Contenido Tipos de cristalizadores. ........................................ ........................................................... ....................................... ............................................ ........................ ... 2
.......................................................... ....................................... ....................................... ............................... ........... 3 Cristalizador Cristalizador Howard...................................... Cristalizador evaporador de desviador y tubo de extracción (DTB, Draft Tube Bafle). ....................3 Cristalizador de tubo de extracción (DT, Draft Tube) ................................................................4 Cristalizador tipo !wenson "al#er .........................................................................................4 Cristalizador de refri$eración por contacto directo ....................................................................4 Cristalizador %slo sin evaporación .........................................................................................5 Cristalizador %slo con evaporación adiabatica .........................................................................5 Cristalizadores evaporadores de circulación forzada ................................................................5 Cristalizadores Cristalizadores adiab&ticos al vac'o .......................................................................................6
Referencias................. Referencias..................................... ........................................ ....................................... ............................................... ............................ ................. .............. ... 7
Tipos de cristalizadores. a operación de cristalización es auella por *edia de la cual se separa un co*ponente de una solución liuida transfiri+ndolo a la fase sólida en for*a de cristales ue precipitan. s una operación necesaria para todo producto u'*ico ue se presenta co*ercial*ente en for*a de polvos o cristales, ya sea el az-car o sacarosa, la sal co*-n o cloruro de sodio. n la cadena de operaciones unitarias de los procesos de fabricación se ubica despu+s de la evaporación y antes de la operación de secado de los cristales y envasado !e an utilizado dos *+todos para clasificar a los cristalizadores de acuerdo a /. l *+todo de $enerar la sobresaturación //. l *+todo de suspender el creci*iento de los cristales Hay cinco *+todos b&sicos de crear sobresaturación 0. vaporación Del solvente 1. nfria*iento 2or enfria*iento de una solución a trav+s de un interca*bio de calor indirecto. 3. nfria*iento al vac'o xponer la ali*entación a una evaporación flas adiab&tica*ente para dis*inuir la T e inducir la cristalización por enfria*iento y evaporación si*ultanea del solvente. 4. 5eacción 2or reacción u'*ica 6. !altin$ %ut 2or la adición de una tercera sustancia para ca*biar las relaciones de solubilidad
a clasificación de acuerdo al *+todo de suspender los cristales en creci*iento se divide en cuatro tipos b&sicos de euipo 0. 7a$*a circulante Todos los cristales en creci*iento est&n circulando a trav+s de la zona del cristalizador donde la sobresaturación es $enerada. 1. icor Circulante !ola*ente el licor est& circulando, con la *asa de cristales creciendo est&tica. a sobresaturación es i*partida al licor en una parte del euipo8 entonces el licor se ace circular a otra parte del cristalizador donde este incre*enta su sobresaturación asta el creci*iento de los cristales, y entonces es recirculado otra vez. 3. De superficie raspada a cristalización es inducida por interca*bio directo de calor con un *edio enfriador a trav+s de una superficie la cual est& continua*ente raspada o a$itada para *ini*izar el ensucia*iento y la deposición de sólidos. 4. Cristalizadores de Tanue a cristalización es inducida por el enfria*iento de la ali*entación ya sea en tanues a$itados o est&ticos por convección natural o radiación o por el enfria*iento de la superficie a trav+s de serpentines en el tanue o una caueta en el exterior del tanue. ntre los euipos se$-n la operación se$uida para crear la sobresaturación necesaria en la solución 0. uipos con enfria*iento con *uy poca o nada de evaporación 1. uipos con evaporación sin apreciable enfria*iento
3. uipos con co*binación de enfria*iento y evaporación si*ult&neos
Cristalizador Howard. n este aparato se e*plean en la calcificación idr&ulica de part'culas en suspensión, la cristalización se produce en el seno de una corriente de l'uido ue circula por el espacio anular entre dos superficies cónicas. a interior act-a al *is*o tie*po co*o refri$erante para producir el enfria*iento necesario. os cristales ue se for*an son arrastrados acia arriba por el e*pu9e, de la corriente asta ue la sección se ace *ayor y este e*pu9e decrece. !ola*ente los ue alcanzan un ta*a:o suficiente pueden vencer al e*pu9e idr&ulico en la parte *&s estreca y ser reco$idos en la c&*ara inferior. l ta*a:o de los cristales puede re$ularse ba9ando o subiendo el cono interior para dar *enor o *ayor sección al espacio anular.
