EQUIPOS DE CRISTALIZACIONDebido a la amplia variedad de requerimientos para diferentes aplicaciones es raro encontrarse que equipos en diferentes sitios sitios sean id nticos, sin embargo algunos principios bsicos aplican id b para el dise o de cada unidad individual. Estos principios b sicos dise son:1. Controlar el nivel de sobresaturacin correspondiente a bajas sobresaturaci

velocidades de formacin de ncleos. formaci n 2. Mantener un n mero suficiente de cristales de siembra en n suspensi suspensi n de manera tal que haya suficiente rea superficial de la suspensi suspensi n para la deposicin del soluto. deposici 3. Poner en contacto los cristales de siembra con la suspensin tan suspensi pronto como sea posible para evitar p rdidas debido al decaimiento p del tiempo.

EQUIPOS DE CRISTALIZACION4. Remover el exceso de ncleos tan pronto como sea posible n

despu despu s de su formaci n. formaci5. Minimizar la nucleaci n secundaria manteniendo la entrada de nucleaci

energ mec energ a mec nica 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 tama tamao promedio de los cristales. 7. Minimizar la acumulaci n de slidos por eliminaci n de gradientes acumulaci s eliminaci localizados de transferencia de masa y calor (puntos calientes o fr fr os), evitar restricciones innecesarias de flujo y operar a gradientes de temperatura o de sobresaturacin tan bajos como sobresaturaci sea posible.

EQUIPOS DE CRISTALIZACION8.

Proveer un ambiente qumico ( es decir impurezas aditivos, etc) que qu etc) favorezca la forma y crecimiento de los cristales.

Dos esquemas se han utilizado ampliamente para clasificar los eq uipos de equipos cristalizaci cristalizacin de acuerdo a: 1. El m todo de generar la sobresaturaci n m sobresaturaci 2. El m todo de suspender el crecimiento de los cristales m Hay cinco m todos b sicos de crear sobresaturacin: m b sobresaturaci 1. Evaporacin: Por vaporizacin del solvente Evaporaci vaporizaci 2. Enfriamiento: Por enfriamiento de una solucin a travs de un intercambio soluci trav de calor indirecto. 3. Enfriamiento al vaco: Sometiendo la alimentacin a una evaporacin flash vac alimentaci evaporaci adiabaticamente para disminuir la temperatura e inducir la cristalizacin cristalizaci por enfriamiento y evaporacin simultanea del solvente. evaporaci

EQUIPOS DE CRISTALIZACION4. Reaccin: Por reaccin qu mica Reacci reacci qu 5. Salting Out: Por la adicin de una tercera sustancia para cambiar adici

las relaciones de solubilidad. Tambi Tambi n la clasificaci n de acuerdo al mtodo de crear la clasificaci m sobresaturaci sobresaturaci n no es enteramente satisfactoria debido a que diferentes medios de generar sobresaturaci n pueden utilizarse en sobresaturaci el mismo equipo. La clasificaci n de acuerdo al mtodo de suspender los cristales en clasificaci m crecimiento esta aumentando, bajo este esquema de clasificacin clasificaci se pueden identificar cuatro tipos bsicos de equipo: b 1. Magma circulante: Todos los cristales en crecimiento estn est circulando a travs de la zona del cristalizador donde la trav sobresaturaci sobresaturaci n es generada. Este puede ser acompa ado por acompa mezclado o remoci n de producto clasificado con o sin destruccin remoci destrucci de finos.

EQUIPOS DE CRISTALIZACIONLicor Circulante: Solamente el licor esta circulando, con la masa de cristales creciendo esttica. creciendo est La sobresaturaci n es impartida al licor en una parte del equipo; entonces sobresaturaci el licor se hace circular a otra parte del cristalizador donde este incrementa su sobresaturacin hasta el crecimiento de los cristales, y sobresaturaci entonces es recirculado otra vez. Este tipo de equipos esta tambin tambi disponible con o sin destruccin de finos. destrucci 3. De superficie raspada: La cristalizacin es inducida por intercambio directo cristalizaci de calor con un medio enfriador a travs de una superficie la cual esta trav continuamente raspada o agitada para minimizar el ensuciamiento y la deposici deposicin de s lidos. 4. Cristalizadores de Tanque: La cristalizacin es inducida por el enfriamiento cristalizaci de la alimentacin ya sea en tanques agitados o estticos por conveccin alimentaci est convecci natural o radiacin o por el enfriamiento de la superficie a travs de radiaci trav serpentines en el tanque o una chaqueta en el exterior del tanque. tanque.2.

