EQUIPOS DE CRISTALIZACIONDebido a la amplia variedad de requerimientos para diferentes aplicaciones es raro encontrarse que equipos en diferentes sitios sitios sean id énticos, sin embargo algunos principios básicos aplican idé bá para el diseñ o de cada unidad individual. Estos principios b sicos diseñ á son: 1. Controlar el nivel de sobresaturación correspondiente a bajas sobresaturació velocidades de formación de núcleos. formació nú 2. Mantener un n úmero suficiente de cristales de siembra en nú suspensió suspensió n de manera tal que haya suficiente área superficial de la suspensió suspensió n para la deposición del soluto. deposició 3. Poner en contacto los cristales de siembra con la suspensión tan suspensió pronto como sea posible para evitar pé rdidas debido al decaimiento pé del tiempo. EQUIPOS DE CRISTALIZACION 4. Remover el exceso de núcleos tan pronto como sea posible nú despué despu és de su formació n. formació 5. Minimizar la nucleació n secundaria manteniendo la entrada de nucleació energí mecá energ ía mec ánica y el frotamiento de cristales tan bajo como sea posible. 6. Mantener una densidad del magma tan alta como sea posible, en general mientras mayor es la densidad del magma, mayor es el tamañ tamaño promedio de los cristales. 7. Minimizar la acumulaci ón de sólidos por eliminació n de gradientes acumulació só eliminació localizados de transferencia de masa y calor (puntos calientes o frí fr íos), evitar restricciones innecesarias de flujo y operar a gradientes de temperatura o de sobresaturación tan bajos como sobresaturació sea posible. Reacción: Por reacción qu ímica Reacció reacció quí 5. 3.EQUIPOS DE CRISTALIZACION 8. La clasificació n de acuerdo al método de suspender los cristales en clasificació mé crecimiento esta aumentando. Enfriamiento al vacío: Sometiendo la alimentación a una evaporación flash vací alimentació evaporació adiabaticamente para disminuir la temperatura e inducir la cristalización cristalizació por enfriamiento y evaporación simultanea del solvente. Proveer un ambiente químico ( es decir impurezas aditivos. Dos esquemas se han utilizado ampliamente para clasificar los eq uipos de equipos cristalizació cristalización de acuerdo a: 1. El m étodo de generar la sobresaturaci ón mé sobresaturació 2. Magma circulante: Todos los cristales en crecimiento están está circulando a través de la zona del cristalizador donde la travé sobresaturació sobresaturació n es generada. Este puede ser acompañ ado por acompañ mezclado o remoció n de producto clasificado con o sin destrucción remoció destrucció de finos. etc) que quí etc) favorezca la forma y crecimiento de los cristales. evaporació EQUIPOS DE CRISTALIZACION 4. El m étodo de suspender el crecimiento de los cristales mé Hay cinco m étodos b ásicos de crear sobresaturación: mé bá sobresaturació 1. Evaporación: Por vaporización del solvente Evaporació vaporizació 2. Enfriamiento: Por enfriamiento de una solución a través de un intercambio solució travé de calor indirecto. bajo este esquema de clasificación clasificació se pueden identificar cuatro tipos básicos de equipo: bá 1. Tambié Tambi én la clasificació n de acuerdo al método de crear la clasificació mé sobresaturació sobresaturació n no es enteramente satisfactoria debido a que diferentes medios de generar sobresaturació n pueden utilizarse en sobresaturació el mismo equipo. Salting Out: Por la adición de una tercera sustancia para cambiar adició las relaciones de solubilidad. . Este tipo de equipos esta también tambi disponible con o sin destrucción de finos. tanque. Equipos con evaporació n sin apreciable enfriamiento evaporació 3. destrucció 3. De superficie raspada: La cristalización es inducida por intercambio directo cristalizació de calor con un medio enfriador a través de una superficie la cual esta travé continuamente raspada o agitada para minimizar el ensuciamiento y la deposició deposición de s ólidos. entonces sobresaturació el licor se hace circular a otra parte del cristalizador donde este incrementa su sobresaturación hasta el crecimiento de los cristales. creciendo está La sobresaturaci ón es impartida al licor en una parte del equipo. 