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Planta Piloto de Fermentaciones
Departamento de Biotecnología

Cristalización

Sergio Huerta Ochoa
UAM-Iztapalapa

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Departamento de Biotecnología

Cristalización
La operación de cristalización consiste en separar un soluto de una solución
mediante la formación de cristales de éste en el seno de la solución.
Una vez formados los cristales se separan dela solución obteniéndose el soluto
con un alto grado de pureza.
Durante el proceso de cristalización los cristales deben formarse primero y
luego crecer. El fenómeno de formación de pequeños cristales se le llama
nucleación y a la formación capa por capa del cristal se le llama crecimiento.
La sobresaturación es la fuerza impulsora tanto de la nucleación como del
crecimiento de loscristales

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Ventajas
Se puede obtener en una sola etapa un producto de una pureza de hasta 99%
Se puede controlar la cristalización de tal manera que se produzcan cristales uniformes
que faciliten su manejo, empaque y almacenamiento
La cristalización mejora la apariencia del producto para comercialización
Es una operación que puedellevarse a cabo a temperaturas moderadas

Desventajas
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
La operación implica el manejo de sólidos, con los inconvenientes tecnológicos que esto
conlleva. En la práctica supone una secuencia de procesado desólidos, que incluye
equipos de cristalización junto con otros de separación sólido-líquido y de secado.

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Estrategias para el diseño
del cristalizador
Establecimiento de las relaciones de
equilibrio
Forma de operar el cristalizador
(método para generar lasobresaturación)
Estilo del cristalizador que se va a
emplear
Una vez obtenido el diseño conceptual del
cristalizador , el problema de diseño
restante consiste en determinar el diseño
funcional que permita satisfacer los
requerimientos de tamaño de cristal
mediante el estudio cinético del sistema

Equilibrio
Selección del solvente
Sobresaturación

Modos de Operación
Generación desobresaturación
Presión
Temperatura
Composición

Tipo de Cristalizador
Flujo de vapor
Presión de operación
Tratamiento de la suspensión
Tamaño del producto

Cinética
Diseño Funcional
Diámetro
Tiempo de residencia
Velocidad de circulación
Materiales
Equipo auxiliar

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Fundamentos
Información necesaria para evaluar el uso de lacristalización como alternativa
para la purificación de un producto
Tipo de cristales que forma el producto
Pureza de los cristales que forma el producto
Equilibrio: Solubilidad y sobresaturación de soluciones del soluto en agua u
otro solvente
Modos de operación posibles para generar la sobresaturación de la solución de
soluto
Cinética: Velocidad con que se originan (nucleación) y crecenlos cristales en la
solución
Distribución de tamaños en poblaciones de los cristales

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Tipos de cristales
Un cristal es un sólido compuesto por átomos, iones o moléculas dispuestos en
un arreglo tridimensional ordenado o periódico, o retícula espacial.
La distancia entre los átomos y los ángulos entre las caras de loscristales es
característica de cada material.

Sistemas
cristalográficos

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

Cúbico
Tetragonal
Ortorrómbico
Hexagonal
Monoclínico
Triclínico
Trigonal

Desde el punto de vista Industrial el “hábitat del cristal” se refiere a los tamaños relativos
de la cara del cristal.
a) Los cristales largos se rompen muy fácilmente durante la centrifugación y secado
b) Los...