Cristalizacion

Cristalización
Definimos cristalización como el proceso mediante el cual se separa un componente de una solución líquida transfiriéndolo a la fase sólida en forma de cristales que precipitan. Esta operación se utiliza con frecuencia en la industria para la purificación de las sustancias que, generalmente, se obtienen acompañadas de impurezas. Toda sal o compuesto químico disuelto en algúnsolvente en fase líquida puede ser precipitada por cristalización bajo ciertas condiciones de concentración y temperatura que el ingeniero químico debe establecer dependiendo de las características y propiedades de la solución, principalmente la solubilidad o concentración de saturación, la viscosidad de la solución, etc.

Características principales de la cristalización

Una vez concretada ladefinición de Cristalización, procederemos a explicar los aspectos más importantes de dicha operación unitaria.
Definimos Magma como la disolución de la mezcla bifásica formada por las aguas madres y los cristales de todos los tamaños, contenida en un cristalizador y que se saca como producto.
La pureza del producto: Un cristal perfectamente formado es totalmente puro, pero cuando se retira delmagma, retiene aguas madres por quedar ocluidas en el interior de la masa de sólidos. Cuando las aguas madres retenidas, que son de baja pureza, se secan sobre el producto, se produce contaminación, cuyo alcance depende de la cantidad y grado de impureza de las aguas madres retenidas por los cristales. En la práctica, una gran cantidad de las aguas madres retenidas se separan de los cristales porfiltración o centrifugación, lavando con disolvente fresco. La eficacia de estas etapas de purificación depende del tamaño y uniformidad de los cristales.
Equilibrios y Rendimientos:El equilibrio en los procesos de cristalización se alcanza cuando la disolución está saturada y la relación de equilibrio para los cristales grandes es la curva de solubilidad. Rendimientos: Rendimientos. En muchosprocesos industriales de cristalización, los cristales y las aguas madres están en contacto suficiente tiempo para alcanzar el equilibrio y las aguas madres están saturadas a la temperatura final del proceso. El rendimiento del proceso se puede calcular entonces a partir de la concentración de la disolución original y la solubilidad para la temperatura final. Si durante el proceso se produce unaevaporación apreciable, ésta debe de ser conocida o estimada. Cuando la velocidad de crecimiento de los cristales es lenta se requiere un tiempo considerable para alcanzar el equilibrio(disoluciones viscosas) de forma que hay poca superficie de cristales expuesta a la disolución sobresaturada.En tales situaciones las aguas madres finales pueden retener una apreciable sobresaturación y el rendimiento realserá menor que el calculado a partir de la curva de solubilidad.
Por último, es importante destacar el tamaño de los cristales. No cabe duda que un buen rendimiento y una elevada pureza son dos objetivos importantes de la cristalización, pero el aspecto y el intervalo de tamaños del producto cristalino es también importante. Si los cristales intervienen en un proceso posterior, para filtración,lavado, reacción con otros productos químicos, transporte y almacenamiento, es deseable que su tamaño sea adecuado y uniforme. Si los cristales se comercializan como un producto acabado, la aceptación por los consumidores exige cristales individuales resistentes de tamaño uniforme, que no formen agregados y que no se aglomeren en el envase. Por estas razones es preciso controlar la distribución deltamaño de los cristales (CSD), y éste es uno de los principales objetivos en el diseño y operación de cristalizadores.

Etapas de la cristalización.

En toda formación de cristales hay que considerar dos etapas:
-Nucleación: formación de los primeros iones a partir de los iones o moléculas que se encuentran en el seno de la disolución. Puede ser que estos primeros cristales que se forman,...