BRPI0613978A2 - método e dispositivo para purificar misturas de composto ou produtos brutos orgánicos de alta fusão por meios de cristalização de camada fracionária - Google Patents

Abstract

MéTODO E DISPOSITIVO PARA PURIFICAR MISTURAS DE COMPOSTO OU PRODUTOS BRUTOS ORGáNICOS DE ALTA FUSãO POR MEIOS DE CRISTALIZAçãO DE CAMADA FRACIONáRIA. A presente invenção refere-se a um método e um dispositivo para purificar e/ou separar preferivelmente misturas de composto ou produtos brutos orgânico de alta fusão contendo, em particular, esteróis degradáveis e/ou de alta fusão, por cristalização de camada nas primeiras superfícies trocadoras de calor, O produto bruto é recebido em um solvente ou mistura de solvente, e em seguida trazido em contato com superfícies trocadoras de calor, O produto desejado cristaliza nas superfícies trocadoras de calor por resfriamento lento. A evaporação do solvente durante o processo de suor e cristalização é condensada e retornada à mistura.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO EDISPOSITIVO PARA PURIFICAR MISTURAS DE COMPOSTO OU PRO-DUTOS BRUTOS ORGÂNICOS DE ALTA FUSÃO POR MEIOS DE CRIS-TALIZAÇÃO DE CAMADA FRACIONÁRIA".

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a um método e um dispositivopara purificar preferivelmente misturas de composto ou produtos brutos or-gânicos de alta fusão por meios de cristalização de camada fracionária demisturas de solvente.

ESTADO DA TÉCNICA

A purificação de compostos orgânicos por meios de cristalizaçãofracionária em superfícies trocadoras de calor verticais - seja em um cristali-zador estático ou em um cristalizador de película de queda dinâmico - foiaplicada durante várias décadas na indústria para obter compostos orgâni-cos em uma escala industrial com um grau alto de pureza. Uma vantagemde cristalização fracionária é que o uso de um solvente geralmente pode serdispensado. Uma mistura pré-purificada, já contendo o composto desejadoem uma concentração alta, é muito freqüentemente empregada para cristali-zação fracionada.

O uso de solventes na cristalização de camada fracionária é,portanto, indesejável porque a eficiência do processo sofreria. Em particular,o equilíbrio de energia é muito mais desfavorável porque mais energia é re-querida para aquecer e resfriar a mistura. Além disso, há um risco que oproduto purificado ainda é contaminado com sinais do solvente empregado.A purificação de compostos orgânicos de fusão relativamente alta, que fundeem mais que aproximadamente 100-C, de solventes nunca foi antes consi-derada em processos de escala industrial porque neste caso o solvente eva-poraria pelo menos parcialmente. Por causa da evaporação do solvente, acomposição e conseqüentemente as propriedades de separação da misturavariam. Porém, um risco de segurança alto devido ao aumento associadoem pressão surgiria evaporando-se os solventes além das emissões indese-jáveis. Caso contrário, um custo do projeto muito alto seria incorrido se oscristalizadores tiveram que ser projetados e construídos para operação emtais pressões altas. Além disso, uma atualização de usinas existentes nãoseria possível.

U.S. 3.621.664 (Saxer) também descreve um método e disposi-tivo para a separação de substâncias de uma mistura líquida. O dispositivoconsiste em um cristalizador com dispositivos para formar uma película lí-quida em superfícies de resfriamento que podem ser aquecidas ou resfria-das por meios de um meio de transferência de calor. Este método é adequa-do para cristalizar o composto requerido da fusão ou de uma solução quecontém o composto desejado.

WO 00/45928 descreve um método e um dispositivo para purifi-car compostos por meios de cristalização. Durante a cristalização, uma fu-são ou uma mistura que contêm essencialmente o composto requerido eimpurezas é cristalizada em superfícies de resfriamento. Uma quantidadesuficiente de um solvente é adicionada à fusão para pelo menos um com-posto que tende a precipitação ser mantido na solução. O solvente é adicio-nado diretamente através de um ponto de conexão ao cristalizador. Entre-tanto, WO 00/45928 indica que tão pouco solvente quanto possível deveriaser adicionado à fusão.

A cristalização de soluções pode apenas ser aplicada nos dispo-sitivos de cristalização da técnica anterior se as temperaturas empregadasdurante o processo de cristalização estiverem muito mais baixas do que ospontos de ebulição dos solventes empregados. De outra maneira, a evapo-ração indesejável do solvente já ocorre durante a cristalização e até mesmodurante a fusão dos cristais. Gradientes de concentração indesejada sãoproduzidos na mistura de solução devido à evaporação do solvente, que temum efeito perturbador na cristalização uniforme. Pode também ser o caso emque ao cristalizar compostos que se fundem em temperaturas mais altas, apressão de vapor do solvente empregado já é relativamente alta, de formaque a concentração dos compostos dissolvidos aumente devido à evapora-ção do solvente sem ebulição pronunciada.