EQUIPOS DE CRISTALIZACIONEntre los equipos seg n la operaci n seguida para crear la seg operaci sobresaturaci sobresaturaci n necesaria en la soluci n: soluci1. Equipos con enfriamiento con muy poca o nada de evaporacin evaporaci 2. Equipos con evaporaci n sin apreciable enfriamiento evaporaci 3. Equipos

con combinacin de enfriamiento y evaporacin combinaci evaporaci simult simultneos La primera categora se refiere a sistemas con una curva de solubilidad categor muy empinada, 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 alimentaci n y la solucin final alimentaci soluci

EQUIPOS DE CRISTALIZACIONPor el contrario en aquellos sistemas en que por sus solubilidad es solubilidades podemos esperar un bajo rendimiento de cristales por enfriamient o, enfriamiento, se deber recurrir a la evaporacin para evitar una excesiva deber evaporaci recirculaci recirculaci n de l quidos. l Estamos en los casos 2 y 3. En los cristalizadores adiab ticos se alimenta el equipo con un licor adiab bastante caliente en el cual el enfriamiento se produce por una vaporizaci vaporizaci n flash. El caso de sistemas con curvas de solubilidad aplanadas, la sobresaturaci sobresaturaci n se obtiene evaporando el solvente. Su rendimiento es superior al de cualquiera de los otros esquemas.

TIPOS DE CRISTALIZADORESCristalizador Howard Cristalizador a tubo con raspadores Cristalizador tipo Swenson Walker Cristalizador tipo tanque agitado con serpentines Cristalizador de refrigeracin por contacto directo refrigeraci Cristalizadores por Evaporacin: Evaporaci Cristalizadores Oslo Cristalizadores evaporadores de circulaci n forzada circulaci Cristalizadores adiabticos al vac o adiab

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 DESVIADORDraft 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 CRISTALIZADOREs el material cristalino a producir un material hidratado o anhidro? anhidro? Cu l es la solubilidad del compuesto en agua o en otros solventes Cu bajo consideracin, y cmo cambia esta con la temperatura?? consideraci c Hay otros compuestos en la soluci n que coprecipiten con el soluci producto a cristalizar, o stos permanecen en la solucin soluci aumentando de la concentracin hasta que ocurre un cierto cambio concentraci de fase del producto? Cu l ser la influencia de impurezas en la soluci n, en el hbito, el Cu ser soluci h crecimiento, y la velocidad de nucleacin de los cristales? nucleaci Cu les son las propiedades fsicas de la soluci n y su tendencia Cu f soluci de formar espuma?

INFORMACION REQUERIDA PARA ESPECIFICAR UN CRISTALIZADORCu l es el calor de la cristalizacin del producto? Cu cristalizaci Cu l es la velocidad de produccin, y cul es la base sobre la cual Cu producci cu se calcula esta velocidad de produccin? producci Cu l es la tendencia del material a crecer en las paredes del Cu cristalizador? Qu materiales de construccin se pueden utilizar para entrar en Qu construcci contacto con la solucin a varias temperaturas? soluci Qu utilidades estar n disponibles en la localizacin del Qu estar localizaci cristalizador, y cul son los costos asociados al uso de estas cu utilidades? El producto final se mezclar o estara mezclado permanentemente mezclar con otros materiales o slidos cristalinos? s

INFORMACION REQUERIDA PARA ESPECIFICAR UN CRISTALIZADORQu tamao del producto y qu forma del producto se requieren Qu tama qu para resolver estos requisitos? Cmo 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? Cmo se pueden manejar y almacenar estos slidos o mezclas de s s lidos sin que ocurra fractura y aglomeracin indeseados? aglomeraci

Tipo de cristalizador Clasificacin por el Mtodo de crear sobresaturacin: Evaporador

Nombre del equipo Cristalizadores de tanque, Cristalizador evaporador de Circulacin forzada, cristalizador Evaporador Oslo (Kristal), cristalizador Evaporador de tubo deflector de aspiracin

Criterio bsico para su aplicacin Donde el coeficiente de solubilidad es muy pequeo o negativo (disminucin de la solubilidad con la Temperatura). En tales casos, la cristalizacin puede Efectuarse solamente por evaporacin.

