@phdthesis{Eckert2019, author = {Eckert, Karl-Andreas}, title = {Grundlagenuntersuchungen zur Optimierung der technischen Kristallisation von Fetts{\"a}uregemischen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-47207}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2019}, abstract = {Trotz der steigenden Nachfrage nach Fetts{\"a}uregemischen mit niedrigen ges{\"a}ttigten Anteilen liegen nur relativ wenige Untersuchungen und industrielle Umsetzungen zur Fraktionierung durch Kristallisationsverfahren vor. Die Reduzierung ges{\"a}ttigter Anteilen aus Gemischen gleicher Kettenl{\"a}ngen ist mittels Destillation nicht m{\"o}glich ist. In dieser Arbeit wurde daher die l{\"o}semittelfreie Schmelzkristallisation in Form der Suspensionskristallisation untersucht. Zur Auslegung und Optimierung von Kristallisationsprozessen ist die Kenntnis der Phasendiagramme und Kristallisationskinetiken von grundlegender Bedeutung. Daher wurden die thermodynamischen Grundlagen der Kristallisation von Fetts{\"a}uregemischen untersucht. Nach der Erarbeitung der Untersuchungs- und Auswertemethoden wurden die zehn bin{\"a}ren Systeme aus den f{\"u}nf Hauptfetts{\"a}uren pflanzlicher Fette und {\"O}le mittels DSC analysiert und die Phasendiagramme mit den metastabilen Bereichen sowie Enthalpiediagramme abgeleitet. Durch Modellierung wurden vier tern{\"a}re Phasendiagramme konstruiert, wesentliche Charakteristika abgeleitet und in ein Modell zur Berechnung der Phasenumwandlungstemperaturen von Systemen aus den f{\"u}nf Hauptfetts{\"a}uren {\"u}berf{\"u}hrt, welches eine mittlere Abweichung von nur 0,4K und eine Standardabweichung von 0,7K liefert. Zudem konnte erstmals der komplexe Verlauf der Kristallisation von Fetts{\"a}uregemischen in den Phasendiagrammen aufgekl{\"a}rt und beschrieben werden. Die Kinetik des Kristallwachstums wurde an drei Fetts{\"a}uregemischen mit verschiedenen K{\"u}hlraten und Zieltemperaturen mittels Polarisationsmikroskopie untersucht. Die eingesetzte K{\"u}hlkammer zeigte mit ±0,003 K Temperaturgenauigkeit sehr lineare Temperaturprofile. Die Projektionsfl{\"a}che der Kristalle wurde, neben den Kristalldichten, aufgrund einer Korrelation zu entsprechenden DSC-W{\"a}rmestromkurven als geeigneter Parameter zur Beschreibung des Kristallwachstums erkannt. Es wurden kinetische Parameter, wie Induktionszeit, Keimbildungsrate, finale Kristalldichte und -fl{\"a}che sowie die Wachstumsgeschwindigkeiten der Einzelkristalle und des Bulks, ermittelt. F{\"u}r die zeitliche Entwicklung wurden Modelle f{\"u}r die Berechnung abgeleitet. Zudem erfolgte die Untersuchung der auftretenden Kristallmorphologien, wobei f{\"u}r alle Kristalle eine lanzettf{\"o}rmige Grundstruktur gefunden wurde. Es wurden Versuche im gr{\"o}ßeren Maßstab in einem Laborreaktorsystem mit 40ml sowie einem Vibromix- und Wavemixer-System mit jeweils 2l Probenmenge durchgef{\"u}hrt. Zur {\"U}berwachung des Kristallwachstums in den Reaktoren wurde ein Laserscanner (FBRM) verwendet. Versuche mit verschiedenen K{\"u}hlraten, Durchmischungsparametern und Zieltemperaturen zeigten den Vorteil einer scherarmen Durchmischung zur Erreichung gut trennbarer Kristallsuspensionen. Die Abtrennbarkeit wurde mittels Druckfiltration und Zentrifugation {\"u}berpr{\"u}ft, wobei die Druckfiltration mit Ausbeuten an Mutterlauge von bis zu 98\% die besten Resultate lieferte.}, subject = {Fetts{\"a}uregemische; bin{\"a}re, tern{\"a}re und quint{\"a}re Phasendiagramme; Modellierung; Kristallwachstumskinetik; Abtrennung; Fatty acid mixtures; Binary, ternary and quinternary phase diagrams; Modelling; Crystal growth kinetics; Separation; Fetts{\"a}uren; Gemisch; Trennverfahren; Kristallwachstum; Modellierung; Phasendiagramm}, language = {de} }