4. y sobresaturació entonces es recirculado otra vez. 2. Cristalizadores de Tanque: La cristalización es inducida por el enfriamiento cristalizació de la alimentación ya sea en tanques agitados o estáticos por convección alimentació está convecció natural o radiación o por el enfriamiento de la superficie a través de radiació travé serpentines en el tanque o una chaqueta en el exterior del tanque. en los que se puede obtener un rendimiento muy alto de cristales con un salto de temperatura no muy grande entre entre el licor de alimentació n y la solución final alimentació solució . Equipos con combinación de enfriamiento y evaporación combinació evaporació simultá simultáneos La primera categoría se refiere a sistemas con una curva de solubilidad categorí muy empinada.EQUIPOS DE CRISTALIZACION Licor Circulante: Solamente el licor esta circulando. con la masa de cristales creciendo estática. EQUIPOS DE CRISTALIZACION Entre los equipos segú n la operació n seguida para crear la segú operació sobresaturació sobresaturació n necesaria en la solució n: solució 1. Equipos con enfriamiento con muy poca o nada de evaporación evaporació 2. Su rendimiento es superior al de cualquiera de los otros esquemas.EQUIPOS DE CRISTALIZACION Por el contrario en aquellos sistemas en que por sus solubilidad es solubilidades podemos esperar un bajo rendimiento de cristales por enfriamient o. se deberá recurrir a la evaporación para evitar una excesiva deberá evaporació recirculació recirculaci ón de l íquidos. enfriamiento. lí Estamos en los casos 2 y 3. la sobresaturació sobresaturació n se obtiene evaporando el solvente. TIPOS DE CRISTALIZADORES Cristalizador Howard Cristalizador a tubo con raspadores Cristalizador tipo Swenson Walker Cristalizador tipo tanque agitado con serpentines Cristalizador de refrigeración por contacto directo refrigeració Cristalizadores por Evaporación: Evaporació Cristalizadores Oslo Cristalizadores evaporadores de circulació n forzada circulació Cristalizadores adiabáticos al vac ío adiabá . En los cristalizadores adiab áticos se alimenta el equipo con un licor adiabá bastante caliente en el cual el enfriamiento se produce por una vaporizació vaporizaci ón flash. El caso de sistemas con curvas de solubilidad aplanadas. Cristalizador de tubos raspadores enchaquetado Cristalizador Swenson Walker . Cristalizador Tanque agitado con serpentines CRISTALIZADOR POR REFRIGERACION TIPO DTF (DRAFT TUBE BAFLE) . CRISTALIZADOR EVAPORADOR DE CIRCULACION FORZADA CRISTALIZADOR EVAPORADOR DE TUBO ASPIRADOR CON DESVIADOR . CRISTALIZADOR EVAPORADOR DE TUBO ASPIRADOR CON DESVIADOR Draft Tube Baffle Crystallizer CRISTALIZADOR EVAPORADOR DE TUBO ASPIRADOR CON DESVIADOR . CRISTALIZADOR ENFRIADOR POR CONTACTO DIRECTO kestner induced circulation crystallizer . CRISTALIZADOR OSLO CRISTALIZADOR OSLO . 22' diameter ammonium sulfate crystallizer designed for Shell Chemical Company to produce 600 tons of (NH4)2SO4 per day INFORMACION REQUERIDA PARA ESPECIFICAR UN CRISTALIZADOR ¿Es el material cristalino a producir un material hidratado o anhidro? anhidro? ¿Cu ál es la solubilidad del compuesto en agua o en otros solventes Cuá bajo consideración. y cómo cambia esta con la temperatura?? consideració có ¿Hay otros compuestos en la soluci ón que coprecipiten con el solució producto a cristalizar. en el hábito. o éstos permanecen en la solución solució aumentando de la concentración hasta que ocurre un cierto cambio concentració de fase del producto? ¿Cu ál será la influencia de impurezas en la solució n. el Cuá será solució há crecimiento. y la velocidad de nucleación de los cristales? nucleació ¿Cu áles son las propiedades físicas de la solució n y su tendencia Cuá fí solució de formar espuma? . y cuál son los costos asociados al uso de estas cuá utilidades? ¿El producto final se mezclará o estara mezclado permanentemente mezclará con otros materiales o sólidos cristalinos? só INFORMACION REQUERIDA PARA ESPECIFICAR UN CRISTALIZADOR ¿Qué tamaño del producto y qué forma del producto se requieren Qué tamañ qué para resolver estos requisitos? ¿Cómo puede el material cristalino ser separado del licor de madre y ser secado? ¿Hay requisitos de la temperatura o de lavado que deben ser resueltos? ¿Cómo se pueden manejar y almacenar estos sólidos o mezclas de só s ólidos sin que ocurra fractura y aglomeración indeseados? aglomeració . y cuál es la base sobre la cual Cuá producció cuá se calcula esta velocidad de producción? producció ¿Cu ál es la tendencia del material a crecer en las paredes del Cuá cristalizador? ¿Qué materiales de construcción se pueden utilizar para entrar en Qué construcció contacto