Guía práctica sobre el proceso de cristalización

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UNIVERSIDAD DEL CAUCA

FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS

GUÍA PRÁCTICA SOBRE EL PROCESO DE CRISTALIZACIÓN

OPERACIONES DE TRANSFERENCIA DE MASA

PROGRAMA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL

Elaborado por:

 Prof. Yamid Pismag

Docentes de la Facultad de Ciencias Agrarias

Popayán, 2020

INTRODUCCIÓN

La cristalización se describe como el proceso de formación de partículas sólidas en el seno de una fase homogénea, lo cual permite entenderla como un proceso de separación sólido – líquido en el que hay transferencia de masa de un soluto de la solución líquida a una fase cristalina sólida pura [1,2]. Con base en esta definición, la práctica realizada consistirá en la evaluación del fenómeno de cristalización en distintas soluciones de agua, alcohol y azúcar sometidas a condiciones diferentes de temperatura, lo cual conlleve a generar resultados que se confrontar y explicar con lo establecido en la literatura.

Para la formación de un cristal se requiere de dos etapas: la primera de ellas consiste en la formación de un cristal y recibe el nombre de nucleación. La segunda corresponde al crecimiento del cristal. El potencial impulsor de ambas etapas es la sobresaturación, condición que debe cumplir la solución para que tanto la nucleación como el crecimiento del cristal tengan lugar [1]. La utilización de un medio inductor permite la creación de una superficie adecuada para generar el proceso de nucleación y soporte de los cristales ya formados.

OBJETIVOS

• Analizar las distintas variables de proceso que influyen sobre la cristalización.

• Comparar el comportamiento de la concentración de las distintas soluciones, con respecto a la formación de cristales en el tiempo utilizado para el experimento.

• Verificar el proceso de cristalización de utilidad en la purificación de compuestos procesos industriales.

Materiales:

NOTA: En caso de preparar la solución sobresaturada de azúcar por recipiente entonces se debe emplear aproximadamente una relación de 200g de azúcar y 70 g de agua por cada vaso; siempre y cuando la solución se prepare solo con agua. Cuando la solución involucre una mezcla de alcohol y agua se debe emplear aproximadamente una relación de 150 g de azúcar y 100 g de solvente (agua y alcohol) (Anexo link de videos en bibliografía).

Procedimiento:

El procedimiento que se describe a continuación es valido para la preparación por un contenedor de 200 g, si el experimento se desarrolla por duplicado debe duplicar las cantidades de azúcar y líquidos de la disolución.

1. Haga marcas sobre el palillo que le permita establecer un porcentaje aproximado de cristalización.
2. Pese el palillo previamente limpio y seco
3. Pese el contenedor de cristal previamente rotulado con el palillo al interior del vaso.
4. Introduzca el palillo en el interior de los frascos de vidrio, procure que queden centrados en el contenedor.
5. Antes de preparar las soluciones verifique los tratamientos del cuadro 1.
6. En un beaker poner a calentar sobre una plancha el solvente líquido agua.
7. Una vez esté caliente casi a punto de hervor 85 °C, adicionar el azúcar dependiendo de la tabla 1 por porciones pequeñas hasta completar la totalidad del azúcar disponible.
8. Verificar que la solución sea homogénea y no haya remanentes de cristales.
9. Procure que la solución preparada llegue hasta el hervor a una temperatura baja por dos minutos aproximadamente, evite sobrecalentar o prolongar el tiempo de hervido para no perder líquido por evaporación.
10. Agitar constantemente hasta obtener una solución homogénea (una sola fase líquida sin precipitación de cristales).
11. Una vez inicie el hervor la solución, se retira del fuego.
12. Deja enfriar la solución.
13. Vierta la solución fría en los vasos de cristal para evitar que se rompan, recuerde que el palillo debe estar previamente en el vaso.
14. En los tratamientos que se requiera el uso de alcohol, adiciónelo cuando la solución esté a una temperatura baja y mezcle muy bien.
15. Repartir la solución en los vasos.
16. Cierre los vasos y deje enfriar aún más las soluciones.
17. Una vez fría la solución.
18. Procure que los palillos queden acomodados en el centro de los frascos, evitar que los palillos toquen completamente las paredes del contenedor
19. Dejar los vasos en observación por un tiempo de 7 días, tiempo en el que deberá registrar la información que se solicita en el cuadro 2.
20. Finalizado el tiempo de observación intente sacar los palillos en los cuales encontrará adheridos los cristales.
21. Ponga los cristales en un papel de cocina, hasta que se sequen.
22. Realice las observaciones respectivas.
23. Pese los palillos con los cristales obtenidos.

Cuadro 1. Tratamientos asignados

Nota: Los tratamientos a realizar por grupo son los descritos en la tabla, corresponden a la combinación de condición de temperatura y relación de soluto y solvente..

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