Cristalizador evaporador de desviador y tubo de extracción (DTB, Draft Tube Bafle). ste Cristalizador consta de +lices situadas dentro del cuerpo del cristalizador, reduciendo la car$a de bo*beo ue se e9erce sobre el circulado. sta t+cnica reduce el consu*o de potencia y la velocidad de punta del circulado y la rapidez de nucleación de los cristales. a suspensión de cristales del producto, se *antiene *ediante una +lice $rande de *ovi*iento lento. a solución 7adre enfriada re$resa al fondo del recipiente y vuelve a recircular a trav+s de la +lice. os cristales $ruesos se separan de las part'culas finas en la zona de asenta*iento por sedi*entación $ravitacional. ;n euipo *&s vers&til y eficaz es el cristalizador de tubo de aspiración
Cristalizador de tubo de extracción (DT, Draft Tube) ste cristalizador se puede e*plear en siste*as en ue no se destrucción de part'culas finas. n los cristalizadores tipo DT y DBT, velocidad de circulación suele ser *ayor ue la ue se un cristalizador si*ilar de circulación forzada. ste reuiere tener ciclos operacionales prolon$ados con *ateriales capaces de crecer en las paredes del cristalizador. !e utiliza para cristalizar !ulfato de a*onio, cloruro de otros cristales inor$&nicos y or$&nicos.
desea
la la
obtiene en Cristalizador
potasio
y
Cristalizador tipo !wenson "al#er s un tanue alar$ado de, fondo se*icil'ndrico, provisto de un e9e lon$itudinal con paletas elicoidales ue, al $irar, cu*plen la doble *isión de evitar la a$lo*eración de cristales 9unto a las paredes y de ayudar al transporte de los cristales ya for*ados. =a provisto de una doble ca*isa para el enfria*iento se construye en unidades de unos tres *etros de lar$o por sesenta cent'*etros de anco, ue se pueden e*pal*ar unas a continuación de otras, asta cuatro unidades, con un *is*o e9e de a$itación, y todas las ue se desee en cascada. !e e*plea *uco este tipo de cristalizador en >*+rica.
Cristalizador de contacto directo
refri$eración
por
n estos siste*as, a veces no resulta pr&ctico e*plear euipos de enfria*iento superficial, porue la diferencia ad*isible de te*peraturas es tan ba9a (*enos de 3?C), ue la superficie de interca*bio de calor se ace excesiva y porue la viscosidad es tan elevada ue la ener$'a *ec&nica aplicada por el siste*a de circulación es *ayor ue el ue se puede obtener con diferencias razonables de te*peratura. os euipos de este tipo funcionan adecuada*ente a te*peraturas tan ba9as co*o <
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Cristalizador %slo sin evaporación l no*bre de estos cristalizadores proviene de orue$a, y son fabricados por la fir*a Cristal, por cuyo no*bre se les conoce ta*bi+n. l principio de funciona*iento consiste en acer pasar las a$uas *adres sobre
una clasificación, al *is*o tie*po ue crecen los cristales del leco, uedando ordenados por ta*a:os decrecientes, de *&s $ruesos aba9o, a *&s finos arriba. as a$uas son to*adas por una bo*ba, cerca del punto donde se realiza la ali*entación, y llevadas a una unidad de enfria*iento para conse$uir la sobresaturación. De all' pasan al fondo del cristalizador y ascienden a trav+s del leco de cristales. as condiciones son adecuadas para ue no for*en n-cleos en la unidad de enfria*iento. os ue pudieran for*arse en el cristalizador, o los ue resulten co*o consecuencia de rotura de cristales *ayores, circulan en suspensión en las a$uas *adres asta alcanzar ta*a:o suficiente para ser retenidos en el leco de cristales. l volu*en de l'uido en circulación es *uy $rande, co*parado con el de la ali*entación. os cristales suficiente*ente desarrollados, ue .se encuentran en el fondo del leco, son retirados sin interru*pir el ciclo por la v&lvula del fondo.
