Seminario de Cristalizacion

8/13/2019 Seminario de Cristalizacion

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EQUIPOS DECRISTALIZACIN

UNIVERSIDAD DE CORDOBAPROGRAMA INGENIERIA DE ALIMENTOSOPERACIONES UNITARIAS II2 13


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CRISTALIZACINEs un proceso donde se forman partculas slidas a parti

homognea. Este proceso puede ser la congelacin formar hielo, la formacin de partculas de nieve a partir de un

Durante el proceso de cristalizacin los cristales debeprimero y luego crecer.

La sobresaturacin es la fuerza impulsora tanto de la nucomo del crecimiento de los cristales


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MODOS DE OPERACINLos cristalizadores se clasifican en cuanto a su operacin en contilotes

los materiales pasan a travs de unidades especializadas de procpara terminar convertidos en productos finales.

consiste en una secuencia de pasos que deben ser realizados endefinido. La culminacin de esta secuencia de pasos produce unafinita de producto final.

Modo Continuo

Por Lotes


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FORMAS DE CRISTALIZARConseguir la sobresaturacin de la sustancia de la cual se desean obtensino existe sobresaturacin no se pueden obtener los cristales

Las molculas del soluto entran en contacto y forman aglomeraciones. El crecimiento de las aglomeraciones las transforma en cristales. El efecto del tamao de las partculas es un factor importante en la nucle

El crecimiento de los cristales es un fenmeno cuya fuerza impulsora tasobresaturacin

Crecimiento

Nucleacin primaria


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Tipos de cristalesUn cristal es un slido compuesto por tomos, iones o molculaen un arreglo tridimensional ordenado o peridico, o retcula es

Los cristales largos se rompen muy fcilmente durante la centrifugacin y s Los cristales en forma de disco son difciles de lavar durante su centrifugac

secar. Los cristales esfricos son ms fciles de manejar


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La sustanciaque se agregaa la solucinreduce lasolubilidaddelcompuestoque se desea

cristalizar

Sobresaturacinpor adicin deuna sustancia

Este mtodoes mixto yaque utiliza laevaporacindel disolventey adems elenfriamientode la

solucin.

Sobresaturacinpor evaporacin

adiabtica

Este mtodose utilizacuando lasolubilidad delos solutos escasiindependientea la

temperatura

Sobresaturacinpor evaporacindel disolvente.

Solucionesque seencuentransaturadas,este mtodoinvolucra uncambio detemperatura

Sobresaturacinpor enfriamiento

FORMAS DE CRISTALIZAR


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VENTAJASEl factor de separacin es elevado .

Controlando las condiciones del proceso se obtiene un proconstituido por partculas discretas de tamao y forma adecuadirectamente empaquetado y vendido .

Precisa menos energa para la separacin que la destilacin u oempleados habitualmente y puede realizarse a temperaturas rbajas.


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DESVENTAJAS

No se puede purificar ms de un componente ni recuperar todouna nica etapa. Es necesario equipo adicional para reti

restante de las aguas madres.

.

La operacin implica el manejo de slidos, con los inconvtecnolgicos que esto conlleva.


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Equipos utilizados en lacristalizacin Cristalizadores de tanque

Enfra soluciones saturadas en tanques abiertos. Despus de cierto tiempo, se dr

madre y se extraen los cristales. En este mtodo es difcil controlar la nucleacin

de los cristales


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Evaporador-Cristalizador ( cristalizador de Oslo)

El lquido circulante se extrae por la bomba hacia el interior del tubo del c

condensacin de vapor de agua. El lquido caliente fluye despus hacia evapor donde se produce una vaporizacin repentina que causa sobresatura


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Cristalizador al vaco con circulacin de magma

El magma o suspensin de cristales circula por fuera del cuerpo principal demedio de un tubo de circulacin o bomba en espiral.


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Cristalizadores con raspadores de superficie (Swenson-Walker)

Consiste en una artesa abierta de 0.6 m de ancho con fondo semicircular

enfriamiento en el exterior


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Cristalizador de tubo de extraccin

En esos casos se omite el desviador y se determina el tamao del circulad

para que tenga una influencia mnima de nucleacin sobre la suspensin.


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Cristalizador evaporador de desviador y tubo de extraccin (DT

Este diseo consta de una caracterstica de destruccin de partcu

comprende la zona de asentamiento que rodea al cuerpo del cristaliza

de circulacin y el elemento calentador.


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Cristalizador de refrigeracin de contacto directo.

En estos sistemas, es conveniente mezclar el refrigerante con la lec

enfra en el cristalizador, de modo que el calor de vaporizacin del re

refrigerante sea relativamente inmiscible con el licor madre y ca

separacin, compresin, condensacin y un reciclaje subsiguiente en cristalizacin.


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Cristalizador de enfriamiento superficial

El diseo se basa en las velocidades admisibles de intercambio retencin que se requiere para el crecimiento de los cristales de produc


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Cristalizador de evaporacin de circulacin forzada

La cantidad y la velocidad de la recirculacin, el tamao del cuerpo, velocidad de la bomba de circulacin son elementos crticos de diseresultados son predecibles a alcanzar.


