen elektrischen Generator (32) zur Erzeugung von elektrischer Energie mit Ultraschallfrequenz gespeist wird.

2. Kristallisiervorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Kristallisiersäule (11) einen zylinderförmigen Abschnitt (12) und einen sich nach unten hin an diesen anschließenden konischen Abschnitt (13) aufweist, der sich nach unten hin vom Durchmesser (b) des zylinderförmigen Abschnitts (12) bis zu einem Durchmesser (d), der die Hälfte bis ein Viertel des Durchmessers (b) des zylinderförmigen Abschnitts beträgt, verjüngt,

b) unter dem konischen Abschnitt (13) ein Absetzabschnitt (14, 394) für große Kristalle vorgesehen ist, und

c) der Wandler (31) so angebracht ist, daß das sich in die Kristallisiersäule (11) erstreckende obere Ende (41, 397) des Schwingstabes (38, 396) durch eine Öffnung (46) in der Wand (16) des Absetzabschnittes (14, 394) hindurchreicht und fluchtgerecht mit der Innenwand (16) des Absetzabschnittes (14) verläuft.

3. Kristallisiervorrichtung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die öffnung (46) in der Wand (16) des Absetzabschnittes (14) einen etwas größeren Durchmesser hat als der Durchmesser (h) des oberen Endes (41) des Schwingstabes (38),

b) das zylinderförmige Oberteil (40) des Schwingstabes (38) zwischen der Wand (16) des Absetzabschnittes (14) für große Kristalle und einem Schwingungsknotenpunkt des Schwingstabes (38) von einer Kammer (49) umgeben ist, die eine Einlaßöffnung aufweist, und

c) diese Einlaßöffnung durch ein Rohr (47) mit der Zuführungsleitung für die der Kristallisiersäule (11) zugeführte übersättigte Trägerflüssigkeit verbunden ist.

4. Kristallisiervorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (32) und der Wandler (31) zur Erzeugung einer Ultraschallfrequenz von etwa 19 500 Hz geeignet sind.

5. Verwendung zweier insbesondere hintereinandergeschalteter Wirbelschichtkristallisiervorrichtungen nach Anspruch 1 bis 4 zum Zerlegen von racemischen Ausgangsstoffen in eine linksdrehende und eine rechtsdrehende Form durch selektives Auskristallisieren aus einer vor ihrer Einführung in die Wirbelschichtkristallisiervorrichtungen an dem racemischen Ausgangsstoff übersättigten Lösung, mit einem Lösegefäß (8Oa^ mit zugeordneter Pumpe (93aJ sowie einer ersten Übersättigungsvorrichtung (112) für die mittels einer Pumpe (lOlaj geförderte Trägerflüssigkeil, wobei eine Leitung (136) die

Auslaßseite der Flüssigkeitspumpe (iOia) mit der ersten Übersättigungsvorrichtung verbindet und eine Leitung (47b) den Auslaß der ersten Übersättigungsvorrichtung mit dem Soden der ersten Kristallisiersäule [Wb) verbindet, der Auslaß (19ty der ersten Kristallisiersäule (Hinüber eine Leitung (146) mit einem Erhitzer (147) verbunden ist, die Auslaßseite des Erhitzers (147) über eine Leitung (150,151) mit einer zweiten Übersättigungsvorrichtimg (152) verbunden ist, die Auslaßseite der zweiten Übersättigungsvorrichtung über eine Leitung (47ς) mit dem Boden der zweiten Kristallisiersäule (llcj verbunden ist und der Auslaß (19c,/ der zweiten Kristallisiersäule (Herüber eine Leitung (87ς/ mit dem Lösegefäß (8Oa^ verbunden ist.