Cristalizacion

Cristalización

La cristalización es un proceso por el cual a partir de un gas, un líquido o una disolución los iones, átomos o moléculas establecen enlaces hasta formar una red cristalina, la unidad básica de un cristal. La cristalización se emplea con bastante frecuencia en Química para purificar una sustancia sólida. En el laboratorio se obtienen por dos caminos:

1. Cristalización por vía húmeda:

Podemos seguir dos procedimientos:

I. Se prepara una solución saturada de cierto sólido que se desea cristalizar, por ejemplo la sal común (NaCl), y se deja reposar en recipientes cilíndricos de vidrio, anchos y bajos llamados cristalizadores.

El disolvente, el agua por ejemplo se evapora y el sólido disuelto cristaliza poco a poco. Esta operación se puede agilizar agregando un sólido inerte insoluble (soporte) o bien introduciendo en el cristalizador una pequeña cantidad del sólido que se desea cristalizar (germen)

II: Se prepara una solución saturada en disolvente caliente, luego de dejar enfriar se obtiene una solución sobresaturada y pronto aparecen los cristales. Este fenómeno ocurre debido a que la solubilidad del sólido a menos temperatura es menor; entonces el exceso que no puede disolverse en el disolvente frio se precipita en forma de solido cristalino. El líquido en el cual se han formado los cristales se conoce como aguas madres.

2. Cristalización por vía seca:

Se puede seguir también mediante dos procedimientos:

I. Se funde (se pasa al estado liquido) el sólido a alta temperatura. Luego se enfría y al solidificarse se forman los cristales, así por ejemplo se obtiene el azufre cristalizado.

II. Ciertos sólidos que fácilmente se subliman (paso de sólido a gas), como gas o vapor se pone en contacto con una superficie fría, y sobre esta se forman los cristales. Así se cristaliza el Iodo y el acido benzoico (C7H6O2)

Figura 1 . Cristalización de sulfato de sodio

Cristalizadores

Un ejemplo importante es en la producción de sacarosa de azúcar de remolacha, en el que la sacarosa se cristaliza afuera de una solución acuosa.

Cristalizador de suspensión mezclada y de retiro de producto combinado

Llamado también cristalizador de magma circulante, es el más importante de los que se utilizan en la actualidad

Aun cuando se incluyen ciertas características y variedades diferentes en esta clasificación, el equipo que funciona a la capacidad más elevada es del tipo en que se produce por lo común la vaporización de un disolvente, casi siempre agua.

Figura 2. Cristalizador de suspensión mezclada y de retiro de producto combinado

Cristalizador de enfriamiento superficial

Este tipo de equipo produce cristales de malla 30 a 100. El diseño se basa en las velocidades admisibles de intercambio de calor y la retención que se requiere para el crecimiento de los cristales de producto.

Para algunos materiales, como el clorato de potasio, se utiliza este Cristalizador de tubo de extracción que esta combinado con un intercambiador de tubo y coraza de circulación forzada.

Figura 3. Cristalizador de enfriamiento superficial

Cristalizador de evaporación de circulación forzada.

Este Cristalizador consta de una tubería de circulación y de un intercambiador de calor de coraza.

Este calentamiento se realiza sin vaporización y los materiales de solubilidad normal no deben producir sedimentación en los tubos.

La cantidad y la velocidad de la recirculación, el tamaño del cuerpo y el tipo y la velocidad de la bomba de circulación son conceptos críticos de diseño, para poder obtener resultados predecibles.

Figura 4. Cristalizador de evaporación de circulación forzada

Cristalizador evaporador de desviador y tubo de extracción (DTB, Draft Tube Bafle).

Este Cristalizador consta de hélices situadas dentro del cuerpo del cristalizador, reduciendo la carga de bombeo que se ejerce sobre el circulador. Esta técnica reduce el consumo de potencia y la velocidad de punta del circulador y la rapidez de nucleación de los cristales.

La suspensión de cristales del producto, se mantiene mediante una hélice grande de movimiento lento.

La solución Madre enfriada regresa al fondo del recipiente y vuelve a recircular a través de la hélice. Los cristales gruesos

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