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INSTRUMENTACIN Y CONTROEl crecimiento de cristales es un proceso de capa por capa que se produce en un

de tiempo relativamente largo. Cristalizadores con frecuencia represensuspensin de crecimiento de cristales de 2-6 h de

La nucleacin, por otro lado, es un fenmeno que puede ocurrir casi instantn

como resultado de un trastorno grave en condiciones de funcionamiento, tales c

cada rpida de temperatura del cristalizador con materiales de solubilidad n

Control de nivel de lquido y la presin absoluta son variables que deben ser mapor los instrumentos sobre una base minuto a minuto.

Los siguientes controles son necesarios para la mayora de los cristalizadores con


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Control De Nivel De Lquido mantener el nivel aproximadamente de 6 pulgadas (15 cm) de cu

predeterminado.

Este nivel establece la relacin de entrada a la superficie de ebullicin en el re

Control De Presin AbsolutaLa temperatura en un cristalizador de vaco se controla normalmente poabsoluta que regula el registro de aire que pasa en el sistema de vaco o la fuera del tubo de gas de un condensador si se hace funcionar por encimaatmosfrica.


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Densidad Magma La densidad de la suspensin puede ser determinada por una Medici

diferencial entre dos puntos en la suspensin ubicados lo suficientemen

que la lectura diferencial adecuada se puede obtener.

Registro Controlador De Flujo De Vap Establece el nivel de sobresaturacin mximo dentro del equipo. Mie

cualquiera de las condiciones, esto se puede hacer mediante el control

o el caudal de vapor.


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FLUJO DE ALIMENTACIN EN ELCONTROL DE GRABACIN El instrumento preferido para este tipo de control es la magntica. En los c

refrigeracin, el flujo de alimentacin determina el flujo de calor y, por lo ta

sobresaturacin de pico en el cristalizador. Adems, es directamente proporcional

produccin


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Descarga La lnea de descarga de un cristalizador debe ser tomada en un punto que

de la superficie de ebullicin.

La muestra de una suspensin bien mezclada debera ser represe

velocidad en el muestreo debe estar cerca de la velocidad de la lnea

donde la muestra se separa.

Toma De MuestrasEl muestre se realiza cada 1-2 h durante las condiciones cuando la ocontrola para hacer ajustes en el producto (tamao o caractersticas).


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FACTORES DE PROCESO Solubilidad y Formacin De Sobresaturacin

Efectos De La Temperatura Sobre La Solubilidad Efectos Del pH Sobre La Solubilidad

Reduccin De La Solubilidad Por Anti-disolventes

Efectos De Las Sales De Solubilidad

Cintica De Crecimiento De Los Cristales


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RENDIMIENTO DE LA CRISTALIZACI


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RENDIMIENTO DE LA CRISTALIZACI


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DISEO Y SELECCIN DE UN CRISTALIZA1. COMO ELEGIR UN CRISTALIZADOR

a. Elegir un medio de generacin de sobresaturacin.b. Decidir si la cristalizacin ser batch o contina.

c. La eleccin final del equipo depender adems de otrotales como:

Tipo y tamao de cristales a producir. Caractersticas fsicas de la alimentacin.

Resistencia a la corrosin


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DISEO Y SELECCIN DE UN CRISTALIZA2. FACTORES A CONSIDERAR Poder del solvente.

Pureza.

Reactividad qumica.

Manejo y procesamiento.


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DISEO Y SELECCIN DE UN CRISTALIZA3. CRITERIOS PARA ESPECIFICAR UN CRISTALIZADOR

Cul es la solubilidad del compuesto en agua o solventes bajo consideracin, y cmo cambia sttemperatura?

Hay otros compuestos en la solucin que co-precipit

producto a cristalizar, o stos permanecen en laaumentando de la concentracin hasta que ocurre cambio de fase del producto?


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DISEO Y SELECCIN DE UN CRISTALIZA Cul ser la influencia de impurezas en l

solucin, en el hbito, el crecimiento, y lvelocidad de nucleacin de los cristales? Cules son las propiedades fsicas de la soluci

y su tendencia de formar espuma? Cul es el calor de la cristalizacin del producto

Cul es la velocidad de produccin, y cul es lbase sobre la cual se calcula esta velocidad dproduccin?


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DISEO Y SELECCIN DE UN CRISTALIZA Cul es la tendencia del material a crecer en las paredes

del cristalizador? Qu materiales de construccin se pueden utilizar para

entrar en contacto con la solucin a varias temperaturas?

El producto final se mezclar o estar mezcladopermanentemente con otros materiales o slidos

cristalinos


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DISEO Y SELECCIN DE UN CRISTALIZAEl solvente ideal para la cristalizacin de un compuesto particu

que: No reacciona con el compuesto.

Hierve a temperatura por debajo del punto de fusin del compu

Disuelve gran cantidad del compuesto cuando esta caliente.