A U.S. 4.420.427 descreve um método para obter esteróis oumisturas de esterol de frações não saponificadas de extratos de origem ve-getal, particularmente de compostos neutros de sabão bruto do processo desulfato-celulose. No método descrito, a fração de esterol é dissolvida emuma mistura de álcool/ água com aquecimento, em seguida resfriada com aprecipitação de sitosterol. Isto corresponde a uma cristalização de suspen-são clássica. O sitosterol precipitado é filtrado e os compostos de não esterolsão eluídos com acetona ou uma mistura de acetona/metanol. U.S.4.420.427 também descreve que uma mistura de sitosterol é obtida empre-gando-se metanol como o solvente, cuja mistura tem a seguinte composiçãoaproximada: camposterol (4-5%), β-sitosterol (65-75%) e a-sitosterol (15-25%). Esta mistura pode, em seguida, ser separada, por exemplo, por crista-lização fracionária (suspensão) de forma que α-sitosterol puro seja obtido.Se β-sitosterol puro é obtido, o uso de metil etil cetona e água é recomenda-do como o solvente. A desvantagem do método, entretanto, é que é difícillivrar os cristais completamente do licor-mãe adesivo por filtração ou centri-fugação. Além disso, o manuseio do resíduo, transporte dos sólidos e demuitas partes em movimento é tecnicamente muito cara.

A U.S. 6.344.573 descreve um método para obter fitosterol brutono qual a matéria-prima é primeiro saponificada e a fração não saponificada,que contém todo o fitosterol, é em seguida removida da matriz de sabão porevaporação e destilação em alto vácuo. A partir disto, uma mistura é obtidacom um teor de conteúdo de esterol de aproximadamente 50%. Para satis-fazer para as exigências das indústrias farmacêuticas e alimentícias, o fitos-terol bruto deve ser também concentrado e purificado. Os métodos atual-mente empregados são cristalização de suspensão e extração de solventesadequados seguidos por separação de fase por meios de filtração / centrifu-gação ou extração com fluidos supercríticos.

As U.S. 6.344.573 e U.S. 4.420.427 são incorporados neste pe-dido por referência.

A extração com solventes é complexa, desde que os solventesdisponíveis não sejam suficientemente seletivos, assim uma mistura de vá-rios solventes deve ser empregada. Isto requer a recuperação de solventeextensiva.

OBJETIVO DA INVENÇÃO

Com base neste estado da técnica, o objetivo da invenção épropor um método e dispositivo, que sejam adequados para purificar mistu-ras/compostos de fusão relativamente alta, tais como esteróis animais e ve-getais, de solventes. Um outro objetivo, em particular, é propor um método edispositivo que sejam adequados para purificar misturas de produto bruto dealta fusão ou compostos degradáveis (sensíveis à temperatura) ou aqueles,que tendem a cristalizar-se em formas de cristal desfavoráveis. Ainda outroobjetivo é fornecer um método e dispositivo para obter e purificar esteróisanimais e vegetais com um ponto de fusão relativamente alto.

DESCRIÇÃO

O objetivo é alcançado de acordo com a invenção por um méto-do com as seguintes etapas de método:

- dissolver o produto bruto em um solvente ou mistura de solven-te para preparação de uma mistura de solução de uma composição desejada,

- trazer a mistura de solução em contato com as primeiras super-fícies trocadoras de calor e permiti-la resfriar lentamente de forma que umacamada de cristal seja formada com o composto desejado nas primeiras su-perfícies de resfriamento, e

- condensar o solvente de evaporação durante os processos dedissolução e cristalização e retorná-lo às misturas de solução originais. Ométodo de acordo com a invenção tem a vantagem que compostos de altafusão tais como esteróis que não podem ser cristalizados a partir de sua fu-são, podem ser purificados por meio de cristalização de camada fracionária.Cristalização de suspensão distinta, o uso de filtros e centrífugas pode serdispensado. Pela condensação de líquido evaporado é possível empregarcristalizados convencionais, desde que eles não precisem ser projetadospara pressão alta. Pelo uso de condensadores, o aumento de pressão podeser mantido baixo durante a operação. O referido aumento de pressão podeser mantido sob 10 KPa (100 mbar) e preferivelmente abaixo de 5 KPa (50mbar), valores que são aceitáveis para tipos convencionais de cristalizado-res de camada. Por causa da condensação imediata do solvente de evapo-ração e seu retorno à mistura, a composição da mistura é mantida durante acristalização e isto não dá origem a qualquer gradiente de concentração per-turbador / indesejável. Uma outra vantagem é que compostos, que não po-dem ser cristalizados a partir da fusão, ou cristalizar em formas de cristaldesfavoráveis ou pode tender à degradação térmica, podem ser purificadopor este método. O método pode, da mesma forma, ter a vantagem quecompostos de fusão relativamente alta com um ponto de fusão de 80 grausCelsius ou mais alto, podem da mesma forma ser purificados. O método é,portanto, da mesma forma adequado para cristalizar compostos de soluçõesque contêm um excesso (em termos de peso) de solvente .

O solvente empregado pode ter um ponto de ebulição que émais baixo ou mais alto que o ponto de fusão do composto desejado. Prefe-rivelmente, um solvente de baixa ebulição é empregado, em particular umsolvente com um ponto de ebulição que é mais baixo que o ponto de fusãodo composto desejado. Isto tem a vantagem que o resíduo de solvente podeser removido mais facilmente dos cristais que no caso de solventes de altaebulição. Por causa da condensação simultânea do solvente, pelo menosdurante o processo de cristalização, a composição original da mistura podeser mantida. Neste contexto, é apropriado pesar as quantidades da misturabruta adicionada e do solvente adicionado, ou determiná-las por outros mei-os, por exemplo, medindo-se os níveis de enchimento ou medindo-se e inte-grando-se as taxas de fluxo durante a transferência para o recipiente receptor.