con la solución a varias temperaturas? solució ¿Qué utilidades estará n disponibles en la localización del Qué estará localizació cristalizador.INFORMACION REQUERIDA PARA ESPECIFICAR UN CRISTALIZADOR ¿Cu ál es el calor de la cristalización del producto? Cuá cristalizació ¿Cu ál es la velocidad de producción. acido cítrico. sulfato de amonio. cristalización de sustancias a partir de solventes de ebullición elevada bajo presión reducida. cristalizador Evaporador Oslo (Kristal). sulfato de sodio anhidro. carbonato de sodio monohidratado.Tipo de cristalizador Clasificación por el Método de crear sobresaturación: Evaporador Nombre del equipo Cristalizadores de tanque. sustancias orgánicas a partir de soluciones acuosas por dilución con metanol. Cristalizador evaporador de Circulación forzada. cristalizador Evaporador de tubo deflector de aspiración Criterio básico para su aplicación Donde el coeficiente de solubilidad es muy pequeño o negativo (disminución de la solubilidad con la Temperatura). o acetona. . nitrato de sodio. cloruro de sodio a partir de la celda electrolítica de NaOH. perclorato de amonio. Aplicaciones conocidas Sales complejas inorgánicas a partir de soluciones diluidas de amoniaco. Sulfato de níquel a partir de refinado electrolítico de licor de cobre. En tales casos. isopropanol. la cristalización puede Efectuarse solamente por evaporación. cristalizador enfriador de tubo deflector de aspiración. Cristalizador al vacio de tubo de aspiración. bórico. o donde las condiciones corrosivas existentes requieren de bajas temperaturas de operación. clorobenceno. mono. Donde se hace necesario operar en continuo. Sales inorgánicas tales como la sal de Glauber. penta y octa hidratos de hidroxido de bario. acido bórico. di y tri fosfato de sodio. tiocianato de sodio. acidos grasos. sulfato de sodio. Cristalizador al vacio Swenson. sal de anilina. Nitrato de sodio. sórbico. compuestos orgánicos como el p. Sal de Epsom. citrato de sodio. cristalizador de superficie raspada. aceites marinos. sulfatos inorgánicos tales . butirico. tartrato de sodio y potasio. borax. cristalizador enfriador Oslo (Kristal). Cristalizador Oslo (cristal) al vacio.Enfriamiento Vacio Cristalizadores de tanque. Acido tartarico. es decir que la solubilidad se incrementa con la temperatura. acidos benzoico.xyleno. sulfato de níkel. nitrato de plata. sulfato de cobre . nitrato de potasio. Donde el coeficiente de solubilidad es positivo. Cristalizador enfriador de Circulación forzada. de sodio. Circulación forzada. reacción. cloruros Cristalizadores de cristales grandes de sodio y potasio. circulación forzada trifosfato de sodio. cobre. combinación de Cristalizador de cristalización. Cristalizadores de Donde la adición de Sal de Glauber a partir de tanque. enfriamiento por acido sulfamico. tetraborato contacto directo. nitrato de (evaporador. Cristalizadores de Donde se requiere una Tamices moleculares: Zeolitas tanque. potasio. amonio. Cristalizadores de tubo de aspiración con . citrico. borax. oxalico. zinc. adipico. magnesio. níkel. fumárico. hierro. un tercer componente soluciones de salmuera de Cristalizador de cambia las relaciones sulfato de sodio. Para la producción de Sulfato de amonio. de solubilidad.Reacción Salting o ut Clasificación por el método de suspender los cristales en crecimiento: Magma circulante como el de sodio. enfriador. manganeso. sales de ácidos orgánicos tales como las del ácido tartárico. ferrocianida de sodio. Circulación forzada. sórbico. propionico. escalamiento es el clorobenceno. al vacio) Superficie raspada Cristlizador Swenson Walter. acidos grasos. acidos orgánicos tales como el benzoico. sulfato de amonio. enfriadores. tiosulfatos. urea. o donde los vegetales. sulfato de sodio. nitrato de tamaño uniforme amonio. bórico. producto principal . ures. orgánicos o donde el aceites marinos. tamices moleculares. adipico. sebácico.Licor circulante desviadores Cristalizadores oslo (evaporadores. Cristalizador Armstrong continuamente raspado tanque Cristalizadores de tanque con solución Estática o agitada. colorantes principal problema orgánicos. cristales pequeños y de nitrato de plata. tamices cristales no son el moleculares. cloratos y di cromatos. Para operaciones Acidos grasos. Para compuestos P Xyleno. sulfitos inorgánicos. butirico. naftaleno. aceites Batch. formiatos. superficie enfriada. azúcar. Para la producción de Yeso.