Cristalizacion y Secado
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Importancia en la industria
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VENTAJAS Productos alta pureza.
Controlando condiciones del proceso se pueden obtener de slidos de tamaos especficos (uniformes). Fcil empaquetamiento.
Evita riesgo de descomposicin por trabajar a bajas T.
Menos energa en comparacin con la destilacin
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OBTENCION DE LA ASPIRINA Se trata cido saliclico con anhdridoetanoico en un
medio cido (cido sulfrico, normalmente), donde los protones actan de catalizador de la reaccin. Ambos reactivos se calientan al bao Mara durante un tiempo conveniente. Finalmente se deja enfriar, observndose la cristalizacin del producto.
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WINTERIZACIN La winterizacin se emplea para obtener un aceite de mayor
nitidez, que no presente turbios durante el almacenamiento. Consiste en separar del aceite las sustancias con punto de fusin elevado que provocaran turbidez y precipitaciones en el aceite al encontrarse este a baja temperatura. Generalmente se realiza por enfriamiento rpido del aceite con agua fra o equipos frigorficos, con lo que se consigue la cristalizacin de los compuestos que queremos eliminar.
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Cristalizacin de sacarosa industrias azucareras El azcar se forma por cristales que son sometidos a
una solucin sobresaturada de azcar con un choque trmico, sembrando cristales y hacindolos crecer
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Cristalizacin por lotes en laboratorio Diseo de procesos escalables de cristalizacin por
lotes proporcionando detalles esenciales sobre la forma de los cristales, la formacin de aceites, la nucleacin secundaria y la homogeneidad entre lotes.
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Cristalizacin a gran escala Uso de la tecnologa analtica de procesos (PAT) para
aumentar el rendimiento y la capacidad, al tiempo que se consigue un tamao de partcula, una pureza y una densidad a granel del producto repetibles, con reduccin de los tiempos de ciclo y eliminacin del producto defectuoso
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Molienda hmeda Garanta de la distribucin de partculas deseada y
deteccin de los puntos finales de la molienda hmeda en tiempo real, sin necesidad de muestreo, mediante caracterizacin de partculas en lnea.
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Secado Es el proceso que nos permite separar un lquido de un
slido. Entendindose por secado la separacin de la humedad
de los slidos (o de los lquidos) por evaporacin en una corriente gaseosa.
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Tipos de Secado El secado puede ser:
Directo (Aire)
Continuo
Discontinuo
Indirecto (fuente trmica)
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Conceptos Bsicos Humedad
El contenido de humedad de un slido puede expresarse en base seca o en base hmeda.
Contenido de humedad, base seca: x
Contenido de humedad, base hmeda:
seco slido Kg
humedadKgX
seco slido Kg humedadKg
humedadKg
hmedoslido Kg
humedadKg
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Humedad de equilibrio (X*)
Humedad del slido cuando su presin de vapor se iguala a la presin de vapor del gas. Es decir, humedad del slido cuando est en equilibrio con el gas.
Si la humedad del slido es mayor que la de equilibrio, el slido se seca, pero si es menor absorber agua del aire hasta que alcance el equilibrio.
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Cuerpos hmedos y cuerpos higroscpicos Cuando la presin de vapor de agua que acompaa
al slido es menor que la tensin de vapor de agua a la misma temperatura, se dice que el slido es higroscpico, recibiendo el nombre de slido hmedo cuando la presin de vapor del agua que acompaa al slido es igual a la tensin de vapor de agua a esa temperatura.
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HUMEDADES Pv slido> Pv atm Evaporacin y
secado Pv slido < Pv atm El slido
adquiere humedad Pv slido = Pv atm Condiciones
de equilibrio
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Humedad libre (X- X*)
La diferencia entre la humedad del slido y la humedad de equilibrio con el aire a condiciones dadas se denomina humedad libre.
Es la humedad del slido que est en exceso con relacin a la humedad de equilibrio. Es sta la humedad que se puede evaporar y depende de la concentracin de vapor en la corriente gaseosa.
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Humedad ligada o agua ligada
Es el valor de la humedad de equilibrio del slido en contacto con aire saturado; o bien la humedad mnima del slido necesaria para que ste deje de comportarse como higroscpico.
