3. Cristalização é a conversão de uma substância ou várias
substâncias do estado gasoso, líquido ou sólido amorfo
para o estado cristalino.
Um sólido é dito cristalino se os átomos e moléculas que o
constituem estão organizados em uma estrutura
tridimensional regular.
A cristalização é uma operação de finalização de produtos
em indústrias químicas e farmacêuticas.
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5. A razão de enfatizar essa operação está no fato de que a
cristalização é uma operação de finalização de produtos em
indústrias químicas e farmacêuticas e afeta diretamente
na pureza do produto e pode evitar ou diminuir
propriedades indesejáveis no produto final, como por
exemplo:
Empedramento;
retenção demasiada de umidade;
Altas perdas de material devido à formação de pó.
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6. NUCLEAÇÃO: etapa em que as moléculas do soluto dispersas
no solvente começam a se juntar em aglomerados, em escala
nanométrica. É no estágio de nucleação que os átomos se
arranjam de uma forma definida e periódica que define a
estrutura do cristal.
CRESCIMENTO DO CRISTAL: é o subsequente crescimento
do núcleo que atingiu o tamanho crítico do aglomerado. A
nucleação e o crescimento continuam a ocorrer
simultaneamente enquanto a supersaturação existir.
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7. Para que as duas etapas citas ocorram de forma satisfatória é
necessário ter um sistema supersaturado. A velocidade da nucleação
e do crescimento do cristal dependem da supersaturação, sendo
assim, ela é a força eletromotriz do processo de cristalização.
Quando a supersaturação é ultrapassada, o sistema sólido-liquido
atinge o equilíbrio e a cristalização está completa.
É importante salientar também que é necessário AGITAÇÃO no
processo, pois assim ocorre a aproximação e choque das moléculas.
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9. Os diferentes métodos de geração de sobressaturação são
aplicados em qualquer cristalizador contínuo em condições
de funcionamento constante no tempo:
Temperatura;
Pressão;
Sobressaturação;
Concentração de sólidos.
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11. Há várias técnicas de cristalização, identificadas de acordo
com o método pelo qual a supersaturação é alcançada:
Resfriamento;
Evaporação;
Vácuo – resfriamento adiabático;
Adição de antissolvente (drowning out, salting out);
Reação química.
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12. RESFRIAMENTO POR TROCA TÉRMICA
Este método é utilizado quando a variação da solubilidade com a
temperatura é importante.
O arrefecimento é obtido por troca térmica com as paredes do
cristalizador.
Os cristalizadores por arrefeciemento podem ser contínuos ou
descontínuos.
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13. CRISTALIZAÇÃO INDUZIDA
Compreensão da cristalização induzida por adição de um
corpo que não provocará reação química, mas somente uma
modificação da solubilidade.
Se duas ou mais substâncias são dissolvidas em um solvente,
sendo assim o composto adicionado reduz a solubilidade do
soluto, ocorrendo a precipitação.
É um processo que reduz o consumo de energia.
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14. CRISTALIZAÇÃO POR REAÇÃO QUÍMICA
Cristalização por reação química entre 2 compostos solúveis
para formar um composto insolúvel, o que chamamos de
precipitação.
Um exemplo é o Processo Solvay, um processo industrial
criado por Ernest Solvay no século XIX para a obtenção de
carbonato de sódio.
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15. CRISTALIZAÇÃO POR REAÇÃO QUÍMICA
Na primeira etapa a salmoura é saturada
de NH3, de forma a, além dos íons sódio e
cloreto, gerar em solução amônio e
hidroxila.
Em seguida, injeta-se CO2 na solução, de
forma que ocorram as reações
subsequentes, resultando em NaHCO3,
que, nas condições do processo, precipita.
O NaHCO3 é então filtrado da solução e
aquecido até a calcinação, de forma a
produzir o Na2CO3.
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16. CRISTALIZAÇÃO POR EVAPORAÇÃO
Neste caso, a solução é concentrada a temperatura constante por
evaporação do solvente geralmente sob pressão reduzida;
A evaporação é garantida pelo calor ao atravessar um trocador de
calor seja dentro do aparelho ou em recirculação externa;
Processo utilizado quando a solubilidade varia um pouco com a
temperatura.
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19. TANQUES DE CRISTALIZAÇÃO
Vantagens:
Indicado para pequenas escalas
Processo eficaz e barato
Desvantagens:
Solubilidade mínima na superfícies
das serpentinas;
Muitas despesas na mão de obra;
Levam a um produto muito irregular.
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20. TANQUES DE CRISTALIZAÇÃO
Utilizados na cristalização do açúcar:
Adição do mel na água quente
Formação de cristais
Aumento da concentração até
mudar a aparência
Resfriamento da temperatura
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26. Alimentícias (sal de cozinha e açúcar);
Farmacêuticas (ácido bórico);
Químicas(sulfato de sódio e amônia para produção de fertilizantes;
compostos para inseticidas; carbonato de cálcio para as indústrias de
papel, cerâmica e plástico);
Mineral (óxido de alumínio retirado da bauxita);
Metalúrgico (níquel; alumínio).
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31. São colocados em um cristalizador 160g de solução aquosa saturada
de sacarose a 30°C, que serão resfriados a 0°C. Quanto do açúcar
cristaliza, sabendo que não se perde nenhuma parte de água?
Dados:
Temperatura (°C) Solubilidade de sacarose g/100g de H2O
0 180
30 220
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32. Disponível em < https://www.passeidireto.com/arquivo/6087780/operacoes-unitarias-iii---cristalizacao>
, acessado em 07/01/2017.
Disponível em < http://www.ebah.com.br/content/ABAAAfCFwAC/cristalizacao-cozimento-acucar-2#>,
acessado em 07/01/2017.
COSTA, C.B.B., GIULIETTI, M. Introdução à Cristalização: Princípios e Aplicações São Carlos:
EdUFSCar, 2010
Disponível em <http://sistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/5817066/LOQ4086/cristalizacao.pdf >,
acessado em 07/01/2017.
Disponível em
http://labvirtual.eq.uc.pt/siteJoomla/index.php?option=com_content&task=view&id=42&Itemid=159.
acessado em 10/01/2017
Disponível em http://pt.slideshare.net/silvaniamendesmoreschi/cristalizao-25618984, acessado em
10/01/2017
Disponível em http://pt.slideshare.net/AnglicaMariaBenedetti/cristalizao-22865348, acessado em
10/01/2017
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Notas do Editor
Vaporização em flash: redução da pressão através da válvula de estrangulamento; diminuição da quantidade de solução
Incrustações: cristais grudados na parede do equipamento