¿Qué es un Cristalizador?
Los cristalizadores son aparatos que precipitan cristales sólidos a partir de líquidos o gases.
La cristalización es una técnica que se utiliza desde hace mucho tiempo y forma parte de la vida cotidiana, por ejemplo en la producción de sal. Aprovecha el hecho de que la solubilidad de un soluto en un disolvente depende de la temperatura, y el estado de máxima disolución del soluto se denomina saturación.
Se caracteriza por el hecho de que si la solubilidad disminuye y supera el estado de saturación debido al enfriamiento, la evaporación, el cambio de disolvente o la reacción, el soluto no puede disolverse completamente y precipita en forma de cristales. Los cristalizadores se utilizan en numerosos campos, como la química, la farmacia y la alimentación, y son útiles para el control de calidad y el desarrollo de nuevas sustancias.
Existen varios tipos de cristalizadores, y es importante seleccionar el adecuado para cada fin y condición. Un conocimiento preciso de los cristalizadores y de su funcionamiento adecuado garantizará la eficacia de la producción de cristales y de la investigación.
Usos de los Cristalizadores
Los cristalizadores se utilizan para la producción de cristales y producen cristales diferentes en función de su geometría. Existen dos tipos principales, cada uno con características y usos diferentes.
Los cristalizadores se utilizan ampliamente en las industrias química, farmacéutica, alimentaria y otras, y la elección del equipo adecuado garantiza una producción eficiente de cristales.
1. Cristal Tipo Oslo
En los cristalizadores tipo oslo, la sección de evaporación del disolvente y la sección de crecimiento de los cristales están separadas. El disolvente se evapora y los cristales se depositan aplicando calor desde el exterior. La ventaja es que no hay circulación de la bomba en la sección de crecimiento de cristales, por lo que es menos probable que se produzca la fractura de los cristales.
Sin embargo, la desventaja es que hay que reducir la concentración de la solución y el equipo se hace más grande. Se producen sustancias utilizadas en los procesos de revestimiento, como el cianuro sódico.
2. Tipo Cono Invertido
Los cristalizadores de cono invertido tienen la forma de un cono invertido y utilizan la velocidad de sedimentación más lenta de los cristales más grandes para separar los disolventes. Se pueden producir cristales con un tamaño de grano mayor y una distribución granulométrica menor.
Principio de los Cristalizadores
Un cristalizador es un instrumento para la formación de cristales y el mecanismo de cristalización consta de dos procesos: la formación y el crecimiento de los núcleos cristalinos.
1. Nucleación de Cristales
Los cambios de presión y temperatura pueden hacer que el estado de fase sólida se vuelva energéticamente estable. Se forman microcristales de tamaño nanométrico, que se denominan núcleos cristalinos.
Existen dos tipos de nucleación cristalina: la nucleación primaria, que se produce espontáneamente, y la nucleación secundaria, en la que el núcleo se desprende de un cristal mayor mediante una fuerza aplicada. La nucleación primaria es dominante a nivel de laboratorio, mientras que la secundaria lo es a nivel industrial.
2. Crecimiento de los Cristales
Los cristales crecen por la adhesión de átomos y moléculas a la superficie del núcleo cristalino. La superficie del cristal tiene escalones, donde los átomos y moléculas se incorporan a las partes dobladas de los escalones (kinks), y la incorporación continua a los kinks conduce al engrosamiento de la capa de cristal y al crecimiento.
El crecimiento de los cristales es un proceso complejo cuyo mecanismo completo aún no se conoce por completo.
Más Información sobre Cristalizadores
Máquinas Utilizadas Junto con los Cristalizadores
Los cristalizadores son equipos especializados para la formación de cristales, pero también se utilizan en combinación con otras máquinas como tanques de disolución, equipos de filtración, equipos de control de temperatura y centrifugadoras para una formación, recuperación y purificación de cristales eficientes.
1. Tanque de Disolución
Los tanques de disolución se utilizan en el proceso de pretratamiento de los cristalizadores. Es un recipiente para disolver el soluto y es importante para ajustar la solución a la concentración correcta. En el disolvedor, el soluto y el disolvente se mezclan, se calientan y se agitan para producir una solución homogénea.
2.Equipo de Filtración
El equipo de filtración se utiliza para eliminar las impurezas de la solución. El proceso de filtración previo a la cristalización influye considerablemente en la calidad de los cristales producidos. El equipo de filtración utiliza papel de filtro o membranas para atrapar las partículas y las impurezas.
3. Equipos de Control de la Temperatura
Los termorreguladores se utilizan para controlar la temperatura en los cristalizadores. La temperatura es un factor importante en el proceso de cristalización, y un control adecuado de la temperatura puede afectar significativamente a la velocidad y la calidad de la formación de cristales. Los dispositivos de control de la temperatura son calentadores y sistemas de refrigeración.
4. Centrifugadoras
Las centrifugadoras se utilizan para recoger los cristales producidos en los Cristalizadores. La fuerza centrífuga se utiliza para separar los cristales de la solución, aumentando así la eficacia de la recuperación de cristales. Las centrifugadoras pueden ser sistemas continuos o discontinuos.