Sulfato de Sodio Calidad Farmacopea Farmacopea - Planta Piloto
Nivel de producción Para Para la planta piloto de estima un nivel de producción producción de 2400kg por año de sulfa sulfato to de sodio sodio calida calidad d farmac farmacope opea. a. Lo que resu resulta lta en una produ producci cción ón diaria de 10 kg, la cantidad producida se puede duplicar si se trabaa en doble turno, el proceso de producción tiene una carga !oraria de " !oras apro#imadamente.
Equipamiento 1 tanque encamisado de acero ino#idable de 100 litros. 1 tanques pl$sticos de %0 litros. & bombas centr'fugas de ( !p. 2 serpentines. 1 motor el)ctrico de ( !p. 1 ee de agitación con 2 paletas. 1 regulador de velocidad. & *iltros, 2 gruesos + uno no. 1 -stufa. 1 otor de /eladera. 1 alefón. 1 olino de rodillos. uber'as uber'as pl$sticas, pl$sticas, v$lvulas + dem$s accesorios. accesorios.
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Procedimiento Etapa 1 - Disolución del oxalato eneración de la solución de o#alato 3256 olocar en el tanque encamisado 10."7 kg de agua desminerali8ada + 0.22 kg de o#alato de sodio puro, agitar la me8cla 8cla + cale calent nta ar !as !asta los los &0 °, una una ve8 que el o#ala #alatto este ste completamente disuelto se da por nali8ada esta etapa. -sta etapa llevar apro#imadamente 1 !ora. Etapa 2 - Reacción con oxalato 9 la solución o#alato que se encuentra dentro del tanque se le agregan %" kg de agua desminerali8ada + bao un r)gimen de agitación lento se lleva la solu soluci ció ón !ast !asta a los los &2° &2° apr apro#ima #imada dame ment nte. e. :na :na ve8 ve8 alca alcan8 n8ad ada a esta esta temperatura se incorporan 2&,% kg de sulfato de sodio. Luego de agregado el sulfato de sodio, la me8cla se debe mantener bao agitación por un lapso de 4% minutos a 1 !ora. Etapa 3 - Filtración ;iguie ;iguiendo ndo con con la agita agitació ción n se proc procede ede a ltrar ltrar la me8cla me8cla,, este este proc proceso eso consiste en recircular recircular la me8cla me8cla a trav)s de los ltros ltros gruesos por un lapso de 1 !ora !ora.. ;e disp dispon onen en 2 ltr ltros os en para parale lelo los, s, esto estos s es para para evit evitar ar inconvenientes o paradas de planta en caso de que se tape el ltro. uando se da por terminada la recirculación, se !ace una
Luego de cada ltración los ltros deben ser lavados con agua dulce para evitar problemas operativos la pró#ima ve8 que se realice el ltrado. Etapa 4 - Cristalización Cristalización :na :na ve8 ve8 ltr ltrad ada a la solu soluci ción ón,, se pro procede cede a enfr enfria iarl rla. a. -l proc proces eso o de enfriamiento debe ser lento + se debe mantener bao agitación constante para favorecer favorecer el crecimi crecimiento ento de los cristales cristales.. -l =uido refrigera refrigerante nte que circula por la camisa reduce la temperatura de &% ° a 10° 10°. La velocidad de enfriamiento es de 1 a & grados cada 10 minutos. 9lcan8ados los 10 ° la cristali8ación se considera terminada. -sta etapa tiene una carga de 2,% !oras apro#imadamente, dependiendo de la velocidad de enfriamiento. Etapa 5 - Primera centriu!ación centriu!ación on el cristali8ador bao agitación, se descargan los cristales + sus aguas madr madres es en la centr centr'fu 'fuga. ga. ;e deben deben reali8a reali8arr varia varias s descar descargar gar 3seg
cristales. entrifugada entrifugada toda la solución, los cristales se vuelven a colocar en el tanque encamisado. Las aguas madres sobrantes de este proceso deben ser desec!adas.
