Puesta en marcha de una planta piloto de cristalización y análisis de su dinámica de enfriamiento

Abstract

La cristalización es una importante operación unitaria utilizada en una gran variedad de industrias y procesos. Esta técnica de separación, posibilita el control del tamaño, forma, pureza y rendimiento de las partículas producidas, las cuales son caracterizadas especialmente por su distribución del tamaño de cristal (DTC). Estas propiedades dependen de la sobresaturación, la cual, en cristalización por enfriamiento es alcanzada según la tasa de enfriamiento impuesta durante el proceso. El modo y las condiciones de operación de un cristalizador influyen en las características finales del producto. Entender el comportamiento dinámico de un cristalizador permite desarrollar estrategias de control que posibiliten mantener las condiciones de operación necesarias, para obtener el producto con las propiedades deseadas. Este estudio presenta la puesta en marcha de una planta piloto de cristalización, adquirida recientemente por el Laboratorio de Optimización, Procesos y Control Avanzado, LOPCA, de la Universidad de Campinas en Brasil, y el estudio de su dinámica de enfriamiento; además de un análisis computacional de algunas variables de operación, como temperatura de enfriamiento, y su efecto sobre las características del producto, específicamente, la distribución de tamaño de cristal. El trabajo se dividió en tres partes: el estudio computacional del proceso de cristalización, donde se analizó la influencia de la temperatura inicial de la solución y la temperatura de enfriamiento sobre la distribución de tamaño de cristal, por medio de simulaciones en Simcris, un software diseñado para cristalización por enfriamiento por lotes; la puesta en marcha de la planta piloto de cristalización; y el análisis de la respuesta dinámica de enfriamiento del reactor a diferentes temperaturas impuestas a la chaqueta, donde se obtuvieron perfiles de enfriamiento de la planta, que se utilizaron para obtener el modelo que describe la dinámica de enfriamiento del cristalizador.