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INTRODUÇÃO A cristalização é o segundo processo de separação mais utilizado na Indústria Química, sendo de grande importância devido à grande quantidade de materiais que são comercializados na forma cristalina. É um processo de separação sólido-líquido em que ocorre a transferência de massa de um soluto a partir de uma solução líquida para uma fase cristalina pura. Um exemplo é a produção de sucrose a partir do açúcar de beterraba, em que a sucrose é cristalizada a partir de uma solução aquosa. Por definição, cristalização é a formação de partículas sólidas a partir de uma fase homogênea. Este processo pode ocorrer no congelamento da água para formar gelo, na formação de partículas de neve a partir do vapor, na formação de partículas sólidas a partir de um líquido fundido ou na formação de cristais sólidos a partir de uma solução líquida. A cristalização baseia-se no princípio de que uma solução saturada ao ser resfriada ou concentrada, sofre um fenômeno de histerese, no qual uma única fase (líquida) pode sobreviver por algum tempo sem que ocorra a formação de sólido. Ao prosseguir o processo, a supersaturação atinge seu nível máximo, quando ocorre a formação dos primeiros sólidos (núcleos), tendendo a voltar ao equilíbrio do sistema pelo crescimento dos núcleos. Ao longo deste caminho, denomina-se supersaturação a diferença entre a concentração da solução e a concentração de equilíbrio naquela condição; sendo a força motriz do processo. A supersaturação em uma solução pode ser criada tanto pelo resfriamento quanto por evaporação do solvente

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processo de separação

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Page 1: - CRISTALIZAÇÃO

INTRODUÇÃO

A cristalização é o segundo processo de separação mais utilizado na Indústria Química,

sendo de grande importância devido à grande quantidade de materiais que são comercializados na

forma cristalina.

É um processo de separação sólido-líquido em que ocorre a transferência de massa de um

soluto a partir de uma solução líquida para uma fase cristalina pura. Um exemplo é a produção de

sucrose a partir do açúcar de beterraba, em que a sucrose é cristalizada a partir de uma solução

aquosa.

Por definição, cristalização é a formação de partículas sólidas a partir de uma fase

homogênea. Este processo pode ocorrer no congelamento da água para formar gelo, na formação

de partículas de neve a partir do vapor, na formação de partículas sólidas a partir de um líquido

fundido ou na formação de cristais sólidos a partir de uma solução líquida.

A cristalização baseia-se no princípio de que uma solução saturada ao ser resfriada ou

concentrada, sofre um fenômeno de histerese, no qual uma única fase (líquida) pode sobreviver

por algum tempo sem que ocorra a formação de sólido. Ao prosseguir o processo, a supersaturação

atinge seu nível máximo, quando ocorre a formação dos primeiros sólidos (núcleos), tendendo a

voltar ao equilíbrio do sistema pelo crescimento dos núcleos. Ao longo deste caminho, denomina-

se supersaturação a diferença entre a concentração da solução e a concentração de equilíbrio

naquela condição; sendo a força motriz do processo. A supersaturação em uma solução pode ser

criada tanto pelo resfriamento quanto por evaporação do solvente

Em toda a história da indústria química moderna se tem produzido cristais mediante

métodos que vão desde o mais simples, como se deixar esfriar tabuleiros com soluções

concentradas quentes, até os mais complexos, como os processos de cristalização contínuos,

cuidadosamente controlados em várias etapas e que visam a obtenção de um produto com

partículas de dimensões, de formas, de teor de umidade e de pureza muito uniformes.

O processo de cristalização trata da remoção de um soluto sólido de uma solução, através

de sua precipitação. O processo é atrativo porque combina a formação e a separação do produto,

podendo os cristais serem formados mesmo a partir de soluções impuras. Pode ser efetuada a

temperaturas relativamente baixas, numa escala que varia de alguns gramas até milhares de

toneladas por dia.

No processo comercial, não somente o rendimento e a pureza são importantes, mas

também a forma e o tamanho dos cristais. Uma uniformidade de tamanho é desejável para

Page 2: - CRISTALIZAÇÃO

minimizar a forma de blocos no empacotamento, para facilitar o escoamento, para facilitar a

lavagem e filtrado, e para que tenha um comportamento uniforme quando utilizado.