O solvente ou mistura de solvente é preferivelmente recebido emuma temperatura predeterminada, a mistura bruta aquecida e fundida, senecessário, em seguida introduzida no solvente recebido ou mistura de sol-vente por um método adequado. De tal maneira, uma evaporação muito sú-bita e forte do solvente pode ser prevenida se o ponto de ebulição do solven-te empregado for mais baixo que o ponto de solidificação do produto brutoou mistura de composto a ser purificado. O solvente ou mistura de solventeé vantajosamente agitado ou forçado-circulado (por exemplo, bombeando-seao redor) durante a dissolução da mistura bruta. Isto pode ajudar a preveniro superaquecimento local e ebulição excessiva do solvente recebido. Sol-vente que evapora no recipiente receptor é preferivelmente condensado eretornado para ele. Isto permite as relações de concentração ser mantidaslargamente constantes.

De acordo com um método preferido, mistura turbulenta, particu-larmente na redondeza da parede, é induzida por ebulição de solvente con-trolada. Isto significa que uma quantidade suficiente de energia térmica éfornecida à mistura de solução para obter uma ebulição leve e borbulhamen-to diretamente às paredes. Tal operação acelera consideravelmente a disso-lução de compostos fundidos que floculam quando introduzidos no solventeque ferve em temperatura mais baixa que o ponto de solidificação dessecomposto fundido. O meio de transferência de calor é preferivelmente guiadona camisa de aquecimento do receptor de uma tal maneira que a diminuiçãode sua temperatura ao passar através da camisa compensa a variação noponto de ebulição do solvente, que varia localmente de acordo com a pro-fundidade abaixo da superfície líquida. Portanto, energia térmica suficiente éfornecida para a mistura de solução para obter um gradiente de temperaturana camisa de aquecimento compensar com precisão a dependência depressão do ponto de ebulição do solvente. A vantagem disto é que a ebuli-ção uniforme ocorre ao longo da parede aquecida inteira. Ao mesmo tempo,o líquido pode ser circulado para ajudar na mistura de solvente e produtobruto a ser dissolvido.

A camada de cristal é vantajosamente suada depois que o resíduo não cristalizado (solução residual) é drenado, e os cristais restantes sãotambém purificados (isto é, recristalizado) em estágios adicionais. Destamaneira, produtos finais de qualquer nível de pureza podem ser obtidos. Deacordo com um método preferido, a camada de cristal do primeiro estágio decristalização é separada das superfícies de cristalização (primeiras superfí-cies trocadoras de calor) no primeiro estágio de cristalização, a camada decristal é separada das superfícies de cristalização (primeiras superfícies tro-cadoras de calor) guiando-se o solvente sobre ele em vez de por fusão. Aquantidade de solvente é preferivelmente determinada principalmente, porexemplo, pesando-se de forma que finalmente a mistura tenha a composiçãorequerida para o próximo estágio de cristalização. É concebível realizar vá-rios primeiros estágios de cristalização, coletar o cristalizado suado e purifi-cá-lo em um segundo estágio de cristalização depois que uma quantidadesuficiente foi acumulada (também aplica-se a mais que dois estágios).

Preferivelmente, uma fração de suor do segundo estágio de cris-talização é armazenada intermediariamente e depois misturada com solven-te e produto bruto frescos e purificada em um novo primeiro estágio de cris-talização. Dependendo da pureza desejada do produto final, o cristalizado(cristais) é preferivelmente misturado com uma quantidade adequada de sol-vente de forma que uma mistura de uma composição adequada para a pró-xima cristalização seja produzida, cuja mistura é, em seguida, purificada emum outro (segundo) estágio de cristalização.

Uma variante preferida providencia que vapor ou água de resfri-amento seja conduzido através das superfícies trocadoras de calor por umcircuito de aquecimento por calor/resfriamento primário, que é conectado àssuperfícies trocadoras de calor primárias. A vantagem disto é que processosde cristalização, suor e fusão sejam realizados com um e o mesmo meio(circuito secundário) e são capazes de ocorrer muito mais rapidamente por-que o meio de transferência de calor já é fornecido em temperaturas ade-quadas.

Uma possível aplicação do método de acordo com a invenção éa purificação de misturas contendo fitosteróis. Compostos desejados, quedevem ser obtidos em um grau alto de pureza incluem, por exemplo, beta-sitosterol, estanol, fitostanol, seus derivados, particularmente seus derivadosde éster ou esteróis de origem animal. Os compostos indesejáveis (impure-zas) a ser separados da mistura composta bruta incluem, nestes exemplos,campestanos, sitostanos, campestanonas, sitostanonas, álcoois graxos, alfa-esteróis, ácidos graxos e outros componentes, particularmente componentescromatogênicos. A purificação de misturas de esterol brutas e a recuperaçãode colesterol, sitosterol, camposterol, estigmasterol, avenasterol ou esterolde brassica, ou dois ou mais dos compostos supracitados de uma misturacontendo outros (indesejáveis) compostos, é da mesma forma um outro ob-jetivo independente da invenção neste pedido.

Etanol e / ou propanol é /são preferido(s) como solvente parapurificar misturas de fitosterol ou esterol. A vantagem destes solventes é queeles podem da mesma forma ser empregados em processos subseqüentese não têm, portanto, um efeito perturbador sobre as etapas de método sub-seqüentes. Vantajosamente, o solvente contido na camada de cristal é re-movido por evaporação antes da fusão dos cristais. Desta maneira, é possí-vel obter produtos quase sem solvente.

