Diseño de Cristalizadores

Índice
1. Objeto 1
2. Breve Introducción 1
3. Descripción general 1
Cristalizador por enfriamiento ------------------------- 1
Cristalizador por evaporación -------------------------- 2
Cristalizador a vacío -------------------------------------- 3
4. Estrategia para el diseño 4
5. Parámetros de diseño 5
Cristalizador por enfriamiento ------------------------- 5
Cristalizador porevaporación -------------------------- 5
Cristalizador a vacío -------------------------------------- 6
6. Conclusiones 7
7. Bibliografía 8
Operaciones básicas de la industria agroalimentaria 2012
Diseño de Cristalizadores
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1. Objeto
El objeto de este trabajo es hacer un estudio de tres tipos de cristalizadores que se
encuentran a nivel industrial, atendiendo al criterio del modo de conseguirla
sobresaturación. Este estudio permitirá conocer aquellos parámetros que vayan a
venir dados a la hora de plantear el diseño del cristalizador o que, en su defecto, se
van a poder calcular. Los tres tipos de cristalizadores que se estudian son: cristalizador
por enfriamiento, por evaporación y a vacío.
2. Breve Introducción
La cristalización de soluciones es importante en la industriadebido a la gran
variedad de materiales que se comercializan en forma cristalina. Su amplia utilidad se
debe a dos razones: un cristal formado a partir de una solución impura es
esencialmente puro, y la cristalización proporciona un método práctico para la
obtención de sustancias químicas y/o alimentarias puras en una condición adecuada
para su envasado y su almacenamiento.
Como se desprende deesta breve introducción, a la hora de llevar a cabo el diseño
de un cristalizador se debe ser consciente de que es algo serio y que se van a presentar
una serie de problemas. Estos problemas van a estar asociados a:
 Rendimiento en un determinado producto
 Pureza del producto
 Energía necesaria para enfriamiento, evaporación y vacío
 Forma de los cristales
 Tamaño de los cristales
Uniformidad o distribución de los cristales por tamaños
 Velocidad de cristalización
3. Descripción general
Cristalizador por enfriamiento
Este cristalizador va a generar la sobresaturación mediante la reducción de
temperatura. Se puede operar de esta forma cuando la solubilidad del soluto aumenta
sensiblemente con el incremento de la temperatura. El enfriamiento de la solución a
tratarpermite la formación de cristales de alto rendimiento y bajo consumo
energético. Este tipo de equipo produce cristales en la gama de malla de 30 a 100. En
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la imagen que se muestra a continuación, se pueden apreciar los distintos elementos
de los que se compone.
Imagen 1. Cristalizador por enfriamientosuperficial
Cristalizador por evaporación
El cristalizador por evaporación se va a emplear cuando la solubilidad del soluto es
relativamente insensible a la temperatura, como puede ser el caso de la sal común. En
este modo se transfiere calor al sistema para evaporar el solvente y generar la
formación de cristales.
Imagen 2. Cristalizador por evaporación de circulación forzada
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La imagen que se ha recogido es la de un cristalizador por evaporación de
circulación forzada, este es un simple ejemplo, dado que se pueden encontrar
cristalizadores por evaporación de desviador y de tubo de extracción. No hace falta
aclarar que el fundamento teórico es el mismo, la única variación reside en su forma
deoperar.
Vamos a explicar brevemente el recorrido que sigue nuestra disolución a lo largo de
todo el cristalizador. Al salir la lechada del cuerpo es bombeada por una tubería de
circulación y por intercambiador de calor de coraza, se eleva la temperatura de 2 a
6ºC, realizándose este calentamiento sin vaporización. Como se puede apreciar en la
imagen disponemos de una línea de recirculación, la...