Cristalização de ácido cítrico em leito vibrado

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2010

RESUMO

Dados de cristalização do ácido cítrico são de extrema importância para aplicações na indústria química, de alimentos e farmacêutica. O projeto de equipamentos, geralmente, requer a utilização de dados experimentais confiáveis. O objetivo deste trabalho foi estudar o processo de cristalização do ácido cítrico comercial e proveniente do suco de limão Tahiti, em leito vibrado, a 55,0C. Os efeitos da vibração aplicada na cristalização do ácido cítrico utilizando-se um cristalizador tronco-cônico seguido de uma parte cilíndrica e com um sistema de vibração constituído por quatro discos perfurados, contendo perfurações de 0,005 m, foram estudados usando a condição experimental de supersaturação da literatura, na qual não ocorreu nucleação do sistema. A cinética de crescimento dos cristais também foi estudada usando a melhor condição operacional de intensidade de vibração e supersaturação. As massas e as dimensões características das sementes e dos cristais de ácido cítrico foram quantificadas e apresentaram resultados bem próximos ao da literatura. Em uma segunda parte do trabalho, o processo de cristalização do ácido cítrico foi estudado em um cristalizador com um formato tronco-cônico, construído em aço inoxidável e encamisado, com um sistema de vibração constituído por dois discos perfurados. As variáveis independentes: número adimensional de vibração, supersaturação e população de sementes, foram estudadas através de um planejamento composto central (PCC) usando ácido cítrico comercial. Nos ensaios preliminares com o ácido cítrico comercial, determinou-se o ponto de máxima produção de ácido através de uma otimização dos resultados experimentais. A cinética de crescimento dos cristais foi estudada usando a condição otimizada de intensidade de vibração, supersaturação e número de sementes. Verificou-se neste estudo, o comportamento da variável resposta (a relação massa de cristais por massa de sementes), a dimensão característica e a massa dos cristais em função do tempo de cristalização. Para um tempo de cristalização de 2 h a massa dos cristais aumentou 157,1% e a dimensão característica aumentou aproximadamente de 42,3%. O ácido cítrico presente no suco do limão Tahiti foi extraído, centrifugado e filtrado, a seguir, realizou-se a etapa de precipitação do citrato de cálcio à 60,0C em um reator de vidro borossilicato. O citrato foi seco a 75,0C por um período de 48 h e, então, realizou-se a reconstituição do ácido cítrico com ácido sulfúrico diluído. A solução de ácido cítrico obtida foi purificada com carvão ativo e concentrada até saturação. A etapa de cristalização ocorreu nas condições otimizadas de número adimensional de vibração, supersaturação e população de sementes. Os dados da cinética de crescimento usando o ácido cítrico do limão Tahiti mostraram que em 2 h de cristalização, a dimensão característica dos cristais aumentou 49,5%, enquanto que a massa aumentou cerca de 242,9% em relação às sementes. Os desvios relativos das taxas de crescimento foram calculados comparando os dados de cristalização do ácido cítrico comercial com o ácido do limão. Análises cromatográficas foram realizadas para quantificar a pureza do ácido cítrico em diferentes etapas do processo, ou seja, em solução de ácido cítrico preparada com suco de limão após centrifugação e filtração, na solução obtida após a recuperação do ácido cítrico e sem tratamento com carvão ativo, na solução purificada e em uma solução utilizando os cristais obtidos no processo de cristalização em leito vibrado.

ASSUNTO(S)

limão tahiti engenharia quimica citric acid leito vibrado cristalização crystallization, tahiti lime vibrated bed Ácido cítrico

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