Etapa " - Recristalización Recristalización Previo a descargar los cristales dentro del tanque, este debe encontrarse calefaccionado calefaccionado 3=uido calefactor calefactor circulando circulando por la camisa5. camisa5. umplido este requisito, requisito, se procede a ec!ar los cristales. 9lcan8ados los &2° &2 ° en la me8cla se comien8a con la agitación dado que se producen 2 fases, una solida consistente en cristales an!idros + otra liquida que contiene agua saturada en sulfato de sodio. -ste proceso se da por terminado cuando la me8cla alcan8a los "0° "0 °. -l tiempo estimado es de 2 !oras, no es tan importante la velocidad con que se calienta la me8cla luego de pasados los &2 °. Etapa # - $e!unda Centriu!ación % secado Por ultimo, el material proveniente de la cristali8ación se centrifuga. Los cristales retenidos en la tela ltrante son enviados a una estufa el)ctrica donde se llevan a temperaturas un poco por encima de los 100 °. :na ve8 que el material esta totalmente seco se debe pasar por una molienda para uniformar el producto. La solución saturada de sulfato de sodio que traspasa la tela ltrante, puede desec!arse o puede utili8arse en el proceso como materia prima seg
&'P(R)*+)E, en todas las etapas donde se produce a!itación .a% /ue tener en cuenta /ue la misma no de0e ser demasiado rpida para eitar la ormación de órtices % /ue la transerencia de calor sea uniorme a toda la solución
&
Sistema de enfriamiento -l equipo de frio debe estar compuesto por6 ? 1 tac!o pl$stico de %0 litros. ? 2 serpentines. ? 1 bomba centr'fuga de ( !p. ? 1 otor de !eladera. ? tuber'as, v$lvulas + dem$s accesorios. accesorios. omo el enfriamiento es gradual, inicialmente se debe encontrar a una temperat temperatura ura de &&° &&° apro apro#imada #imadame mente nte.. -ntonc -ntonces es lo que se plante plantea a es colocar 2 serpentines dentro del tac!o, uno de ma+or di$metro 3;erpent'n 15 + otro de un di$metro menor 3;erpent'n 25. -l serpe serpent' nt'n n 2 debe debe ir conect conectad ado o al equipo equipo de calefa calefacci cción, ón, entonc entonces es se deber$ calentar el agua !asta los && °, alcan8ada alcan8ada esta temperat temperatura ura se corta corta el =uo de calor a trav)s del serpent serpent'n 'n + se comien8a comien8a a bombear bombear el agua a trav)s del tanque encamisado. on el agua =u+endo de manera continua, se pone en funcionamiento el motor de !eladera conectado al serpent'n 1. -n este caso !a+ que tener el cuidado de que el enfriamiento se produ8ca gradualmente + no de un gran salto de temperatura, lo que perudicar'a el crecimiento de los cristales. /a+ que recordar recordar que el proceso de enfriamiento se da por nali8ado cuando la solución que se encuentra en el tanque encamisado llega a los 10° 10 °. Para ara un corr correc ecto to cont contrrol de la temp temper erat atur ura a se recom ecomie iend nda a colo coloca carr 2 termoc
Sistema de calefacción Para ara prov proveer eer calor calor al proce proceso so se utili8 utili8a a un calefó calefón n conve convenci nciona onal. l. @ebe @ebe trabaar en un rango de temperaturas de 2% ° a A0° A0°. /a+ /a+ que que tene tenerr en cuen cuenta ta que que nece necesi sita ta prov provee eerr calo calorr tant tanto o al tanq tanque ue encam encamisa isado do como como al tac!o tac!o del del sistem sistema a de refri refriger gerac ación ión,, aunqu aunque e a este este ultimo en menor medida.
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Fi!ura 1 Es/uema simple de la planta piloto
-n la Fi!ura 1, 1, se muestra la planta piloto con todas las corrientes que involucran al proceso. abe aclarar, que el orden que con se debe reali8ar cada etapa est$ descrito anteriormente en la sección Procedimiento. Procedimiento.
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Fi!ura 2 )an/ue encamisado de acero inoxida0le -s importante que el sistema de agitación cuente con la paleta inferior, la cual copia la forma del fondo del tanque. -l obetivo de la paleta es remover remover los los crist istales les que se van for formando ndo + pre precipi cipita tand ndo o en la eta etapa de cristali8ación + permita un meor me8clado.
B
Equipo de refrigeración
Fi!ura 3 Es/uema del sistema propuesto para enriamiento
La distri distribuc bución ión espac espacial ial se deter determin mina a al momen momento to de lleva llevarr a cabo cabo el armado de la pla planta nta. /a+ /a+ que reco ecordar dar que que el cale calefó fón n se usa usara principalmente para proveer calor al tac!o encamisado + un pequeño lapso de tiempo en el sistema de la !ura 3. 3.
Fi!ura 4 )ac.o enriamiento con las medidas aproximadas "
Filtros
Fi!ura 5 'odelo estimatio del Filtro rueso 'odelo de ltro no
Fi!ura "
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Inversión de capital
)a0la 1 Costos de los e/uipos
-n la abla 1, solo se presentan los costos estimativos de los equipos a utili8ar, no se tiene en cuenta el costo de instalación + puesta en marc!a. 9 continuación se dar$n las caracter'sticas de los equipos m$s importantes presentados en la ta0la 16 16 )an/ue encamisado, ?
