Equipos de Cristalizacion

 

Equipos de ristalización

INTRODUCCIÓN La Cristalización es un Proceso de separación de tipo Sólido-Líquido en el que existe transferencia de masa de un soluto de una solución líquida a una fase cristalina sólida pura. Un ejemplo importante es en la producción de sacarosa de azúcar de remolacha, en el que la sacarosa se cristaliza afuera de una solución acuosa.

 

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DEFINICIÓN 

La Cristalización es un proceso industrial en donde se forman partículas sólidas a partir de una fase homogénea (que puede ser gas o líquida).

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO La Formación de cristales sólidos dentro del seno de una solución líquida, es la de mayor importancia comercial dentro del proceso de Cristalización. La solución se concentra y se enfría hasta que la concentración del soluto es superior a su solubilidad a dicha temperatura y el soluto forma cristales casi puros.

 

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CRIST LIZ DORES Los cristalizadores comerciales pueden operara de forma continua o por cargas, excepto para aplicaciones especiales, pero es preferible la operación continua. Condiciones de los Cristalizadores:  

Crear una solución sobresaturada, ya q que ue la cristalización no se puede producir sin sobresaturación.

 

El

medio

utilizado

para

producir

la

sobresaturación

depende

esencialmente de la curva de solubilidad de cada soluto.  

Existen com compuestos puestos q que ue poseen curvas d de e solubilidad invertida y se hacen más solubles a medida que la temperatura disminuye.

 

Para cristalizar estos materiales se precis precisa a crear lla a sobresaturac sobresaturación ión mediante evaporación. En los casos intermedios resulta útil la combinación de evaporación y de enfriamiento.

EQUIPOS DE CRIST LIZ CIÓN 1. Cristalizadores de tanque

 

Equipos de ristalización Es un método antiguo que aún se utiliza en casos especializados, consiste en enfriar soluciones saturadas en tanques abiertos. Después de cierto tiempo, se drena el licor madre y se extraen los cristales. En este método es difícil controlar la nucleación y el tamaño de los cristales.  Además los cristales contienen cantidades considerables del licor madre y, por otra parte, los costos de mano de obra son elevados. En algunos casos, el tanque se enfría por medio de serpentines o chaquetas y se usa un agitador para lograr una mejor velocidad de transferencia de calor; sin embargo, puede haber una acumulación de cristales en la superficie de estos dispositivos. Este tipo de equipos tiene aplicaciones limitadas y algunas veces se usa para la manufactura de productos químicos de alto valor y derivados der ivados farmacéuticos.

2. Cristalizador al v vacío acío con circulación circulación de magma El magma o suspensión de cristales circula por afuera del cuerpo principal del aparato por medio de un tubo de circulación o bomba espiral. El magma fluye a través de un calentador, donde su temperatura se eleva en 2-6 K. Entonces el licor calentado se mezcla con la suspensión del cuerpo principal y se produce una ebullición en la superficie del líquido, misma que causa sobresaturación en el líquido arremolinado cerca de la superficie, provocando depósitos en los cristales suspendidos de esta zona hasta que salen por la tubería de circulación, mientras los vapores salen por la parte superior. El vacío se

 

Equipos de ristalización produce con un eyector de chorro de vapor. También llamado Cristalizador de Suspensión Mezclada y de Retiro de Producto Combinado.   Combinado.

3. Cristalizador de ev evaporación aporación de circulación forzada Este Cristalizador consta de una tubería de circulación y de un intercambiador de calor de coraza. Este calentamiento se realiza sin vaporización y los materiales de solubilidad normal no deben producir sedimentación en los tubos. La cantidad y la velocidad de la recirculación, el tamaño del cuerpo y el tipo y la velocidad de la bomba de circulación son conceptos críticos de diseño, para poder obtener resultados predecibles.

 

Equipos de ristalización 4. Cristalizador

evaporador

de

desviador

y

tubo

de

extracción (DTB, Draft Tube Bafle) Este Cristalizador consta de hélices situadas dentro del cuerpo del cristalizador,

puesto

que

la

circulación

mecánica

influye

considerablemente en el nivel de nucleación dentro del cristalizador, se han desarrollado muchos diseños que utilizan circuladores situados dentro del cuerpo del cristalizador, reduciendo en esta forma la carga de bombeo que se ejercen sobre el circulador. Esta técnica reduce el consumo de potencia y la velocidad de punta del circulador y, por ende, la rapidez de nucleación. La suspensión de cristales del producto, se mantiene mediante una hélice grande de movimiento lento rodeada por un tubo de extracción dentro del cuerpo. La hélice dirige la lechada hacia la superficie del líquido, para evitar que los sólidos pongan en cortocircuito la zona de sobresaturación mas intensa. La solución Madre o lechada enfriada regresa al fondo del recipiente y vuelve a recircular a través de la hélice. Los cristales gruesos se separan de las partículas finas en la zona de asentamiento por sedimentación gravitacional. En esta última, la solución calentada se mezcla con la lechada de recirculación. Este diseño consta de una característica de destrucción de partículas finas que comprende la zona de asentamiento que rodea al cuerpo del cristalizador, la bomba de circulación y el elemento calentador. Este último proporciona suficiente calor para satisfacer los requisitos de evaporación y elevan la temperatura de la solución retirada del asentador, con el fin de destruir todas las partículas cristalinas pequeñas que se retiran. Los cristales gruesos se separan de las partículas finas en la zona de asentamiento por sedimentación gravitacional.