Um outro objetivo desta invenção é um dispositivo de acordocom o preâmbulo à Reivindicação 29, caracterizada pelo fato de que um re-ceptor e um tanque de armazenagem de solvente são fornecidos, em que oprimeiro recipiente para o produto bruto é conectado ao receptor por um tubode alimentação, o tanque de armazenagem de solvente é conectado por tu-bos ao receptor e ao cristalizador, o cristalizador é conectado às segundassuperfícies trocadoras de calor (condensador) e um condensador é fornecidono ou sobre o receptor. O cristalizador inventivo tem a vantagem que com-postos que anteriormente não puderam ser cristalizados a partir da fusão, oucristalizarem em formas de cristal desfavoráveis, podem ser purificados ago-ra por meio de cristalização de camada em superfícies de troca de calor. Afaixa de aplicação do dispositivo de cristalização é ampliada consideravel-mente desde que da mesma forma os solventes de ebulição baixa possamser empregados. As segundas superfícies trocadoras de calor servem paracondensar qualquer evaporação de solvente durante a cristalização e retor-na-lo ao cristalizador.

As segundas superfícies trocadoras de calor são organizadasvantajosamente no cristalizador. Tal disposição é particularmente adequadapara cristalizadores estáticos. Neste caso, as segundas superfícies trocado-ras de calor podem ser fornecidas na cabeça do cristalizador estático acimadas primeiras superfícies trocadoras de calor. As segundas superfícies tro-cadoras de calor prolongam-se preferivelmente essencialmente ao longo daárea de corte transversal inteira do cristalizador de forma que os gradientesde concentração na solução criada por evaporação do solvente são evitadosdesde que o solvente condensado seja distribuído uniformemente sobre asuperfície da solução empregada. Entretanto, é da mesma forma concebívelligar um condensador externo ao cristalizador.

As segundas superfícies trocadoras de calor, particularmenteaquelas para cristalizadores dinâmicos, são fornecidas fora do cristalizador.A vantagem disto é que a mistura uniforme ocorre fora do cristalizador circu-lando-se a solução. Uma disposição das segundas superfícies trocadoras decalor fora do cristalizador é ideal para cristalizadores dinâmicos. O solventede evaporação pode, portanto, ser retornado diretamente no reservatório docristalizador dinâmico.

Um condensador, da mesma forma, é vantajosamente fornecidono recipiente receptor. Isto permite o solvente de evaporação ser retornadoao dissolver uns compostos fundidos. Um condensador é, da mesma forma,adequadamente fornecido no tanque de armazenagem de solvente. Estecondensador permite o solvente evaporar ainda durante a condensação oufusão dos cristais a ser recuperados.

Uma modalidade particularmente preferida proporciona que umcircuito de resfriamento/aquecimento primário é conectado às primeiras su-perfícies trocadoras de calor, cujo circuito tem uma primeira e uma segundaunidade de aquecimento / resfriamento. A provisão de duas ou mais unida-des de aquecimento / resfriamento separadas têm a vantagem que os pro-cessos de cristalização, suor e fusão podem ser acelerados substancialmen-te quando os meios de transferência de calor já estão presentes em tempe-raturas requeridas para esses processos. As unidades de aquecimento/res-friamento podem da mesma forma ser combinadas com recipientes de ar-mazenagem de meio de transferência de calor adequados de forma que hajaum depósito suficiente de meio de transferência de calor em cada tempera-tura e nenhum pico de carga do processo seja, portanto, imposto às unida-des de aquecimento/resfriamento primárias.O circuito de resfriamento/aquecimento primário é vantajosa-mente fornecido com três unidades de energia, isto é, uma primeira unidadede energia para produzir água resfriada de uma primeira temperatura baixa,uma segunda unidade de energia para produzir água de resfriamento deuma segunda temperatura média, e uma terceira unidade de energia paraproduzir vapor de uma terceira temperatura alta.

O objetivo desta invenção é um método de acordo com Reivindi-cação 27, que pode ser empregado para purificar misturas de composto comum ponto de alta fusão tais como beta-sitosterol, estanol, fitostanol, seusderivados, particularmente seus derivados de éster, ou esteróis de origemanimal. Nestes exemplos, os pontos de solidificação dos compostos a serpurificados são preferivelmente mais altos que os pontos de ebulição dossolventes empregados.

Um outro objetivo desta invenção é um dispositivo de acordocom a Reivindicação 37, que é caracterizado pelo fato de que um recipientereceptor é fornecido, o qual é equipado com um envoltório de aquecimentopelo menos parcialmente incluindo o corpo do recipiente, de forma que olíquido recebido no recipiente durante operação possa ser aquecido, e deque um condensador é fornecido no ou sobre o receptor para condensaçãodo solvente de evaporação. A vantagem deste dispositivo é que os compos-tos dé fusão mais alta podem ser dissolvidos sem o uso de um agitador ge-rando-se um grau necessário de agitação líquida por ebulição controlada.Além disso, o solvente pode ser forçado-circulado, como anteriormente des-crito em mais detalhes acima.

A invenção é descrita em mais detalhes no seguinte com refe-rência às figuras que mostram uma modalidade exemplar. Nas figuras, osmesmos números de referência são empregados para as mesmas partes.