O produto inicial de um cristalizador é chamado de magma, uma mistura bifásica de

cristais e seu liquido. Os cristais são quase puros, mas o licor não é. Estas impurezas são

removidas pela separação dos cristais de seu liquido por filtração ou centrifugação. Também é

importante impedir que o licor seque nos cristais, tanto que eles são lavados com solvente puro

para produzir o cristal solido final. A pureza do produto final também precisa ser controlada para

que o licor não fique ocluído nos cristais.

Aplicações da cristalização: remoção da sacarose; remoção de KCl de soluções aquosas;

congelamento da água.

Page 3: - CRISTALIZAÇÃO

ASPÉCTOS GERAIS OU RESUMO DA TEORIA (FUNDAMENTOS)

A Cristalização é uma operação de separação onde, partindo de uma mistura líquida

(solução ou sólido fundido-magma) se obtêm cristais de um dos componentes da mistura, com

100% de pureza. Na cristalização criam-se as condições termodinâmicas que levam as moléculas a

aproximarem-se e a agruparem-se em estruturas altamente organizadas, os Cristais. Por vezes, as

condições operatórias não permitem obter cristais 100% puros verificando-se a existência, nos

cristais, de inclusões (impurezas) de moléculas que também têm grande afinidade para o soluto

O primeiro passo num processo de cristalização é a Nucleação. É necessário criar condições no

seio da mistura para as moléculas se aproximarem e darem origem ao cristal. A cristalização é

uma operação unitária baseada, simultaneamente, nos mecanismos de transferência de massa e de

quantidade de movimento. A“driving force” para a cristalização é a existência de sobresaturação

na mistura líquida, ou seja, a existência de uma concentração de soluto na solução superior à

concentração de saturação (limite de solubilidade). Este estado é naturalmente muito instável, daí

ser possível a nucleação.

Contudo, para haver cristalização é mesmo assim necessário ocorrer agitação ou circulação

da mistura líquida, a qual provoca a aproximação e choque entre as moléculas, ocorrendo

transferência de quantidade de movimento. A nucleação a que nos referimos até aqui é

a Nucleação Primária (as próprias superfícies sólidas do cristalizador podem ser agentes de

nucleação). Uma vez formados os primeiros cristais, pequenos fragmentos desses cristais podem

transformar-se também em novos núcleos. Estamos perante a Nucleação Secundária. Muitas

vezes, para tornar o processo de cristalização mais rápido, podem-se introduzir sementes (núcleos)

no cristalizador.

Uma vez formado o núcleo o cristal começa a crescer, e entramos na etapa de crescimento

do cristal. A velocidade de agitação ou circulação no cristalizador, o grau de sobresaturação, a

temperatura, etc. são parâmetros operatórios que condicionam a velocidade de crescimento dos

cristais e as características do produto final. Por exemplo, um grau de sobresaturação demasiado

elevado e, consequentemente, uma situação muito instável do ponto de vista termodinâmico, pode

dar origem a uma velocidade de nucleação muito elevada. Formam-se muitos núcleos

simultaneamente e o produto final é formado por cristais muito pequenos.

A cristalização é, como já se descreveu, uma operação que exige, para a sua modelização,

o conhecimento das relações de equilíbrio entre fases (líquido/sólido). Nas equações da velocidade

de nucleação ou da velocidade de crescimento é preciso ter sempre em conta o afastamento do

Page 4: - CRISTALIZAÇÃO

equilíbrio, ou seja a diferença entre a concentração real existente na mistura e a concentração de

saturação (grau de sobresaturação).

Uma das características do processo de cristalização é a de que o mesmo composto pode

dar origem a formas cristalinas diferentes (polimorfismo) dependendo das condições de operação.

Os diferentes tipos de cristais, que correspondem a condições termodinâmicas, no estado sólido,

diferentes para o mesmo composto, terão propriedades distintas (velocidade de dissolução, ponto

de fusão, forma, etc.) e, como tal, correspondem a produtos diferentes. É o caso, por exemplo, da

produção do carbonato de cálcio, por cristalização, o qual pode ser fabricado em diferentes formas

cristalinas.