Disuelve una pequea cantidad de compuesto cuando esta fro.

Es moderadamente voltil y los cristales pueden ser secados rp

No es txico, no es inflamable y no es caro las impurezas dinsolubles en el solvente para que puedan ser separadas por filt


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DISEO Y SELECCIN DE UN CRISTALIZ4. ESCALA DE FUNCIONAMIENTO

La escala de la operacin a menudo tiene una imprimordial en la seleccin de los equipos debido a utilizados para transferir calor. Para el trabajo de cri

muy pequea escala es comn utilizar radiacin. La caestos equipos vara desde unos pocos litros hasta varios litros por da (de solucin enfriada).


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PROCEDIMIENTO DE DISEO

REQUISITOS

BALANCEY TIEMPO

TAMAODE

CRISTALES

SUPERFICIEDE TRANSF

BOMBA YEQUIPO

DE VACIO


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COSTOS DE LA CRISTALIZACION

Cada diseo de cristalizador depende de algunas caracterstnicas que son del producto que se cristalizo.

Los cristalizadores pueden con una amplia variedad implementos, capacidades, materiales de construccindiseo.


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CRISTALIZACION EN ALIMENTOS

Hay muchos componentes en los alimentos que cristaliz

parcial o completamente. Los mas importantes son lo(sacarosa, lactosa, glucosa y fructosa), hielo, lpialmidones. Sin embargo, la cristalizacin de sales , alazucares, acido orgnicos, protenas y emulsiones pimportante en cierta aplicaciones.

CRISTALIZACION EN ALIMENTO


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La estructura cristalina de los alimentos es importante pa

calidad del producto, textura y estabilidad, junto con otrelementos estructurales que determina:

La apariencia del producto

Propiedades mecnicas durante su consumo

Estabilidad en el almacenamiento

CRISTALIZACION EN ALIMENTO


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CRISTALIZA

CIND

E

TRIGLICERIDOS

La cristalizacin es unapropiedad fisicoqumicamas importante de lostriglicridos. Un aceitepuede proporcionardistintas fracciones de

triglicridos, con cambiosde temperatura.

CRISTALIZACI

ND

EAZUCAR

La cristalizacin ococimiento de la que contiene un jlleva a cabo en tavaco.

Azcar blanco Azcar crudo Azcar para refin


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SALGRANO

INDUSTRIAL

El producto sepresenta en formagranular de tamaogrande de color

blanco cristalino,debido a su altapureza es utilizadoen muchas industrias

ELABOR

ACIND

E

HEL

ADOS

Se trata bsicamente formacin cristales depara dar foconsistencia producto.


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CONCLUSIN

La cristalizacin es un proceso de separacin de tipo solido liqque existe transferencia de masa de un soluto de una solucinuna fase cristalina solida pura.

En trminos de requerimiento de energa, la cristalizacin requiemenos para la separacin que lo que requiere la destilacin.


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FORMACIN DE CRISTALES DE AZCARPROCESO DE LICORES ESCARCSUGAR CRYSTALS FORMATION DURING FRLIQUORS PRODU

DEYANIRA MUOZ, A


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INTRODUCCIONEste proyecto de investigacin analiza la formacin de cristales durante el proceso d

cremas escarchadas, a partir de mezclas con contenidos de azcar menores a 5 y 10%mezcla patrn. El propsito es establecer la concentracin donde ocurre la formaci

para ello se realizaran las curvas que permitan la interpretacin del comportamiento

azcar de las cremas escarchadas elaboradas con diferentes porcentajes de azc

temperaturas de jarabe de 80, 85, 90, 95 y 100C


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MATERIALES Y METODOS

Obtencin de la mezcla:

La velocidad de agitacin se trabaj alrededor 900 rpm

Se obtuvieron las densidades especificas de 0.8 g/cm3 y 1.0 g/cm3 para el alcohol y agua respectivamentecon el fin de calcular el volumen requerido (v = m/ ) en cada una de las mezclas .


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PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL


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RESULTADOS Y DISCUSIN Evaluacin de la formacin de cristales a temperatura de jarabe de 80C


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RESULTADOS Y DISCUSION Evaluacin de la formacin de cristales a temperatura de jarabe de 85C


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CONCLUSIONES Se evalu el comportamiento del contenido de azcar en el proceso de cristalizaci

mezcla o jarabe para formar cristales estables en una rama de cristalizacin

elaboracin de cremas escarchadas.

Las mezclas de altas concentraciones de soluto y tratadas a mayor temperafcilmente ncleos que crecen para formar cristales mas estables en el tiempo. Lareduccin del 5% de soluto respecto al patrn a los cuatros das despus de formarpresento mayor estabilidad.

Las mezclas de bajas concentraciones de soluto y tratadas a altas o bajas temperata no cristalizar, la formacin de cristales es inestable y se solubilizan de nuevo en ltranscurrir el tiempo. La mezcla con reduccin del 10% de soluto respecto al pmayora de los casos de estudio no cristalizo.


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