A figura 1 mostra um diagrama explicativo de uma primeira mo-dalidade de um dispositivo de cristalização com um cristalizador estático;

A figura 2 mostra parte do dispositivo de cristalização na figuraiem uma escala aumentada;

A figura3 mostra o dispositivo de cristalização, como mostradona figura2, porém com um cristalizador de película de queda dinâmico emvez de um cristalizador estático;

a figura 4 mostra um primeiro exemplo de um cristalizador combobina de resfriamento organizado na região superior do espaço de cristali-zação;

a figura 5 mostra um segundo exemplo exemplar de um cristali-zador com um trocador de calor de placa organizado na região superior doespaço de cristalização em vez da bobina;

a figura 6 mostra uma terceira modalidade exemplar de um cris-talizador com um trocador de calor externo (condensador) organizado notopo do cristalizador;

a figura 7 mostra esquematicamente um exemplo de um recep-tor que tem um envoltório de aquecimento e um condensador, em que o re-ceptor do produto bruto é introduzido e dissolvido em um solvente recebido;

a figura 8 mostra o receptor na figura 7 com envoltório de aque-cimento por calor; e

a figura 9 mostra o receptor na figura 7 durante a operação.

A modalidade exemplar de um dispositivo de cristalização 11,mostrado na figura 1, tem um assim chamado cristalizador estático 13 comas primeiras superfícies trocadoras de calor 17 organizadas no espaço decristalização 15, através do qual o meio de transferência de calor em super-fícies flui durante a operação. Superfícies trocadoras de calor 17 são conec-tadas por tubos 19, 21 em um circuito de resfriamento/aquecimento primário23. O circuito de resfriamento/aquecimento 23 tem três unidades de energia,isto é, uma primeira unidade 25 para água resfriada, uma segunda unidadede energia para água de resfriamento de uma temperatura média, e umaterceira unidade de energia para vapor. As três unidades de energia são co-nectadas por linhas 26, 28, 30 e 19 em superfícies trocadoras de calor 17.As linhas individuais 26, 28 e 30 podem ser interrompidas por meios das vál-vulas 31, 33, 35 de forma que o meio de transferência de calor de tempera-tura exigida, de uma unidade de energia particular, possa sempre ser ali-mentado nas superfícies trocadoras de calor. Uma bomba 37 conectada àlinha 21 é empregada para carregar o meio de transferência de calor atravésdas linhas 19, 21, 26, 28 e 30. Uma linha de passagem 39, com a válvula 41,permite o meio de transferência de calor de retorno ser misturado com omeio de transferência de calor vindo da primeira, segunda ou terceira unida-des de energia 25, 27, 29. De uma tal maneira, qualquer temperatura domeio que flui ao cristalizador pode ser produzida, variando entre as tempera-turas do meio de transferência de calor da unidade de energia mais fria e amais quente. Para este propósito, um circuito de controle é fornecido com-preendendo válvulas de controle / mistura 41 e 43 e uma medida de tempe-ratura 45.

Segundas superfícies trocadoras de calor 45 são fornecidas naparte superior do espaço de cristalização 15. Estas segundas superfíciestrocadoras de calor 45 são conectadas a um segundo (secundário) circuitode resfriamento 49 (não mostrado em maior detalhe nas figuras). A energiade resfriamento aqui pode, por exemplo, ser obtida de um das unidades deenergia supracitadas - para água de resfriamento ou resfriada.

Cristalizador 13 é conectado pela linha 51 a um tanque de arma-zenagem de solvente 53. O tanque de armazenagem de solvente 53 servepara receber um solvente ou uma mistura de solvente que pode ser alimen-tado por uma linha de fornecimento 55. Um condensador 47 é fornecido notanque de solvente para condensar o vapor de solvente que escapa do tan-que de solvente 53 ou do cristalizador.

O tanque de armazenagem de solvente 53 é conectado pela li-nha 59 a um recipiente receptor 61. O recipiente receptor 61 tem uma linhade fornecimento 63, que é conectada a um tanque de produto bruto 65. Umabomba de alimentação 67 carrega o produto bruto do tanque de produto bru-to 65 no recipiente receptor 61 durante a operação. A linha de fornecimento63 entra na linha de circulação da solução 71, ou no recipiente receptor 61no topo.

O receptor 61 é conectado por uma linha de carga elevada 67 aocristalizador 13. Uma bomba 69, conectada à linha 67, em seguida servepara carregar a mistura recebida no cristalizador 13. A linha de carga eleva-da 67 entra no cristalizador 13 em sua parte superior, onde a mistura recebi-da pode ser distribuída uniformemente sobre as superfícies de resfriamentopor distribuidores adequados (para uma descrição mais detalhada vide abai-xo). A linha 67 tem uma ramificação lateral, a linha de circulação da solução71 que é conectada ao recipiente receptor 61. A mistura recebida pode sertransferida para o cristalizador 13 abrindo-se a válvula 75 e fechando-se a73, ou pode ser bombeado ao redor quando a válvula 75 for fechada e válvu-la 73 for aberta. O bombeamento ao redor pode acelerar a dissolução doproduto bruto.

Cristalizador 13 é conectado por um "cabeçote 77 e uma linha 79para recipiente receptor 61. Adicionalmente, o cabeçote 77 é conectado pe-las válvulas 80, 81 e linhas 83, 84 aos tanques 85 e 87, respectivamente.Aqui, o tanque 85 serve para receber o resíduo de cristalização (solução re-sidual), e tanque 87 serve para receber o produto final. Durante a operação,o resíduo pode ser bombeado (por bomba 89) de tanque 85 para outra uni-dade de separação, preferivelmente destilação, donde o solvente recupera-do é retornado para o tanque de solvente 53.