O controle da forma cristalina do composto a separar é um aspecto fundamental e

extremamente difícil da cristalização industrial.

SUPERSATURAÇÃO

Dado um tempo suficiente, qualquer sólido em contato com sua solução se dissolverá se a

solução não estiver saturada, ou irá crescer às custas da solução se a solução estiver supersaturada.

Assim, com o objetivo de formar cristais, a solução precisa estar supersaturada e, em qualquer

caso, a curva de solubilidade representa as condições de equilíbrio.

Na cristalização, há transferência de massa da solução para a superfície do cristal. A força

motriz para o crescimento do cristal é a diferença de concentração entre a solução e a superfície do

sólido. A concentração na interface deve estar no equilíbrio (saturada), desta forma a solução deve

estar supersaturada para o cristal crescer. O grau de supersaturação depende do número e da forma

dos cristais sobre os quais ocorre a precipitação, do nível de temperatura, da concentração da

solução e da violência da agitação atuante.Existem diferentes possibilidades de produzir a

supersaturação:- redução da temperatura;- evaporação do solvente;- adição de um terceiro

componente que mude o equilíbrio (mudança de pH ou da concentração de sal)

Os dados de solubilidade de um sistema determinam qual destas abordagens é a melhor.

Normalmente, a solubilidade aumenta com a temperatura, desta forma, faz sentido resfriar a

solução para produzir a supersaturação e a formação de cristais. Em outros casos, a curva de

solubilidade é plana, indicando a necessidade de suplementar o resfriamento com a evaporação do

solvente. Em sistemas em que a solubilidade diminui com o aumento da temperatura, torna-se

necessária uma mudança do equilíbrio

A Supersaturação significa que existe uma diferença de concentração entre uma solução

com cristais crescendo e uma em equilíbrio com os cristais. As duas fases estão muito próximas na

mesma temperatura. A supersaturação (S) pode ser expressa como um coeficiente:

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Spartes do soluto/100 partes do solvente

partes do solutoem equilibrio /100 partes solvente

Na cristalização, o equilíbrio é obtido quando a solução (ou líquido) mãe atinge a condição de

saturação. Isto é representado por uma curva de solubilidade, apresentada na Figura 1, para

diferentes sais inorgânicos.

Figura 1- curvas de solubilidade

A curva para o nitrato de potássio (KNO3) é típica, sua solubilidade aumenta com a

temperatura e não existem hidratos, existe fase sólida em toda a curva.

A curva do cloreto de sódio (NaCl) é um caso especial, existe somente uma fase sólida e a

solubilidade aumenta continuamente com a temperatura. Mas, esta curva é marcada por ser muito

plana; a solubilidade aumenta de 35,9 partes de sal por 100 partes de água a 0°C para 40 partes de

sal por 100 partes de água a 100°C

RENDIMENTO

Em muitos processos industriais de cristalização, os cristais e o líquido mãe estão em

contato por um tempo suficientemente longo para atingir o equilíbrio, e o líquido mãe está

saturado na temperatura final do processo. O rendimento do processo pode ser calculado a partir

da concentração da solução original e da solubilidade na temperatura final. Se ocorrer uma

evaporação considerável durante o processo, ela deve ser conhecida ou estimada.

Quando a taxa de crescimento do cristal é lenta, é preciso um longo tempo para o equilíbrio

ser alcançado. Isto é real quando a solução é viscosa ou quando os cristais são coletados no fundo

Page 6: - CRISTALIZAÇÃO

do cristalizador. Nestas situações, o líquido mãe final pode reter uma apreciável supersaturação, a

o rendimento efetivo será menor que o calculado pela curva de solubilidade.

Se os cristais são anidros, o cálculo do rendimento é simples, porque a fase sólida não

contém solvente. Quando o produto contém água de cristalização, deve-se considerar a água que

contém nos cristais, desde que esta água não esteja disponível para reter soluto na solução. O

cálculo do rendimento de solutos hidratados é expresso em massa e em termosde sal hidratado e

água livre. Como esta é a última quantidade que permanece na faselíquida durante a cristalização,

as concentrações ou quantidades baseadas na água livrepodem ser subtraídas para dar um

resultado correto.