Aplicaciones conocidas Sales complejas inorgnicas a partir de soluciones diluidas de amoniaco, sustancias orgnicas a partir de soluciones acuosas por dilucin con metanol, isopropanol, o acetona, cristalizacin de sustancias a partir de solventes de ebullicin elevada bajo presin reducida, Sulfato de nquel a partir de refinado electroltico de licor de cobre, cloruro de sodio a partir de la celda electroltica de NaOH, sulfato de sodio anhidro, carbonato de sodio monohidratado, sulfato de amonio, perclorato de amonio, nitrato de sodio, acido ctrico.

Enfriamiento

Vacio

Cristalizadores de tanque, Cristalizador enfriador de Circulacin forzada, cristalizador enfriador Oslo (Kristal), cristalizador enfriador de tubo deflector de aspiracin, cristalizador de superficie raspada. Cristalizador al vacio Swenson, Cristalizador Oslo (cristal) al vacio, Cristalizador al vacio de tubo de aspiracin.

Donde el coeficiente de solubilidad es positivo, es decir que la solubilidad se incrementa con la temperatura.

Sales inorgnicas tales como la sal de Glauber, Sal de Epsom, sulfato de cobre , tartrato de sodio y potasio, compuestos orgnicos como el p- xyleno, acidos grasos, aceites marinos, clorobenceno, acidos benzoico, butirico, srbico, brico.

Donde se hace necesario operar en continuo, o donde las condiciones corrosivas existentes requieren de bajas temperaturas de operacin.

Nitrato de sodio, mono, penta y octa hidratos de hidroxido de bario, sulfato de sodio, tiocianato de sodio, nitrato de plata, sulfato de nkel. Acido tartarico, borax, acido brico, nitrato de potasio, di y tri fosfato de sodio, sal de anilina, citrato de sodio, sulfatos inorgnicos tales

Reaccin

Salting o ut

Clasificacin por el mtodo de suspender los cristales en crecimiento: Magma circulante

como el de sodio, zinc, magnesio, nkel, cobre, hierro, manganeso, amonio, sales de cidos orgnicos tales como las del cido tartrico, citrico, fumrico, oxalico, adipico. Cristalizadores de Donde se requiere una Tamices moleculares: Zeolitas tanque, combinacin de Cristalizador de cristalizacin, Circulacin forzada, reaccin. Cristalizadores de Donde la adicin de Sal de Glauber a partir de tanque, un tercer componente soluciones de salmuera de Cristalizador de cambia las relaciones sulfato de sodio. Circulacin forzada, de solubilidad. Para la produccin de Sulfato de amonio, cloruros Cristalizadores de cristales grandes de sodio y potasio, borax, circulacin forzada trifosfato de sodio, nitrato de (evaporador, enfriador, potasio, ferrocianida de sodio, enfriamiento por acido sulfamico, tetraborato contacto directo. de sodio. Cristalizadores de tubo de aspiracin con

Licor circulante

desviadores Cristalizadores oslo (evaporadores, enfriadores, superficie enfriada, al vacio)

Superficie raspada

Cristlizador Swenson Walter, Cristalizador Armstrong continuamente raspado

tanque

Cristalizadores de tanque con solucin Esttica o agitada.

Para la produccin de Yeso, tamices moleculares, cristales pequeos y de nitrato de plata, nitrato de tamao uniforme amonio, urea, sulfato de sodio, sulfato de amonio, sulfitos inorgnicos, tiosulfatos, cloratos y di cromatos. Para compuestos P Xyleno, acidos grasos, orgnicos o donde el aceites marinos, escalamiento es el clorobenceno, colorantes principal problema orgnicos, acidos orgnicos tales como el benzoico, butirico, srbico, brico, sebcico, propionico, adipico, ures, naftaleno, formiatos. Para operaciones Acidos grasos, aceites Batch, o donde los vegetales, azcar, tamices cristales no son el moleculares. producto principal