La cristalización desencadenada por la difusión masiva a una supersaturación local más baja

Área de la Ciencia:

• Química Física es la química física.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Ingeniería Química Ingeniería Química.

Sus antecedentes:

• La cristalización es crucial para los procesos naturales e industriales.
• Los factores de no equilibrio como la historia térmica, las perturbaciones mecánicas y el flujo influyen en la cristalización.
• El impacto de los flujos de masa en la supersaturación de la cristalización sigue sin caracterizarse.

Objetivo del estudio:

• Para investigar el efecto de los flujos de masa impuestos en la relación de supersaturación en la que la cristalización se vuelve observable.
• Demostrar experimentalmente cómo los flujos de masa difusivo termodifusivo e isotérmico afectan la cristalización.
• Comprender el papel de las condiciones de no equilibrio en el control de la cristalización.

Principales métodos:

• Investigación experimental de la cristalización acuosa de cloruro de potasio.
• Utilizando la cristalización por enfriamiento para establecer una relación de supersaturación de referencia.
• Aplicación de flujos de masa de difusión térmica e isotérmica.

Principales resultados:

• La cristalización se produjo a menores ratios de supersaturación local bajo flujos de masa en comparación con los sistemas de referencia.
• La termodifusión termofóbica condujo a una aparición de cristales más temprana que la referencia de equilibrio.
• La difusión isotérmica dio lugar a la cristalización a concentraciones más bajas y temperaturas más altas de lo esperado.
• La cristalización se inició de manera consistente en regiones con gradientes de concentración pronunciados.

Conclusiones:

• Los flujos de masa no equilibrados pueden reducir el ancho de la zona metastable para la cristalización.
• Los campos de temperatura y concentración que varían espacialmente son críticos para controlar la cristalización.
• Los hallazgos tienen amplias implicaciones para los procesos industriales que requieren un control preciso de la cristalización.