FORMAÇÕES DE CRISTAIS E CRESCIMENTO

Há dois estágios na formação dos cristais: a nucleação e o crescimento. Assim, na solução

supersaturada, algum processo de quebra do “pseudoequílibrio” da supersaturação precisa ocorrer para que

se tenha início a formação dos primeiros núcleos de cristais. O processo de nucleação pode ser

expresso quantitativamente como o número de novas partículas formadas, por unidade de volume

e por unidade de tempo. Uma vez que os núcleos estão disponíveis, material adicional é

incorporado na sua superfície exterior e os cristais crescem

A taxa de nucleação, que é o número de cristais em relação ao volume da solução e pelo

tempo, obtida a partir da teoria de cinética química é dada por:

Sendo que: C – fator de frequência (medida estatística do número de embriões que atingem o

tamanho crítico – em torno de 1*10^25 núcleos/ cm3.s

v - número de íons por molécula de soluto (para cristais moleculares =1)

VM – volume molar de cristal T - temperatura (K)

Na – constante de Avogadro (6,022*10^23moléculas/gmol)

R– constante dos gases ideais (8,3193*10^7ergs/gmol.K)

s – supersaturação da solução

σa- tensão interfacial aparente

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Quando se conhece os valores de C e σa, um valor de s pode ser calculado que irá

corresponder a taxa de nucleação de 1 núcleo/s.cm3 , ou B°=1. A solubilidade está relacionada ao

tamanho da partícula pela equação de Kelvin:

Muitas discussões de cristalização envolvem a teoria da supersaturação de Miers.Na Figura

2 é mostrada a progressão do processo de cristalização.

A curva de saturação representa a concentração máxima da solução que pode ser obtida

colocando o soluto em equilíbrio com o solvente. Ela representa o último limite para a

cristalização a partir de soluções saturadas. A curva de supersaturação representa o limite no qual

a formação dos núcleos começa espontaneamente e, consequentemente, o ponto onde a

cristalização pode começar

Largura Máxima da Zona Metaestável: quando a supersaturação atinge seu nível

máximo, ocorre a formação dos primeiros sólidos (núcleos), tendendo a voltar ao equilíbrio do

sistema pelo crescimento dos núcleos.

Page 8: - CRISTALIZAÇÃO

Na prática, o crescimento dos cristais raramente é ideal: os cristais aglomeram e

quebram, as impurezas podem entrar no vértice dos cristais e a nucleação pode ocorrer de maneira

indesejada

FORMAS E TAMANHOS DOS CRISTAIS

O tamanho do cristal é um fator significativo de qualidade do produto. Sendo assim,o

projeto e a operação de um cristalizador podem ser direcionados para a obtenção de uma

predeterminada distribuição de tamanho de cristais. A interação entre o crescimento e a nucleação

é o que irá definir esta distribuição de tamanhos.

O tamanho do cristal pode ser especificado pelo seu comprimento característico (L),

definido como:

Equação acima satisfaz sólidos regulares com φs próximo de 1, mas não satisfaz para

discos e agulhas com valores muito pequenos de φs. Na prática, L é considerado igual ao tamanho

determinado por peneiramento (análise granulométrica).

Os cristais são compostos de átomos, íons ou moléculas, organizados de uma forma

ordenada e de maneira repetida, e localizados em matrizes ou em arranjos espaciais. As distâncias

entre estes planos imaginários no cristal são normalmente medidas por difração de raios-x, bem

como o ângulo entre estes planos. Os cristais apresentam-se como poliedros que possuem faces

chatas e cantos pontiagudos. Existem seis classes de cristais, dependendo do arranjo dos eixos aos

quais osângulos se referem. As classes são:

-cúbica: três eixos iguais com ângulo reto entre eles

-tetragonal: três eixos todos com ângulo reto, um maior que os outros dois

-ortorrômbica: três eixos todos com ângulo reto, mas todos com comprimentos diferentes

-hexagonal: três eixos iguais em um plano inclinado a 60° entre eles, um com ângulo reto em

relação a este plano mas não necessariamente com o mesmo comprimento dos outros

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-monoclínica: dois eixos com ângulo reto em um plano, e um terceiro eixo com ângulo inclinado

em relação a este plano

-triclínica: 3 eixos com ângulo inclinado entre eles.