Humedad desligada o agua desligada
Es la diferencia entre la humedad del slido y la humedad ligada; o bien la humedad libre del slido en contacto con aire saturado. Si el slido tiene humedad desligada se comportar como hmedo.
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Cintica de Secado
Se define la velocidad de secado por prdida de humedad del slido hmedo en la unidad de tiempo a condiciones constantes.
W = velocidad de secado
A = rea de la superficie expuesta
S = peso del slido seco
dt
dX
A
SW
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Tipos de secaderos. Secaderos de
calentamiento directo Secaderos de bandejas
Secaderos de lecho fluidizado Secaderos de tnel.
Secaderos de cama
vibratoria.
Secaderos sprays.
Secaderos rotatorios.
Secaderos de
calentamiento indirecto Secaderos de bandejas al
vaco.
Secaderos de bandejas a presin atmosfrica.
Secaderos por congelacin.
Secaderos de tambor.
Secaderos con circulacin a travs del lecho.
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Secaderos de Calentamiento Directo
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Secadero en bandejas El secado se produce por
la circulacin de aire caliente sobre bandejas que contienen material hmedo.
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Secadero de lecho fluidizado La suspensin,
introducida por medio de la tobera de pulverizacin en la cmara de producto, da lugar a la formacin de las partculas fluidizadas hasta que se vuelven a caer en el lecho fluidificado debido a su peso.
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Secaderos de tnel
Consiste en un tnel que puede tener hasta un poco mas de 20 m de longitud con una seccin transversal rectangular de, mas o menos, hasta 2 por 2 m.
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Secadores Rotatorios
Consiste en una coraza cilndrica sostenida sobre engranes, de manera que pueda girar sobre su propio eje. Tiene una tubera que impulsa a los slidos alimentados para que fluyan hasta la salida del secador al mismo tiempo que los remueve para lograr un mejor secado de los mismos.
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Secaderos Sprays o por Atomizacin
El secado por atomizacin es una operacin bsica especialmente indicada para el secado de disoluciones y suspensiones.
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Secaderos horizontales Se utiliza para productos
que no pueden verse sometidos a fuertes incrementos de temperatura y que no pueden desmenuzarse ni trocearse, ni recibir una manipulacin violenta. Consisten en un arrastrador metlico encerrado en un tnel por el que se introduce el fluido trmico de secado
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Secadero de flujo transversal La corriente de aire
caliente fluye desde los costados del tnel. Los hay que proveen calor desde un solo lateral, no son los mas convenientes, y los que suministran calor desde ambos lados del tnel y a lo largo del recorrido.
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Secaderos de Calentamiento
Indirecto
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Secador de tambor rotatorio Consta de un tambor de metal
calentado, en las paredes se evapora el lquido, mientras una cuchilla metlica, raspa lentamente el slido, para que descienda por el tambor, hasta la salida.
Este tipo de secadores son
tpicos del trabajo con pastas, suspensiones, y soluciones. El tambor resulta como un hbrido entre un secador y un evaporador.
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Secador al vaco Secado por lotes, funciona de manera
similar al secador de bandejas.
Formado por un gabinete de hierro con puertas hermticas, para trabajar al vaco y de anaqueles dnde se colocan las bandejas con los materiales hmedos.
Estos secadores pueden ser utilizado s
para secar materias termolbiles, como lo son algunos materiales biolgicos y en ocasiones los farmacuticos,.
La conduccin de calor en este tipo de
secadores es por radiacin desde las paredes metlicas del secador. La humedad extrada del material es recogida por un condensador dispuesto en el interior.
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APLICACIONES DEL SECADO Procesos de granulacin hmeda (elaboracin de cpsulas,
polvos o tabletas).
Produccin de algunos materiales (hidrxido de aluminio, lactosa seca y extractos en polvo).
Reduccin del volumen y peso de los materiales (disminucin del costo por transporte y almacenamiento).
Conservacin y estabilidad de productos animales y vegetales para disminuir el crecimiento de hongos y bacterias.
Volver a un producto mas estable (polvos higroscpicos, sales
efervescentes, aspirina, penicilinas y cido ascrbico). Una vez eliminada el agua, el producto se mantiene a bajos niveles de humedad con ayuda de agentes desecantes o por impermeabilidad del empaque.