Regras gerais de ampliação de escala "Scale up"

Como a ampliação de escala é um fator de primordial importância em cristalização industrial e como houve muita controvérsia na literatura em décadas recentes, é importante destacar alguns aspectos técnicos:

Estudos recentes demonstraram que regras simples do tipo ~T^a ou s~T^b, em que os expoentes a e b constantes não podem ser utilizados para se obter em escala industrial um mesmo estado da suspensão obtido em escala de laboratório, a partir da mínima potência dissipada ou de suspensão dos cristais. Como mostrado na figura 6, é mais razoável dividir  em duas parcelas, a primeira, _susp, para se evitar a deposição dos cristais e a segunda, _circ, para a circulação da suspensão e renovação da suspensão no fundo do tanque. Apenas a segunda parcela depende do tamanho do vaso, sendo maior em cristalizadores pequenos, devido a perdas significativas por atrito e mudança de sentido de fluxo.

A energia dissipada específica, , pode ser então calculada a partir de:

onde AR é o número de Archimedes:

Com relação ao estado da suspensão em vasos agitados, distingue-se em:

Suspensão incompleta – quando parte dos sólidos depositam no fundo ou executa um movimento de rolar sobre a superfície do fundo do vaso. Especialmente em vasos de fundo plano, a fase sólida apresenta uma tendência de formar depósitos nos cantos do cristalizador ou ainda no centro do fundo do vaso, onde existe um fluxo de fluido estagnante.

Suspensão completa – quando não há a permanência de sólidos no fundo do vaso por mais que 1 ou 2 segundos. Nestas condições,, toda a área superficial dos cristais está exposta à solução, permitindo o crescimento dos cristais. Entretanto, os cristais não estão homogeneamente distribuídos.

Suspensão homogênea – quando não existem gradientes de concentração de sólidos de qualquer tamanho ao longo do cristalizador. No caso de partículas grandes, diferenças de densidade e baixa viscosidade da solução, é muito difícil se obter uma suspensão homogênea, mesmo com altos valores de , mesmo muito acima do obtido na equação anterior.

Quanto maior a razão entre as densidades do sólido e do líquido e AR, maiores serão as forças de gravidade e centrífuga, resultando em umas suspensão cada vez mais heterogênea.

Um guia aproximado da situação é:

AR<10 e r_s /r_l <2: suspensão razoavelmente homogênea;

AR >10 e r_s /r l > 5: suspensão heterogênea.

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