Colum olumen en66 100 100 litr litros os 3ver 3ver gur gura a 25. 25.
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ate ateri rial al66 9cer 9cero o Dno Dno#ida #idabl ble. e.
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Prov Proveed eedor or66 Eos Eose e Fuipil Fuipildor dor,, Ga!' Ga!'a a Glanca Glanca..
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otor de ( /P.
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-e de agit agitaci ación ón de de acer acero o ino ino#idabl #idable, e, con con 2 paleta paletas. s.
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ate ateri rial al66 9cer 9cero o Dno Dno#ida #idabl ble. e.
?
Prov Proveed eedor or66 Eos Eose e Fuipil Fuipildor dor,, Ga!' Ga!'a a Glanca Glanca..
*!itador,
A
6om0a Centr7u!a, ?
Potencia6 ( /P.
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aterial6 pl pl$stico
?
ar arca 8er 8erHe Hen+ n+,, mod model elo o I1. I1.
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Prov Proveed eedor or66 as asa a Gernab Gernab), ), Ga!'a Ga!'a Glanca Glanca..
Re!ulador de 8elocidad, ?
ar arca J-, J-, mode modelo lo *J1 *J10. 0.
?
Kegul egula a !as !asta ta moto motorres de 1 /P /P.
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Prov Proveed eedor or66 as asa a Gernab Gernab), ), Ga!'a Ga!'a Glanca Glanca..
Filtro rueso, ?
alla6 120.
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@i$metro6 2 2.
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arca6 in indist istint inta.
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amañ amaño o de de por poro o de de 1 mic micrrón. ón.
?
arca6 in indist istint inta.
Filtro Fino,
)ac.o de enriamiento, ?
Colum lumen6 en6 %0 litr litro os.
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ateria erial6 l6 pl$ pl$stico tico..
?
Prov Proveed eedor or66 Pl$s Pl$stic ticos os Gamb+, Gamb+, Ga!'a Ga!'a Glanca Glanca..
?
@i$met @i$metro ro e#ter e#terno no del tubo6 tubo6 1B mil'me mil'metr tros os..
?
@i$m @i$met etrro del del espi espira ral6 l6 &%0 &%0 mil' mil'me metr tros os..
?
9ltu 9ltura ra del del espi espira ral6 l6 400 400 mil' mil'me metr tros os..
?
ateria erial6 l6 ind indis isti tint nto o.
?
@i$met @i$metro ro e#ter e#terno no del tubo6 tubo6 1B mil'me mil'metr tros os..
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@i$m @i$met etrro del del espi espira ral6 l6 2%0 2%0 mil' mil'me metr tros os..
$erpent7n 1,
$erpent7n 2,
10
?
9ltu 9ltura ra del del espi espira ral6 l6 400 400 mil' mil'me metr tros os..
?
ateria erial6 l6 ind indis isti tint nto o.
Controlador Controlador de temperatura di!ital, ?
Pirómetro PD@.
?
ar arca6 ca6 ;-; ;-;M M;, ;, mode modelo lo66 @1; @1;
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ont ontrrola ola tem tempe pera ratu tura ras s des desde de ?%0 ?%0 ° a 1000° 1000 °.
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> ;i se compra este controlador digital se necesitar$ solo uno en ve8 de dos termoc termocuplas uplas,, debido debido a que posee posee varias varias entradas entradas + puede puede regular regularlas las al mismo tiempo.
Ca9er7as % accesorios, ?
ate ateri rial al66 Poliet lietil ilen eno o.
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@i$m @i$met etrro6 se pued puede e usa usarr de de N N o 1 1..
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@ebe @ebe res resist istir ir tem tempe pera ratu tura ras s de entr entre e %° % ° + "0° "0°.
Estua El:ctrica, ?
Oeces Oecesita ita tener tener un regula regulador dor de tempe temperat ratura ura..
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@ebe @ebe oper operar ar en un rang rango o de de ent entra ra 70° 70° + 140° 140 °.
?
apac apacida idad6 d6 seca secarr 10 10 kg en tiem tiempo po infe inferio riorr a 1 !ora. !ora.
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-s utili8 utili8ado ado para para unifo uniform rmar ar la muestr muestra a luego luego del del secado secado..
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apa apaci cida dad6 d6 2 kg kg por por minu minuto to..
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ate ateri rial al66 acer acero o ino ino#ida #idabl ble. e.
olino6
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