O cabeçote 77 pode ser interrompido por uma válvula de inter-rupção 91. O líquido pode ser drenado a partir do cristalizador 13 no receptor61 ou nos tanques 85, 87, de acordo com a posição das válvulas 80, 81 ou93, respectivamente.

Na modalidade exemplar mostrada, um tanque intermediário 95é da mesma forma fornecido. O tanque intermediário 95 é da mesma formaconectado ao cabeçote 77 (linha 98, válvula 99) e é da mesma forma conec-tado pela linha 100 e válvula 101 ao recipiente receptor.

Uma linha de transbordamento 103, que é conectada ao cristali-zador justamente acima das superfícies trocadoras de calor 17, conecta oespaço de cristalização 15 à linha 79. A mistura pode drenar a partir do cris-talizador 13 no receptor 61 através da linha de transbordamento 103.

O sistema de tubulação, que permite os tanques individuais sercobertos e estimulados com uma atmosfera de gás inerte, é denotado pornúmero de referência 155.A modalidade exemplar mostrada na figura 3 difere-se do dispo-sitivo mostrado nas figuras 1 e 2 em que em vez de um cristalizador 13 está-tico, um cristalizador de película de queda 14 é fornecido. O cristalizador depelícula de queda tem, de um certo modo da técnica anterior, uma linha decirculação de produto 107 com bomba 109 para carregar a mistura a sercristalizada no circuito do recipiente 111 ao cabeçote 113 do cristalizador. Ocondensador 47 é fornecido fora do cristalizador 14 e o ponto de conexão 11do condensador 47 é conectado diretamente ao recipiente do cristalizador depelícula de queda.

Projetos diferentes de cristalizadores estáticos 13 são mostradosnas figuras 4 a 6, cujos cristalizadores têm as segundas superfícies trocado-ras de calor 47a, 47b e 47c respectivamente, em disposições diferentes, a-cima das primeiras superfícies trocadoras de calor. Superfícies trocadorasde calor 47a e 47b podem, por exemplo, ser projetadas como feixe de tubo47a e feixe de placa 47b, que são organizadas no cristalizador acima dasprimeiras superfícies trocadoras de calor 17. Entretanto, é da mesma formaconcebível fornecer um condensador externo 47c, que pode ser rebordadoao cristalizador e projetado, por exemplo, como um trocador de calor de tubo& casca.

Os cristalizadores estáticos empregados em uma modalidade dodispositivo de cristalização de acordo com a invenção são caracterizadospelo fato de que distribuidores líquidos 117 são fornecidos diretamente aci-ma das primeiras superfícies trocadoras de calor 17. Distribuidores líquidos117 servem para distribuir o solvente ou mistura aquecida uniformementesobre as primeiras superfícies trocadoras de calor, desse modo permitindo acamada de cristal aderente ser removida das superfícies de cristalizaçãodissolvendo-se, sem resultar no superaquecimento.

O recipiente receptor 61 mostrado nas figuras 7 a 9 é equipadocom um condensador 119 que serve para condensar o solvente de evapora-ção durante a dissolução do produto bruto introduzido. O condensador 119 éfornecido com tubos de conexão 121 através dos quais um meio de resfria-mento ou refrigerante pode ser circulado.Uma linha de circulação 123 e um tubo de distribuição 125 per-mitem a mistura líquida ser bombeada ao redor durante a operação, especi-almente durante a operação de dissolução. O tubo de distribuição 125 temuma pluralidade de aberturas 127 direcionadas para baixo ou para o ladoatravés das quais a solução circulada é distribuída dentro do recipiente re-ceptor 61. Tubo de distribuição 125 prolonga uma distância curta da base126 do receptor de forma que a mistura líquida possa ser movida, particu-larmente no reservatório do tanque.

Um outro aspecto particular do receptor 61 é que é equipadocom um envoltório de aquecimento 129. A energia térmica pode ser forneci-da ao receptor 61 de uma maneira controlada por meios da camisa de aque-cimento 129. A camisa de aquecimento 129 é projetada preferivelmente co-mo uma camisa dupla 131 através da qual um meio de transferência de caloré circulado. Na base 126, a camisa dupla tem uma ou mais abertura(s) deentrada 131 para alimentar um meio de transferência de calor, e na regiãoperiférica superior tem uma ou mais abertura(s) de saída 133 para descarre-gar o meio de transferência de calor. A energia de aquecimento é fornecidacirculando-se um meio de transferência de calor da base ao topo na camisade aquecimento de forma que o solvente ferva ligeiramente nas paredes dorecipiente (borbulhamento; vide figura 8). O borbulhamento que é induzidopor que a leve ebulição é suficiente para gerar uma agitação turbulenta ace-lera a dissolução da mistura a ser purificada, e especialmente os flocos deproduto bruto que podem ser criados durante a operação de dissolução quetende a degradar-se para a base do recipiente, figura 9 mostra como o sol-vente de evaporação é condensado no condensador 119 e goteja outra vezno volume do líquido.

O receptor pode ter as seguintes características:

• A camisa pode ser aquecida por meios de vapor ou um meiode transferência de calor líquido.