Num processo industrial, os cristais se aglomeram, as impurezas são ocluídas nas

superfícies de crescimento, a nucleação não ocorre só na solução, mas também sobre as

superfícies cristalinas, e os cristais são fragmentados pelas bombas e pela agitação dos sistemas de

produção. Estes fatores influenciam no hábito do cristal.

O termo hábito do cristal é usado para denotar o desenvolvimento relativo dos diferentes

tipos de face. Por exemplo, cloreto de sódio cristaliza a partir de soluções aquosas somente com a

face cúbica. Por outro lado, se o cloreto de sódio cristalizar a partir de uma solução aquosa

contendo uma pequena quantidade de ureia, os cristais obtidos terão faces octaedros. Ambos os

cristais pertencem ao sistema cúbico, mas diferem no hábito.

O hábito afeta a pureza do produto, sua aparência, a tendência em formar torrões ou a

pulverizar-se e, por tudo isso, influencia a aceitação do mercado consumidor.

O hábito é fortemente influenciado pelo grau de supersaturação, pela intensidade da

agitação, pela densidade populacional e pelas dimensões dos cristais nas vizinhanças e pela pureza

da solução.

EQUAÇÕES DE BALANÇO

Balanços de massa e energia, e a equação de transferência de calor, são as ferramentas

usadas na resolução de problemas de cristalização. O balanço material é necessário para se

determinar o rendimento do processo e o balanço de energia, para se determinar a quantidade de

solvente evaporado e a temperatura final da solução (licor)final.

O rendimento em cristais de um processo de cristalização pode ser calculado conhecendo-

se a concentração inicial do soluto, a temperatura final e a solubilidade a esta temperatura.

O método mais satisfatório para o cálculo dos efeitos térmicos durante o processo de

cristalização é o uso de diagramas entalpia-concentração para a solução e as várias fases sólidas

presentes no sistema. Entretanto, poucos diagramas estão disponíveis. Quando tal diagrama estiver

disponível, utiliza-se o procedimento a seguir. A solução alimentada possui entalpia H1, a mistura

final de cristais mais o líquido mãe possuem entalpia H^-2 Caso ocorra alguma evaporação

durante o processo, a entalpia do vapor Hv é obtida a partir de tabelas de vapor. Desta forma, o

calor trocado é:

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EQUIPAMENTOS PARA CRISTALIZAÇÃO

Uma diferença importante entre muitos cristalizadores comerciais é a maneira pela qual o

líquido supersaturado entra em contato com os cristais que estão crescendo

Os cristalizadores podem ser classificados convenientemente em termos do método usado

para se obter o depósito das partículas. Os grupos são:

1. Cristalizadores que conseguem a precipitação mediante o resfriamento de uma solução

concentrada quente. Pode ser usado para aquelas substâncias que tem acurva de solubilidade

diminuída com a temperatura. Pode-se incluir os resfriadores de tabuleiro, os cristalizadores

descontínuos com agitação e o cristalizador contínuo Swenson-Walker.

2. Cristalizadores que conseguem a precipitação mediante a evaporação de uma solução.

Sua principal aplicação é na obtenção do sal, onde a curva de solubilidade é tão plana que a

produção de sólidos pelo resfriamento é desprezível. Pode-se incluir os evaporadores-

cristalizadores, os cristalizadores com tubo de tiragem e os cristalizadores Oslo.

3. Cristalizadores que conseguem a precipitação pela evaporação adiabática e pelo

resfriamento. Neste grupo estão os cristalizadores a vácuo. É um dos principais métodos para

produção em larga escala.

Se uma solução quente é introduzida no vácuo onde a pressão total é menor que a pressão

de vapor do solvente na temperatura em que ele foi introduzido, o solvente deve sofrer um “flash”, e o

“flash” deve produzir um resfriamento adiabático. A combinação da evaporação com o resfriamento

produz a supersaturação desejada.