Cristalizador %slo con evaporación adiab&tica as a$uas *adres, son reco$idas cerca del punto de ali*entación y llevadas a un calentador, de donde pasan a una c&*ara de evaporación adiab&tica a presión reducida. l calor de evaporación lo su*inistra la propia *asa del l'uido, ue se enfr'a la disolución sobre sal. stos tipos de cristalizadores se e*plean $eneral*ente para $randes producciones. l leco de cristales alcanza en al$unos un di&*etro de cinco *etros y una altura de seis, con circulación de l'uido a razón de 3 litrosE.
Cristalizadores evaporadores de circulación forzada ste Cristalizador consta de una tuber'a de circulación y de un interca*biador de calor de coraza. ste calenta*iento se realiza sin vaporización y los *ateriales de solubilidad nor*al no deben producir sedi*entación en los tubos. a cantidad y la velocidad de la recirculación, el ta*a:o del cuerpo y el tipo y la velocidad de la bo*ba de circulación son conceptos cr'ticos de dise:o, para poder obtener resultados predecibles.
Cristalizadores adiab&ticos al vac'o os euipos *&s *odernos corresponden a unidades de vac'o ue utilizan el enfria*iento por evaporación adiab&tica para $enerar la sobresaturación. n su for*a ori$inal y *&s sencilla, un cristalizador de este tipo es un recipiente cerrado en el ue se *antiene el vac'o por *edio de un condensador, por lo $eneral con la ayuda de una bo*ba de vac'o tipo eyector de vapor, o acelerador, colocado entre el cristalizador y el condensador. ;na solución saturada caliente a una te*peratura superior al punto de ebullición a la presión del cristalizador se ali*enta en el tanue. !e *antiene un volu*en de *a$*a controlando el nivel del l'uido y del sólido ue cristaliza en el tanue, *ientras ue el espacio situado por enci*a del *a$*a se utiliza para retirar el vapor y eli*inar el arrastre. a solución de ali*entación se enfr'a espont&nea*ente asta la te*peratura de euilibrio8 puesto ue tanto la entalp'a de enfria*iento co*o la de cristalización aparecen co*o calor latente de vaporización, se evapora una parte del solvente. a sobresaturación $enerada por enfria*iento y evaporación da lu$ar a nucleación y creci*iento. l *a$*a producido se retira del fondo del cristalizador. l rendi*iento teórico de los cristales es proporcional a la diferencia entre la concentración de la ali*entación y la solubilidad del soluto a la te*peratura de euilibrio. a for*a sencilla de un cristalizador de vac'o tiene ta*bi+n serias li*itaciones desde el punto de vista de la cristalización. Debido al efecto de la car$a est&tica, la evaporación y el enfria*iento sólo ocurren en la capa l'uida próxi*a a la superficie del *a$*a, de for*a ue los $radientes de concentración y te*peratura se for*an cerca de la superficie. 2or otra parte, los cristales tienden a sedi*entar asta el fondo del cristalizador donde puede existir poca o nin$una sobresaturación. l cristalizador no operar& en for*a satisfactoria si el *a$*a no est& bien a$itado con el fin de ue se i$ualen los $radientes de concentración y te*peratura, as' co*o ta*bi+n, la suspensión de cristales. l cristalizador de vac'o sencillo no representa un buen *+todo para el control de la nucleación, de la clasificación, ni para la separación del exceso de n-cleos y cristales *uy peue:os.
Referencias. McCabe, W., Smith, J., Harriot, P. (27!. "#eraciones $nitarias en in%enier&a '$&mica. Ci$a e M)*ico+ Mc ra- Hi. htt#s+//#rocesosbio.-i0is#aces.com/1e/ie-/'$i#osecristaiaciC33n.#f htt#s+//ma#aoianoconae#.1es.-or#ress.com/284/9/cristaiaores:in$straies.##t
