Cristalizacion

CRISTALIZACION
Ing. Gabriela Barraza J.

Cristalización
• Proceso de separación sólido-líquido en el que hay transferencia de masa de un soluto de la solución líquida a una fase cristalina sólida pura. • Proceso donde se forman partículas sólidas a partir de una fase homogénea. • La solución se concentra y casi siempre se enfría hasta que la concentración del soluto es superior a susolubilidad a dicha temperatura. Entonces el soluto sale de la solución formando cristales de soluto aproximadamente puro.

Cristalización
• En cristalización comercial es importante el rendimiento y la pureza de los cristales así como los tamaños y formas de los mismos.

• Uniformidad del tamaño es indispensable para evitar apelmazamientos en empaque, facilita descarga, lavado y filtrado, ycomportamiento uniforme en su uso.

Cristales
• Sólido formado por: átomos, iones o moléculas, que guardan una distribución ordenada y repetitiva y situados en redes tridimensionales o retículos espaciales.

• Se muestran como poliedros de caras planas y vértices agudos.
• Los tamaños relativos de las caras y los bordes de diferentes cristales de un mismo material pueden diferir bastante, sinembargo, los ángulos entre las caras equivalentes de todos los cristales de un mismo material son siempre iguales y característicos.

TIPOS DE CRISTALES
• Los cristales se clasifican de acuerdo a los ángulos interfaciales

• Se ha reportado que los cristales de azúcar presentan una forma monoclínica (Chen, 1997).

Solubilidad de equilibrio en cristalización
• El equilibrio en cristalizaciónse alcanza cuando la solución o licor madre esta saturado. Esto se representa mediante una curva de solubilidad.

• La solubilidad depende de la temperatura principalmente y se expresa en formas de curvas en función de la temperatura

Solubilidad del Tiosulfato de Sodio en agua

Rendimiento, balances de material y calor en cristalización
• La solución o licor madre y cristales están encontacto durante el tiempo necesario para alcanzar el equilibrio. • El licor madre está saturado a la temperatura final del proceso y puede obtenerse la concentración final del soluto en la curva de solubilidad. • En algunos cristalizadores comerciales la velocidad de crecimiento de los cristales puede ser bastante baja, debido a la viscosidad de la solución o a superficies pequeñas de loscristales expuestos a la solución.

Balance de materia
Agua Evaporada (W) Solución

Enfriador cristalizador

Solución (S)

Cristales (C)

Balance de calor
Qe Solución (S) (Ti) Agua Evaporada (W) Hv=hfg
Enfriador cristalizador

Solución (S) (Tf) H1=m*cp(Tf-Ti)

Cristales (C) (H2)

Balance de calor
• El calor de cristalización es igual al negativo del calor de disolución a la mismaconcentración de la solución.

• El calor total absorbido puede calcularse como:
•
Q =H1 – Hv –H2
Donde:

– H2 : entalpía de la mezcla final de cristales – Hv : entalpía del vapor de agua – H1 : entalpía de la alimentación.

Equipos-Clases
• Según su operación:
– Continuos y por lotes.

• Según como formen la solución sobresaturada:
– Sobresaturación producida por enfriamiento de lasolución con evaporación despreciable. – Sobresaturación producida por evaporación del disolvente con poco enfriamiento o sin enfriamiento (evaporadorescristalizadores). – Sobresaturación producida por combinación de enfriamiento y evaporación en evaporadores adiabáticos-cristalizadores al vacío.

Equipos-Clases
• Según el método usado para mantener en suspensión los cristales:
– Tanque conagitación – Circulación por intercambiador de calor – Circulación por intercambiador con raspadores de superficie.

• Según como el liquido sobresaturado está en contacto con los cristales en crecimiento:
– Método de circulación de magma – Método de circulación de líquido

Cristalización en tanques
• • • • • • Método antiguo que todavía se usa en casos especiales Consiste en enfriar...