DIMENSIONAMENTO DO CRISTALIZADOR

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DIMENSIONAMENTO DO CRISTALIZADOR
Primeiramente é definido, além do tipo de operação e o sistema em forma de fluxograma, todas as condições de processamento:
Tipos de cristalização: 
Arrefecimento da solução saturada
Evaporação do diluente da solução saturada;
Adição de um segundo solvente (anti-solvente) que reduz a solubilidade do soluto (drowning);
Promoção de uma reação química que leva à precipitação do soluto;
Alteração do pH do meio.
Equipamentos
Tanques de cristalização (ainda muito usados na produção de açúcar);
Cristalizadores com permutador externo (scrapped surface crystalizers), também conhecidos por Cristalizadores Swenson-Walker cujo desenvolvimento data de 1920 (ver Figura). Normalmente a sobresaturação atinge-se por arrefecimento;
Evaporador-Cristalizador de circulação forçada, também conhecido por Cristalizador Oslo. A sobresaturação é atingida através de uma evaporação flash;
Cristalizador de vácuo com circulação de magma (Cristalizador DTB, Draft, Tube and Baffle).
Faixas de temperatura
Produtividade
Deve-se então considerar as vendas do produto final e o volume da batelada para calcular a produção total e o volume a ser produzido para que seja definido o volume do cristalizador:
A partir do volume de produção, pode-se determinar o volume do vaso cristalizador industrial.
Considerando que o cristalizador seja um vaso vertical de fundo elíptico, determina-se o diâmetro (T), o semi-eixo (a), a altura (h), o volume total e a área interna, descritas na imagem:
Considerando que a camisa do reator seja do tipo meia-cana presente na parte cilíndrica do vaso, a área de troca térmica A é:
O diâmetro do impelidor (D) podem ser calculados e podem variar de T/3 a 2T/3, dependendo do seu tipo. As chicanas (B) geralmente possuem diâmetro de T/10, dispostas verticalmente a uma distância de T/50 da parede, como descritas na imagem. Para que não hajam danos mecânicos ao equipamento, recomenda-se que o número de pás do impelidor seja diferente do número de chicana para evitar o surgimento de ressonância na agitação.
Define-se também a espessura e o material da construção, levando em consideração as faixas de temperatura, pressão atmosférica e as características do produto orgânico
O coeficiente de troca térmica por convecção nos tubos da meia-cana pode ser calculado pela equação (INCROPERA e DEWITT, 1996) descrita abaixo: 
Onde: 
Pr – Número de Prandt do fluido (Cp.µ/k)
Cp – calor específico
µo – Viscosidade do fluido
µs – Viscosidade na temperatura da parede
k – condutividade térmica do fluido
Re – número de Reynolds (ρo.u.dH/µo)
ρo – Densidade do fluido
u – Velocidade do fluido
dH – Diâmetro hidráulico do tubo
Nu – Número de Nusselt (dado por h0.dH/k0)
H – Coeficiente de troca térmica por convecção
K - Condutividade térmica do fluido.
Porém, quando levado em consideração o processo, o cálculo de troca térmica por convecção vai depender do tipo de impelidor utilizado.
A viscosidade da suspensão pode ser calculada segundo a equação (SCOTT, 2005):
Onde:
µ - Viscosidade da suspensão
µ0 – Viscosidade do solvente
ɸ - Fração volumétrica de sólidos 
O cálculo da velocidade terminal do cristal médio da suspensão ut e a rotação na condição em que nenhum cristal fica por mais de 2 segundos sedimentado no fundo do vaso, dar-se por:
Quando 1000 < Rep < 350000
Quando 0,1 < Rep < 1000 (regime intermediário)
A medida em que se aumenta a concentração de partículas, as velocidades de sedimentação da partícula tendem a diminuir devido as interações fluidodinâmicas entre elas. 
BERNARDO, André. Determinação da cinética de cristalização em diferentes escalas visando o projeto de cristalizador em batelada utilizando o sistema monopentaeritrol- água como solvente. 2007. 321 f. Tese (Doutorado) - Curso de Engenharia Química, Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2007. Disponível em: <https://repositorio.ufscar.br/bitstream/handle/ufscar/3851/TeseAB.pdf?sequence=1&isAllowed=y>. Acesso em: 15 set. 2019.
CRISTALIZAÇÃO. Disponível em: <http://labvirtual.eq.uc.pt/siteJoomla/index.php?option=com_content&task=view&id=42&Itemid=159>. Acesso em: 15 set. 2019;