- LTR LOUIS VINCENT METZ GENIE CHIMIQUE
TSCH2
CRISTALLISATION
1) Cristallisation continue de sulfate de ferII heptahydraté
On cristallise le sulfate de ferII heptahydraté FeSO4,7H2O dans un cristalliseur fonctionnant par
refroidissement.
Le cristalliseur est alimenté en solution aqueuse de rapport massique 0,42 en sulfate de ferII. Le
débit de cette solution est égal à 150 kg/h. La température de l’alimentation est 50°C.
Le cristalliseur fonctionne à 20°C.
a) Vérifier que la solution alimentaire n’est pas saturée.
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b) Calculer la masse de cristaux obtenus et le rendement de cristallisation.
c) Déterminer la quantité de chaleur à éliminer par heure en supposant que les pertes
thermiques représentent 5% de cette quantité de chaleur.
Données :
Masses molaires en g/mol : Fe 56 ; S 32 ; O 16 ; H 1
Solubilités du sulfate de fer II : à 50°C 48,6g de produit anhydre pour 100g d’eau
à 20°C 26,5g ---------------------------------------------
Capacité calorifique massique moyenne de la solution : 2,90 kJ.kg-1.K-1
Chaleur de dissolution du sulfate de ferII heptahydraté : 67,8 kJ.kg-1
2) Cristallisation de carbonate de sodium décahydraté
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a) Evaporation
Un évaporateur concentre 1000 kg/h de solution aqueuse de carbonate de sodium de titre
massique 10%. En fin d’évaporation le titre massique en carbonate de sodium est de 30%.
L’évaporation à lieu à 104°C sous la pression atmosphérique.
Calculer les débits massiques horaires d’eau évaporée et de solution aqueuse obtenue en
admettant que la solution obtenue après évaporation n’est pas encore saturée.
b) Cristallisation
La solution aqueuse après évaporation est à 103°C. Elle pénètre dans un cristalliseur
fonctionnant par refroidissement jusqu'à 0°C.
Calculer le débit massique horaire de cristaux obtenus et le rendement de cristallisation.
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cristallisation2.doc
JC Burtin
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La cristallisation est un phénomène exothermique qui dégage de la chaleur. Pour que la
cristallisation s’effectue correctement, on utilise une saumure (solution aqueuse de chlorure de sodium
à point de fusion suffisamment bas pour être refroidie à l’état liquide à -20°C). Cette saumure évacue à
la fois la chaleur permettant le refroidissement de la solution et la chaleur dégagée par la cristallisation.
Calculer le flux de chaleur à évacuer par la saumure.
Données :
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Le carbonate de sodium cristallise sous la forme Na2CO3,10H2O
Masse molaire de Na2CO3 : 106 g/mol ; de Na2CO3,10H2O 286 g/mol
Solubilité à 0°C : 7g de solide anhydre pour 100 g d’eau
Chaleur latente de cristallisation de Na2CO3,10H2O : - 290 kJ/kg
Capacité calorifique massique moyenne de la solution de carbonate de sodium : 2,70 kJ.kg-1.K-1
cristallisation2.doc
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