 

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5. Cristalizador de refrigeraci refrigeración ón de contacto directo En estos sistemas, a veces no resulta práctico emplear equipos de enfriamiento superficial, porque la diferencia admisible de temperaturas es tan baja (menos de 3°C), que la superficie de intercambio de calor se hace excesiva y porque la viscosidad es tan elevada que la energía mecánica aplicada por el sistema de circulación es mayor que el que se puede obtener con diferencias razonables de temperatura. . Los equipos de este tipo funcionan adecuadamente a temperaturas tan bajas como -59°C (-75°F).

 

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6. Cristalizador de tub tubo o de extracción (D (DT, T, Draft Tube) Este cristalizador se puede emplear en sistemas en que no se desea la destrucción de partículas finas. En los cristalizadores tipo DT y DBT, la velocidad de circulación suele ser mayor que la que se obtiene en un cristalizador similar de circulación forzada. Este Cristalizador requiere tener ciclos operacionales prolongados con materiales capaces de crecer en las paredes del cristalizador. Se utiliza para cristalizar Sulfato de amonio, cloruro de potasio y otros cristales inorgánicos y orgánicos.

 

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7. Cristalizadores con raspadores de su superficie perficie Es el cristalizador de Swenson-Walker, que consiste en un canal abierto de 0.6 m de anchura con fondo semicircular y chaqueta de enfriamiento en el exterior. La rotación a baja velocidad de un agitador en espiral mantiene a los cristales en suspensión. Las aspas pasan cerca de las paredes y rompen los depósitos que puedan haberse formado en la superficie de enfriamiento. Por lo general, el producto tiene una distribución de tamaños de los cristales bastante amplia. En el cristalizador de tubo doble con raspadores el agua de enfriamiento pasa por el espacio anular. Un agitador interno, adaptado con raspadores de resorte que limpian la pared, proporciona un buen coeficiente de transferencia de calor. A este modelo se le llama votator y se usa en la cristalización de mantecado y en la plastificación de margarina.

 

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8. Evaporador-cristalizador con circul circulación ación del liqu liquido ido La sobresaturación se produce por evaporación. El líquido circulante se extrae por la bomba de tornillos hacia el interior del tubo del calentador por condensación de vapor de agua. El líquido caliente fluye después, hacia el espacio del vapor, donde se produce una vaporización repentina que causa sobresaturación. El vapor de salida se condensa, el líquido sobresaturado fluye hacia el tubo de bajada y después hacia arriba a través del lecho de cristales fluidizados y agitados, que de esta manera crecen de tamaño. El líquido saturado de salida vuelve al calentador como corriente de recirculación, donde se une a la alimentación de entrada. Los cristales grandes se sedimentan y el producto se extrae como suspensión de cristales y licor madre. A este modelo se le conoce también como cristalizador de Oslo.  Oslo. 

 

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9. Cristalizador de Howard La cristalización se produce en el seno de una corriente del líquido que circula por el espacio anular entre las dos superficies cónicas. La anterior actúa al mismo tiempo como refrigerante para producir el enfriamiento necesario. Los cristales que se forman son arrastrados hacia arriba por el empuje de la corriente. Solamente los que alcanzan un tamaño suficiente pueden vencer el empuje hidráulico en la parte más estrecha y ser recogidos en la cámara inferior. El caudal puede regularse bajando o subiendo el cono interior.

 

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10.

Cristalizador Wulff-Block

Recipiente alargado de mucha superficie y poco fondo montado sobre arcos metálicos que pueden guiar sobre rodillos para darle un movimiento oscilante las aguas madres entran por un extremo (saturadas por evaporación y la evaporación superficial y el enfriamiento provocan la cristalización, que se efectúan con o sin siembra de gérmenes. El movimiento impide que en las paredes se depositen cristales, los cuales son arrastrados por las aguas madres y recogidos por un extremo, sin clasificación de los mismos. La circulación se consigue por inclinación de la cuna y el funcionamiento es continuo. Es un sistema sencillo y de poco costo.

 

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11.

Cristalizador tipo tanque agitado con serpentines

Consiste en un tanque agitado por lo general con el fondo de cono, conteniendo serpentines de enfriamiento. Ventajas: bajo costo inicial, operación sencilla. Desventajas: requiere una amplia mano de obra y el producto es muy desigual.

 

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BIBLIOGR FÍ -

Y LINOGR FÍ

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http://www.slideshare.net/GerardoMelgozaParamo/equipos-decristalizacion -

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http://www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r95466.PDF

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http://es.scribd.com/doc/77482132/CRISTALIZADOR-SEMINARIO

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Geankoplis C.J. (1995) Procesos de Transporte y Operaciones Unitarias. Segunda edición. México. Ed. Continental. Pág. 633-635