Instalación de cristalización puesta en servicio

En este punto del año pasado, informamos sobre el encargo de la empresa finlandesa Fazer para el suministro, el montaje y la puesta en servicio de equipos para la cristalización de xilosa y xilitol, así como para el suministro de una instalación de secado. Entre tanto, este innovador proyecto ha continuado su avance: junto con BMA, Fazer ha puesto en servicio con éxito la instalación de cristalización. 

Con anterioridad, se realizaron ensayos exhaustivos en el laboratorio de BMA sobre la cristalización por enfriamiento y por evaporación, así como sobre el secado de los dos productos cristalinos. Los resultados de dichos ensayos constituyeron la base para diseñar las máquinas y los aparatos del proceso industrial. 

Debido a su estructura química, la xilosa y el xilitol poseen diferentes propiedades fisicoquímicas. Sin embargo, el objetivo era poder cristalizar ambos productos con una sola configuración de la instalación y reaccionar a la composición específica de ambas soluciones acuosas modificando parámetros tecnológicos en el proceso de cristalización.  

Gracias a la cristalización por ciclos, durante el proceso combinado de la cristalización por evaporación y por enfriamiento pueden tenerse en consideración la distinta solubilidad de la xilosa y del xilitol, el crecimiento de cristales específico, la forma y el tamaño de los cristales, así como diferentes datos de las sustancias y el rendimiento específico. Con esta flexibilidad, la instalación de cristalización también cumple con el requisito de ajustar el proceso para la cristalización de xilosa y xilitol en caso de que cambien las condiciones marco, así como de probar nuevas variantes del proceso.  

Durante la planificación de la instalación, la ubicación del equipo en el edificio resultó un desafío debido al reducido espacio disponible. Así, pues, se elaboró una variante de instalación específica para la cristalización por evaporación que debía divergir del estándar habitual. Esto requirió nuevas soluciones para evacuar el condensado del aparato. 

Como consecuencia de la situación de pandemia en 2020, se produjeron retrasos en todo el proyecto, lo que repercutió en el montaje. Para avanzar con el proyecto a pesar de las restricciones de movilidad, Fazer realizó la mayor parte de los trabajos por cuenta propia. 

A principios de marzo de 2021, Fazer comunicó que la instalación de cristalización estaba lista para la puesta en servicio. Para poder ayudar sobre el terreno cumpliendo las estrictas normas de higiene, los especialistas en azúcares no sacáridos de BMA viajaron a Lahti.  

Durante la puesta en servicio de la instalación se cristalizó xilosa, que es el producto de partida para la producción de xilitol. El desafío de la puesta en servicio consistió en adaptar los parámetros tecnológicos que se determinaron durante los ensayos técnicos preliminares en el laboratorio.  

Para ello, BMA examinó y caracterizó la solución técnica de xilitol en el laboratorio de producción en Lahti. En condiciones simplificadas, se realizaron ensayos sobre la solubilidad y la formación espontánea de núcleos. Las pruebas permitieron establecer las condiciones iniciales para la cristalización de la solución de xilosa por evaporación, así como definir los parámetros de adición de semilla. 

Tras la correcta cristalización por evaporación, se conduce el ciclo completo de suspensión de cristales de xilosa a un cristalizador-enfriador dispuesto en vertical. Mediante un enfriamiento controlado, los cristales deben continuar creciendo en la segunda etapa de cristalización, lo que incrementa el rendimiento de todo el proceso.  

Una mezcla activa de la suspensión de cristales mejora la distribución homogénea de la suspensión en el cristalizador y ayuda a la transferencia de calor del producto al medio de enfriamiento suministrado al circuito. De esta forma puede disiparse el calor generado en la cristalización y mantenerse la sobresaturación necesaria durante el tiempo del proceso. 

Gracias a una toma de muestras secuencial durante todo el tiempo del proceso, se determinó y evaluó la composición de la suspensión de cristales, así como la morfología y el tamaño de los mismos, en el transcurso de la cristalización por enfriamiento. Tras alcanzar la temperatura final, se constató que se habían desarrollado cristales comparables, en cuanto a forma, estructura y tamaño, con los cristales que habían podido generarse durante el ensayo preliminar en el laboratorio de BMA. 

Cuando se ha alcanzado el objetivo del proceso en la segunda etapa de cristalización, la suspensión de cristales puede transferirse a una estación centrifugadora para separar los cristales de xilosa y, durante el transcurso posterior de la cadena del proceso, para secarlos en una instalación de secado de BMA. Por motivos de organización, la puesta en servicio de la instalación se demoró un poco y se finalizó de forma eficiente.   

Tras la puesta en servicio con éxito del equipo de BMA, ahora debe reaccionarse a los cambios en el producto de partida con ajustes de los parámetros tecnológicos durante la fase de producción en curso. Esto requiere un amplio conocimiento del proceso y una gran comprensión de la instalación, que se obtienen con el funcionamiento de la instalación y debe profundizarse en el transcurso posterior. El sistema de cámaras instalado por Fazer juega un papel importante, que permite observar el proceso de cristalización por evaporación y examinar en línea la influencia de los distintos parámetros del proceso en la formación y el crecimiento de los cristales. Gracias a este sistema, los procesos de cristalización y secado para los productos específicos xilosa y xilitol pueden optimizarse más rápido. 

Uno de los próximos desafíos será la cristalización y el secado de xilitol, que se obtiene en un proceso separado mediante la hidrogenación a partir de xilosa. Por supuesto, volveremos a ofrecer nuestra ayuda sobre el terreno en Lahti durante la cristalización y el secado de xilitol.