A camisa pode ser do tipo convencional (parede dupla) ou deum tipo de placa modelada ou camisa ondeada.

• É importante ter como uniforme uma distribuição de temperatu-ra quando possível na parede interna do recipiente receptor quando o sol-vente estiver fervendo para obter um borbulhamento uniforme sobre as par-tes umedecidas inteiras das paredes do recipiente. O uso de vapor quente évantajoso porque distribui uniformemente ao longo da camisa. Adequada-mente, nenhuma precaução especial, tal como placas guias, etc., é requeri-da na camisa.

• Quando um meio de transferência de calor líquido for empre-gado, deve ser conduzido ao longo da superfície da parede. Isto é obtido pormeios de placas defletoras adequadamente projetadas ou medidas simila-res.

• A vantagem do meio de transferência de calor líquido é: o pon-to de ebulição do solvente (que é dependente de pressão) aumenta na dire-ção da superfície até a base do tanque devido a fato que a pressão hidrostá-tica sobe quando a profundidade aumenta. O meio de transferência de caloré, portanto, vantajosamente alimentado na camisa na base do recipiente e édescarregado no topo. Sua temperatura cai porque o meio de transferênciade calor produz energia de aquecimento ao solvente de ebulição (ao contrá-rio deste vapor condensa em todos os lugares na mesma temperatura); orendimento da massa do meio de transferência de calor pode ser fixado deforma que sua temperatura diminua pela mesma quantidade (em seu mododa abertura à saída da camisa de calor) como o ponto de ebulição do sol-vente da base do tanque à sua superfície; isto garante que a entrada de ca-lor extremamente uniforme e assim um borbulhamento muito uniforme sejamalcançados sobre a superfície de parede aquecida inteira.

DESCRIÇÃO GERAL DO MÉTODO :

I. PREPARAÇÃO

A mistura bruta a ser purificada é mantida líquida no tanque T-2em uma temperatura acima do ponto de solidificação. Temperaturas acimado ponto de solidificação, preferivelmente aproximadamente 10 a 15°C aci-ma do ponto de solidificação, são adequadas.

No tanque T-1 o solvente, etanol, por exemplo, é mantido emuma temperatura adequada para recebimento subseqüente da mistura a sercristalizada (vide abaixo, II.2.). O etanol pode ser retornado parcialmente oucompletamente de um processo de recuperação. Tanque T-1 é equipado notopo com superfícies de resfriamento (condensador) que são resfriadas comágua resfriada ou de resfriamento e impedir o solvente de evaporar do tanque.

II. RECEBIMENTO DO SOLVENTE

Uma quantidade adequada do solvente (medido, por exemplo,enchendo-se a medida de nível no tanque T-3 ou no tanque T-1, ou pesan-do-se em tanques T-1 e/ou T-3, ou por medida de fluxo) é transferida notanque T-3. Dependendo da disposição dos tanques, a transferência podeocorrer por gravidade (abertura da válvula de dreno no T-1) ou por meios deuma bomba (não mostrada).

O solvente é circulado com a bomba P-3 no circuito curto (válvu-la 75 fechado, válvula 73 aberta). A mistura bruta é adicionada agora ao sol-vente com bomba P-2. A taxa de fluxo através da P-2 é escolhida de formaque haja nenhuma evaporação súbita do solvente circulado. Com o conden-sador ligado (por exemplo, resfriando com água de resfriamento), evapora-ção do solvente do tanque é impedida. O fluxo de solvente condensado damesma forma reduz a ebulição na superfície da mistura de solvente no tan-que T-3. A quantidade de mistura bruta adicionada é medida e controladapor meios adequados (vide 1 acima) - preenchendo-se a medida de nível, oupesando-se no tanque T-3 e / ou T-2, ou medindo-se e totalizando-se o fluxoda mistura bruta.

III. CRISTALIZAÇÃO

A solução recebida é bombeada no cristalizador com bomba P-3. Um cristalizador estático ou dinâmico (por exemplo, película de queda)pode ser empregado para cristalização. O cristalizador preferido da substân-cia a ser purificado é obtido por diminuição programada da temperatura nocristalizador (circuito de resfriamento/aquecimento com meio de transferên-cia de calor moderado). As superfícies de resfriamento (opcionais) na seçãosuperior do cristalizador (por exemplo, resfriamento por água de resfriamen-to) impedem o vapor de solvente de escapar por condensação e retornar osolvente condensado ao cristalizador. A cristalização é terminada depois queuma quantidade prescrita da substância empregada cristalizou-se. Estaquantidade pode ser monitorada por métodos convencionais durante a cris-talização, por exemplo, medida de nível no tanque coletor de um cristaliza-dor de película de queda ou por cristalização com uma regulação de tempe-ratura definida dentro de um período definido de tempo.

IV. DRENAGEM DA CONDENSAÇÃO E SOLUÇÃO RESIDUAL

A solução residual não cristalizada, que contém impurezas con-centradas (substâncias indesejadas), é drenada no tanque T-5.

