Cristalização slides

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Operações	
  Unitárias
Professor	
  Lourinaldo	
  
Cristalização
1
Professor
Lourinaldo da Silva Junior
Um	
  cristal	
  é	
  uma	
  configuração	
  muito	
  organizada	
  de	
  átomos,	
  ou	
  de	
  moléculas	
  ou	
  de	
  íons	
  dispostos	
  em	
  redes	
  espaciais	
  tridimensionais.	
  A	
  rede	
  é	
  regular,	
  com	
  distâncias	
  e	
  ângulos	
  fixos	
  entre	
  suas	
  partículas.
2
Professor
Lourinaldo da Silva Junior
3
Professor
Lourinaldo da Silva Junior
4
Professor
Lourinaldo da Silva Junior
5
Professor
Lourinaldo da Silva Junior
6
Professor
Lourinaldo da Silva Junior Métodos	
  de	
  cristalização
• Resfriamento	
  de	
  uma	
  solução	
  supersaturada;
• Adição	
  de	
  um	
  segundo	
  solvente	
  no	
  qual	
  o	
  soluto	
  a	
  ser	
  cristalizado	
  não	
  é	
  solúvel;
• Redução	
  do	
  volume	
  da	
  solução;
• Adição	
  de	
  um	
  segundo	
  soluto	
  (precipitação).
7
Professor
Lourinaldo da Silva Junior Princípios	
  de	
  cristalizaçãoA	
  Cristalização	
  pode	
  ser	
  analisada	
  sob	
  o	
  ponto	
  de	
  vista:
– Da	
  pureza;
– Rendimento
– Requerimentos	
  de	
  energia
– Taxas	
  de	
  nucleação	
  e	
  crescimento
8
Professor
Lourinaldo da Silva Junior
Cluster Embrião Núcleo Cristal
Mecanismo	
  de	
  crescimento	
  do	
  Cristal
9
Professor
Lourinaldo da Silva Junior
Formação	
  de	
  agregados	
  de	
  moléculas	
  que	
  podem	
  se	
  manter	
  próximas	
  até	
  a	
  estabilização	
  e	
  crescimento	
  com	
  alcance	
  da	
  estabilidade,	
  caracterizando	
  o	
  que	
  chamamos	
  de	
  núcleo	
  ou	
  semente.
Nucleação	
  Secundária
Ocorre	
  quando	
  sobre	
  a	
  
superfície	
  de	
  pequenos	
  cristais	
  
presentes	
  na	
  solução	
  há	
  
deposição	
  de	
  soluto	
  gerando	
  
um	
  cristal	
  maior.
Nucleação	
  primária
Mecanismos	
  da	
  cristalização
10
Professor
Lourinaldo da Silva Junior
	
  	
  	
  	
  A	
  formação	
  de	
  agregados	
  ocorre	
  a	
  partir	
  das	
  moléculas	
  da	
  substancia	
  a	
  ser	
  precipitada	
  apenas,	
  pode	
  ser	
  primária	
  ou	
  secundária.
Nucleação	
  Heterogênea	
  	
  	
  	
  Ocorre	
  quando	
  a	
  presença	
  de	
  uma	
  partícula	
  estranha	
  catalisa	
  a	
  formação	
  do	
  núcleo	
  e	
  o	
  posterior	
  crescimento	
  do	
  cristal.
Nucleação	
  Homogênea
11
Professor
Lourinaldo da Silva Junior
Nucleação
Homogênea
Primária Secundária
Por	
  cisalhamento Por	
  colisão
Heterogênea
12
Professor
Lourinaldo da Silva JuniorO	
  crescimento	
  do	
  cristal,	
  nas	
  operações	
  industriais	
  pode	
  ser	
  afetado	
  por	
  diversos	
  fatores	
  que	
  acabam	
  influenciando	
  o	
  hábito	
  do	
  cristal.
Hábito	
  cristalino,	
  é	
  a	
  aparência	
  típica	
  de	
  um	
  cristal.	
  
13
Professor
Lourinaldo da Silva JuniorO	
  hábito	
  cristalino	
  é	
  fortemente	
  afetado	
  ......pelo	
  grau	
  de	
  supersaturação;...pela	
  intensidade	
  de	
  agitação;...pela	
  densidade	
  de	
  população;...pelas	
  dimensões	
  dos	
  cristais	
  vizinhos;...pela	
  pureza	
  da	
  solução.
14
Professor
Lourinaldo da Silva Junior
Hábito	
   Aceitação
15
Professor
Lourinaldo da Silva Junior
Hábito
Os	
  cristais	
  se	
  
aglomeram
As	
  impurezas	
  
são	
  ocluídas	
  
nas	
  superfícies	
  
de	
  crescimento
A	
  nucleação	
  
ocorre	
  também	
  
nas	
  superfícies	
  
cristalinas
Os	
  cristais	
  são	
  
fragmentados	
  
pelas	
  bombas	
  
e	
  agitação
16
Professor
Lourinaldo da Silva Junior
Supersaturação
Resfriamento	
  
da	
  solução
Evaporação	
  do	
  
solvente
Evaporação	
  
combinada	
  
com	
  
resfriamento
Finalidade	
  do	
  Equipamento	
  de	
  Cristalização
17
Professor
Lourinaldo da Silva Junior
Equipamentos	
  de	
  cristalização
Cristalizadores	
  
por	
  
resfriamento
Cristalizadores-­‐
evaporadores
Cristalizadores	
  
de	
  resfriamento	
  
e	
  evaporação
18
Cristalizador	
  Oslo
19
Cristalizador	
  à	
  vácuo
20
Cristalizador	
  com	
  tubo	
  de	
  
tiragem	
  e	
  chicana	
  
separadora	
  
21
Cristalizador	
  com	
  tubo	
  de	
  
tiragem	
  e	
  chicana	
  separadora	
  
com	
  zona	
  de	
  elutriação
22