Para a recuperação dos cristais, após sua separação do líquido mãe, utilizam-se os

seguintes processos:

-Sedimentação;

-Centrifugação;

-Filtração;

  Os cristalizadores podem ser classificados de acordo com o tipo de operação: batelada ou

contínua. Os processos em batelada são realizados para certas aplicações especiais. Geralmente os

processos contínuos são preferidos.

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-Cristalizador de tabuleiro:

 São constituídos por tabuleiros nos quais se permite que uma solução arrefeça e cristalize. Hoje,

na indústria, raramente são usados exceto em operações de pequena escala, pois ocupam muito

espaço e muita mão-de-obra e os produtos obtidos são de baixa qualidade.

-Tanques de cristalização descontínua com agitação:

Provavelmente o método mais antigo e básico de cristalização. Soluções saturadas são deixadas

para resfriar em tanques abertos de fundo cônico, em geral. Após a cristalização, a solução mãe é

drenada e os cristais são coletados. Em alguns casos, o tanque é resfriado por serpentinas ou por

uma jaqueta, e um agitador é utilizado para melhorar a transferência de calor, manter a

temperatura da solução mais uniforme

 Manter os cristais finos em suspensão para que eles cresçam mais uniformes. Este tipo

possui aplicação limitada, sendo utilizado para produção de fármacos e na química fina.

Suas principais desvantagens são: equipamento essencialmente descontínuo e a solubilidade é

mínima na superfície das serpentinas de resfriamento. Consequentemente, os cristais crescem mais

rápido neste ponto, e as serpentinas são cobertas rapidamente com amassa de cristais diminuindo a

taxa de transferência de calor.

-Cristalizador Swenson-Walker:

É um cristalizador de resfriamento destinado a operar continuamente. Consiste numa grande calha

semicilíndrica, com 24 in de largura e 10 ft de comprimento, com camisa de água de resfriamento

e um misturador de fitas que gira cerca de 7 rpm. A solução quente concentrada é introduzida

continuamente numa das extremidades do cristalizador e flui lentamente para a outra extremidade

enquanto vai resfriando. O agitador é utilizado para raspar os cristais das paredes frias da unidade

e agitar os cristais na solução, de modo que a precipitação ocorra principalmente pelo acúmulo de

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material sobre os cristais formados anteriormente, ao invés de ser fruto da formação de novos

cristais. No final do cristalizador, o líquido mãe e os cristais saem juntos e são drenados, a partir

daí o líquido mãe retorna ao processo e os cristais úmidos são centrifugados.

-Cristalizador a vácuo:

A evaporação é obtida pelo “flash” da solução quente num vaso a baixa pressão. A energia para

vaporização é obtida pelo calor sensível da carga e, por isso, a temperatura de mistura do líquido e

vapor, depois do “flash” é muito mais baixa que antes do“flash”. Este resfriamento provoca a cristalização. As

unidades podem ser operadas descontinuamente; a carga é bombeada para o vaso e inicia-se a

agitação da solução. Dá-se a partida nos ejetores, a pressão e a temperatura do sistema diminuem

gradualmente. Durante a corrida, a vaporização do líquido ocorre em todas as pressões situadas

entre a atmosférica e a pressão mínima final

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-Evaporador-Cristalizador de circulação forçada:

É o cristalizador mais comum. O líquido é aquecido no trocador de calor, seguindo para o

recipiente de cristalização, onde ocorre uma vaporização flash, reduzindo a quantidade de solvente

na solução. O licor supersaturado segue então para uma área onde ocorre a cristalização. Os

cristais são separados, o licor é misturado com acorrente de alimentação e retornam para serem

aquecidos novamente

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Cristalizador Krystal

 A unidade é adaptada para a produção de cristais uniformes, grandes, que são usualmente um

pouco arredondados. O equipamento é um evaporador com circulação forçada, com calefator

externo contendo uma combinação de filtro para o sal e de classificador de partículas no fundo do

corpo do evaporador. Quando se deseja, ao aquecedor externo pode ser usado como resfriador, e

