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Actividad 1. Tema 2. Informe sobre el diseño de cristalizadores.
La cristalización es una operación de transferencia de materia en la que se produce la formación de un sólido (cristal o precipitado) a partir de una fase homogénea (soluto Comparado con otras operaciones de separación la cristalización en disolución presenta varias ventajas:
- El factor de separación es elevado (producto casisin impurezas). En bastantes ocasiones se puede recuperar un producto con una pureza mayor del 99% en una única etapa de cristalización, separación y lavado.
- Controlando las condiciones del proceso se obtiene un producto sólido constituido por partículas discretas de tamaño y forma adecuados para ser directamente empaquetado y vendido (el mercado actual reclama productos con propiedadesespecíficas).
- Precisa menos energía para la separación que la destilación u otros métodos empleados habitualmente y puede realizarse a temperaturas relativamente bajas.
Sus principales desventajas son:
- En general, ni se puede purificar más de un componente ni recuperar todo el soluto en una única etapa. Es necesario equipo adicional para retirar el soluto restante de las aguas madres.
- Laoperación implica el manejo de sólidos, con los inconvenientes tecnológicos que esto conlleva. En la práctica supone una secuencia de procesado de sólidos, que incluye equipos de cristalización junto con otros de separación sólido-líquido y de secado (ver esquema general).
A la hora de diseñar un cristalizador hay que tener una serie de aspectos en cuenta.

La cristalización es unaoperación de transferencia de materia que depende de la superficie del cristal. En la figura se muestra la compleja interacción entre la distribución de tamaño (CSD) y los factores que lo originan. Cada factor cinético de cristalización está relacionado con los demás, con la velocidad de crecimiento y con el tiempo de residencia de cada partícula (balance de población). Existe una fuerte relación entrela sobresaturación (fuerza impulsora) y el área superficial de los cristales (relacionada con la CSD). Estas interacciones cristalizador/CSD pueden influir profundamente en la operación en estado estacionario de un cristalizador en continuo.
Formas de expresar la sobresaturación

Relación de sobresaturación => S = C / Ceq;
Fuerza impulsora de la concentración =>ΔC= C - Ceq;
Fuerza impulsora en términos de sobreenfriamiento =>ΔT = Teq – T;
Comparación de sistemas => σ = ΔC / Ceq = S – 1;
Los factores que afectan a la velocidad de evaporación son:
1. Diferencia de temperatura entre el vapor calentamiento y el alimento (Tv-Ts)
Ts varía durante todo el proceso, conforme se concentra el alimento aumenta su punto de ebullición. Además la diferencia detemperatura aumenta al operar en vacío.
2. Área de Intercambio (A)
Dependerá del tipo de equipo y su geometría.
3. Coeficiente de transmisión del calor (U)
Dependerá también de la geometría del equipo, el régimen de flujo y las propiedades físicas de los fluidos y la conductividad del material.
4. Propiedades del alimento:
Como puede ser la viscosidad, la sensibilidad de la temperatura, laformación de espumas y la resistencia a la corrosión.


Los cristalizadores que nos pide examinar son los de vacío, los cuales producen sobresaturación por flashing y evaporación; por enfriamiento, que se debe a la disminución de temperatura; y por evaporación, que da lugar a la sobresaturación por evaporación del disolvente.


Cristalizador de vacío
En el cristalizador al vacio con tubo deaspiración se hace circular el lodo de cristales a través de un tubo de aspiración mediante un agitador. Este cristalizador tiene una instalación de retirada/destrucción de finos que permite eliminar el líquido madre con pequeños cristales (finos) de la zona del bafle. La energía necesaria para la evaporación llega al sistema mediante el calentamiento de este líquido madre en circulación. El...