结晶过程中,溶液的过饱和度、物料温度的均匀一致性以及搅拌转速和冷却面积是影响产品晶粒大小和外观形态的决定性因素。要使结晶过程得到有效控制,得到比较满意的晶体,要求结晶机必须有较大的传热面积,合适的搅拌器结构和转速,可控制的冷却水温度以及合理的结晶器内空结构。本智能结晶机系统由智能结晶机、板式换热器、冷却水循环泵和计算机控制系统组成。传热面积主要由壳体夹套和随轴做回转运动的盘管形成,由于冷却面积大,能使循环冷却水迅速地将结晶过程中的热量取走,以有效地保证物料温度能按最佳结晶曲线下降。循环冷却水泵起输送冷却水的作用,并使冷却水保持一定的流速,使传热系数保持恒定。板式换热器的作用是将循环水的热量取走。通过控制冷却水流量大小,可以控制循环水的温度,进而控制结晶机中物料的温度。为了得到外观晶形好的产品,结晶机内物料和循环水的温度差要严格控制,温差不能太小;因此,结晶时间较长。
结晶机的搅拌转速越低,其对结晶过程的扰动越小,所得到的晶粒越均匀、美观。但转速太低又不利于传热过程的进行。因此选用变速电机进行主轴的传动,便于方便地改变转速。同时在设计上采用了不会产生流动死区的折流夹套结构,内部设置了冷却螺旋盘管,主轴采用空心轴,大大提高了冷却面机,使得搅拌在低速时,结晶物料能获得比较满意的传热面积。