assim a cristalização ocorre pelo resfriamento da solução. O fluxo de líquido ascende pelo

aquecedor externo. O tubo de escoamento, que transpassa o corpo do cristalizador, vai até o fundo

do coletor e classificador de cristais. O escoamento é ascendente no classificador, o que possibilita

o contato entre os cristais e a solução ligeiramente supersaturada, simultaneamente com a

classificação dos cristais. Esta é uma característica peculiar do equipamento. As partículas maiores

são as que atingem o fundo do classificador e são retiradas na formado magma (cristais suspensos

na solução) do produto. Os cristais finos e a solução saturada saem pelo topo do leito e são

reciclados

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APLICAÇÕES: PRÁTICAS, TECNOLÓGICAS OU INDUSTRIAIS

Existem muitos setores industriais que se valem da cristalização para produção, tanto de

produtos finais quanto de intermediários: Na pesquisa que fizemos sobre as aplicações deste

processo na indústria, vamos citar algumas aplicações. Que são:

A indústria da borracha, As borrachas de policloropreno são obtidas pela polimerização do

cloropreno. A borracha de policloropreno tem uma tendência acentuada para a cristalização. Este

processo baseia-se na tendência à formação de cristais na macromolécula e manifesta-se por um

endurecimento mais ou menos forte durante a conservação da borracha, da mistura crua ou do

vulcanizado à temperatura ambiente e sobretudo a baixa temperatura. A tendência á cristalização é

maior na borracha ainda não trabalhada, podendo ser diminuída com a introdução de plastificantes

ou resinas adequadas. O endurecimento provocado pela cristalização só é uma vantagem para a

fabricação de colas de contato, preferindo-se, neste caso, os graus com forte tendência á

cristalização.

A cristalização é uma propriedade inerente ás borrachas de policloropreno, embora uns

tipos cristalizemmais rapidamente do que outros. Á medida que a cristalização se desenvolve,

ocorre uma pequena diminuição de volume, e o provete sob tensão tende a relaxar e a alongar na

direção da tensão. A cristalização não tem lugar a altas temperaturas porque as forças de

orientação são dominadas pelo movimento molecular vigoroso. A cristalização é um fenômeno

completamente reversível, bastando aquecer um provetecristalizado a uma temperatura superior a

qual ocorreu a cristalização para que esta desapareça e o provete readquira a sua macieza e

flexibilidade.

Setor sucroalcooleiro: utiliza-se acristalização para obtenção de açúcar a partir do caldo tratado da

cana-de-açúcar.

A cristalização na indústria de alimentos pode ser usada para dois propósitos: O material

líquido pode ser separado em fases sólidas e líquidas de diferentes composições, uma ou as duas

frações podem ser o produto desejado do processo.  Quando não há separação da fase sólida então

toda a matéria-prima é considerada como produto. O processo de cristalização pode ser iniciado

por refrigeração ou evaporação. Esta operação unitária é muito empregada principalmente na

cristalização de frutas

A cristalização é uma operação bastante antiga, pois desde de muito anos atrás que a

cristalização do cloreto de sódio a partir da água do mar é conhecida. Também na fabricação de

pigmentos se usa, desde dos tempos antigos, a cristalização. Hoje em dia, a cristalização industrial

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surge na fabricação de sal de cozinha e açúcar, na fabricação de sulfato de sódio e de amônia para

a produção de fertilizantes, na fabricação de carbonato de cálcio para as indústrias de pasta e

papel, cerâmica e de plásticos, na fabricação de ácido bórico e outros compostos para a indústria

de inseticidas e farmacêutica, entre muitos outros processos industriais

BIBLIOGRAFIA

McCabe & Smith, “Unit Operations of Chemical Engineering”, McGraw-Hill, N. Y., 2000.

A. Mersmann, “Crystallization Technology Handbook”, 2ª ed., CRC Pub., 2001.

C. J. Geankoplis, “Transport Processes and Separation Processes Principles”, 4ª ed., Prentice Hall,

2003.

BOMBARDELLI, Clovis. Operações Unitárias I. Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Campus de Toledo, PR, 2009.