GLOBAL La simplificación del proceso es clave para que los fabricantes se mantengan a la vanguardia en un mercado altamente competitivo, ya que les permite entregar productos de mayor calidad a menores costos. Cuando un importante productor chino de aditivos alimentarios, Wuhan Youji Industries, quería revisar uno de sus procesos de purificación, Sulzer ofreció una solución ideal.
Las tecnologías avanzadas de cristalización fraccionada le permitieron al fabricante alcanzar niveles de calidad que eran inalcanzables con su equipo existente y al mismo tiempo mejorar la eficiencia.
Con capacidades de producción de 200 000 toneladas anuales [aprox. 220’400 toneladas por año] de ácido benzoico, incluidas 60’000 toneladas por año [aprox. 66’100 toneladas por año] de ácido benzoico de alta pureza y 50’000 toneladas por año [aprox. 55’100 toneladas por año] alcohol bencílico, Wuhan Youji es un líder mundial en antisepsia, preservación y antioxidación, así como un galardonado pionero en la industria de aditivos alimentarios de China. La compañía es particularmente activa en la producción y estandarización de ácido benzoico y benzoatos, que son ampliamente utilizados como conservantes. La seguridad, el respeto al medio ambiente y la salud son aspectos clave que Wuhan Youji promueve en sus propias operaciones y en las pautas de buenas prácticas de fabricación. Este compromiso impulsa a la empresa a simplificar y mejorar sus procesos regularmente.
Recientemente, la compañía decidió mejorar uno de sus procesos más desafiantes: la purificación del benzoato de bencilo. Utilizado en las industrias de sabores y fragancias, el químico debe tener niveles extremadamente bajos de impurezas y parecer incoloro, es decir, cualquier materia extraña restante no debería afectar la apariencia del benzoato de bencilo. Por lo tanto, los procesos de separación que dependen de la cristalización son imprescindibles para lograr una sustancia tan altamente concentrada.
El método de purificación existente de Wuhan Youji se basaba en la cristalización en suspensión. Involucró varias etapas complejas, así como una serie de equipos, como cristalizadores, centrifugadoras y sistemas de eliminación de residuos. Además, el procedimiento requería una intervención humana constante y operaciones manuales.
Repetir el éxito anterior
Para tener éxito en esta ambiciosa tarea, Wuhan Youji contactó a Sulzer, el líder en tecnología de separación y mezcla. Las dos empresas habían desarrollado una buena relación de trabajo basada en proyectos anteriores: Sulzer entregó dos sistemas de separación eficientes y de alto rendimiento para la purificación del ácido benzoico. Basado en el éxito de estos proyectos, el fabricante de productos químicos estaba interesado en obtener una solución innovadora para la purificación del benzoato de bencilo.
“Al utilizar los cristalizadores de película descendente Sulzer totalmente automatizados, Wuhan Youji pudo producir ácido benzoico de la más alta calidad y pureza, lo que aumentó en gran medida la competitividad del negocio en China”, explica Matthias Schäfer, Gerente de Proyecto en Sulzer.
Los especialistas de Sulzer comenzaron a buscar la manera de simplificar el proceso de purificación del benzoato de bencilo mediante la realización de pruebas exhaustivas a pequeña escala y en plantas piloto para identificar la forma más adecuada y eficiente de eliminar las impurezas del químico. La investigación en profundidad realizada por Sulzer reveló una forma de purificar el benzoato de bencilo utilizando un proceso de cristalización de capa estática finamente sintonizado.
El método simplificaría el proceso, ya que requiere solo un equipo totalmente automatizado sin partes móviles, y no necesita solventes ni genera corrientes de desechos. Además, la técnica podría manejar la alta viscosidad del benzoato de bencilo.
Además, los análisis fueron fundamentales para estimar el número de etapas requeridas para alcanzar un alto nivel de pureza, así como para construir un perfil de temperatura ideal. En efecto, la sensibilidad a la temperatura de la sustancia química requería un perfil de temperatura altamente preciso para regular las fases de cristalización y fusión, que están separadas por intervalos de temperatura estrechos. El conocimiento y la experiencia de los ingenieros de Sulzer, las pruebas en profundidad y el equipo de separación de alta calidad contribuyeron a superar con éxito estos problemas.
Cristalización bien planificada
Basado en el proceso desarrollado por Sulzer, la alimentación en el cristalizador estático se somete a etapas de enfriamiento y calentamiento para separar el benzoato de bencilo de las impurezas. Cuando la temperatura dentro de los cristalizadores está por debajo del punto de congelación de la masa fundida (entre 14 y 4 ° C), se acumulan cristales de benzoato de bencilo en la superficie exterior de las placas. Las impurezas se rechazan en gran medida de los cristales en crecimiento y se concentran en la masa fundida restante.
Una vez que se ha cristalizado toda la fracción de benzoato de bencilo, la fase líquida se drena del cristalizador, mientras que la capa cristalina purificada permanece unida a las placas. Esto se purifica aún más mediante sudoración (o fusión parcial), que es un recalentamiento suave hasta el punto de fusión (18 ° C). La masa fundida resultante, rica en impurezas, se drena. Después de sudar, la capa de cristal de benzoato de bencilo purificado se derrite totalmente y se recoge en recipientes de almacenamiento de productos.
Tener dos etapas de cristalización le permite al fabricante alcanzar una pureza del producto de al menos 99.9% p / p, un nivel de calidad que es mucho más alto de lo que podría lograr la unidad de cristalización en suspensión existente. Una etapa de eliminación adicional ayuda a eliminar las impurezas restantes con temperaturas de ebullición cercanas al benzoato de bencilo.
Ampliación a planta industrial completa
Basado en el diseño desarrollado con éxito, Sulzer procedió a fabricar, instalar y poner en marcha la unidad a gran escala. Para permitir que Wuhan Youji se beneficie de este nuevo sistema lo antes posible, todo el proyecto se completó en un tiempo récord de 12 meses, y la planta química ahora puede acomodar una capacidad de producto de benzoato de bencilo de 5’500 toneladas [aprox. 6 000 toneladas] por año.
Sun Bo, Director Técnico de Wuhan Youji, comenta: “La empresa está muy contenta con la solución que ofrece Sulzer. No solo pudieron simplificar en gran medida el proceso existente, mejorando la eficiencia y el uso de recursos, sino que también ayudaron a mejorar la calidad del producto. Sulzer ha sido un socio muy confiable”.
Matthias Schäfer concluye: “Las capacidades de investigación y desarrollo ayudaron a crear una solución personalizada y altamente eficiente. La satisfacción del cliente y la cooperación continua con Wuhan Youji atestiguan claramente nuestras capacidades en tecnología de separación y el compromiso de desarrollar soluciones completas y personalizadas “.