A massa de cristal é suada no cristalizador por aquecimento len-to (regulação de temperatura controlada). A fração de suor pode, em segui-da, continuar a drenagem no tanque T-5. A quantidade de suor é determina-da pesando-se no tanque T-5 ou no cristalizador (cada dispositivo sendoinstalado em células de pesagem) ou por medida de nível no tanque T-5. Osegundo corte da fração de suor é drenada no tanque T-3 (as frações desuor são sempre drenadas por gravidade), onde é adicionada à mistura em-pregada para cristalização no próximo ciclo de cristalização. Se a fração cris-talizada for recristalizada para outra purificação (em um estágio de cristaliza-ção adicional), o segundo corte da fração suor é alimentado no tanque in-termediário T-4, onde é armazenado intermediariamente. Entretanto, a fra-ção de suor pode apenas em um corte, de acordo com o comportamento deseparação da mistura purificada, e esta fração pode ser adicionada à solu-ção residual no tanque T-5 ou drenada no tanque T-3 ou T-4, dependendoda composição da solução residual.

O escapamento descontrolado do solvente é impedido resfrian-do-se as superfícies de condensação na seção superior do cristalizador.

A solução residual rica em solvente no tanque T-5 pode ser ali-mentada em um processo adequado para recuperação do solvente parcialou completa.

V. FUSÃO DOS CRISTAIS

A temperatura é aumentada agora para fundir os cristais.

Se a fração cristalizada for anteriormente o produto final purifi-cado, a temperatura é aumentada para um valor adequado no qual a evapo-ração controlada (isto é, não muito súbita) do solvente ainda presente namassa de cristal é alcançada. O resfriamento nas superfícies de condensa-ção no cristalizador é desligado. O solvente evaporado é alimentado atravésde um tubo 51 para o tanque de solvente T-1 e é condensado no condensa-dor fornecido no tanque. A evaporação do solvente no cristalizador pode, porexemplo, ser monitorada por medida de temperatura no espaço de produtodo cristalizador. Uma elevação significativa da temperatura dentro do crista-lizador é uma indicação que todo o solvente foi evaporado. A temperatura doportador de calor é em seguida aumentada para um valor adequado acimado ponto de fusão do produto livre de solvente para fundir os cristais restan-tes. A massa fundida é, em seguida, drenada no tanque T-6 como o produtofinal.

Se a fração cristalizada for recristalizada em um outro estágio decristalização, uma quantidade estabelecida de solvente é transferida para T-3 durante o suor. O cristalizado suado pode ser fundido como descrito aci-ma, mas os cristais podem da mesma forma ser dissolvidos pelo métododescrito no seguinte. A temperatura no cristalizador é mantida em um valoradequado no qual nenhuma evaporação significativa do solvente, especial-mente nenhum ebulição, ocorre, por uma escolha adequada de temperaturado meio de transferência de calor. As válvulas de drenagem do cristalizadorpara T-3 são abertas. O solvente é bombeado de T-3 para o cristalizadorcom bomba P-3 e é guiado, preferivelmente pulverizado, nos cristais. Osdispositivos de pulverização deveriam garantir a distribuição do solvente pul-verizado sobre a área de corte transversal inteira do cristalizador ocupadapelos cristais. Por exemplo, os distribuidores líquidos podem ser emprega-dos tais como aqueles já conhecidos nas colunas de destilação. Os cristaissão, em seguida, dissolvidos pelo pulverizado sobre o solvente. A massalíquida continuamente drena do cristalizador para T-3 contanto que a bombaP-3 permaneça ligada. A fusão dos cristais pode ocorrer, por exemplo, pe-sando-se o cristalizador ou tanque T-3 (instalação em células de pesagem)ou enchendo-se a medida de nível em T-3. Uma indicação de dissoluçãocompleta dos cristais pode, por exemplo, seja a obtenção de um valor defini-do da quantidade medida (peso ou nível) ou que esta quantidade permaneceem um nível que não varia mais durante um tempo definido. Porém, é damesma forma concebível realizar a fusão durante um tempo adequadamentedimensionado, definido sem monitoramento de nível ou peso em parâmetrosdefinidos (taxa de fluxo do solvente circulado com P-3, temperatura).

Assim que a camada de cristal foi dissolvida, a bomba P-3 édesligada. No receptor T-3 há uma nova solução pronta para (re) cristaliza-ção no próximo estágio de cristalização. A quantidade estabelecida de sol-vente que foi recebido durante a condensação em T-3 é escolhida de formaque depois que os cristais são dissolvidos, a solução pronta para a (re) cris-talização subseqüente representa a proporção desejada do solvente. Aolongo do processo de dissolução, o escapamento do vapor de solvente éprevenido por condensação nas superfícies de resfriamento na seção supe-rior do cristalizador.

VI. (RE-) CRISTALIZAÇÃO NO PRÓXIMO ESTÁGIO

A mistura no receptor T-3, que contém uma concentração maisalta do composto desejado que a mistura inicial, é agora bombeada no cris-talizador com a bomba P-3. A cristalização é realizada de uma maneira simi-lar ao estágio anterior (vide III.1.). Durante a cristalização, a fração de suorarmazenada intermediariamente no tanque intermediário T-4 é drenada oubombeada do estágio anterior em T-3 (bomba não mostrada aqui). Umaquantidade de solvente adequada é transferida do tanque de solvente T-1para T-3 e uma quantidade adequada da mistura bruta sou adicionado de T-2 (vide 11.1. e 2.). Aqui "adequado" significa que a quantidade de mistura detanque intermediário T-4, a quantidade de solvente do tanque de solvente T-1, a quantidade da mistura bruta de T-2 e a quantidade de solução não cris-talizada deste estágio (vide abaixo), se necessário com o primeiro corte dafração de suor deste estágio, retornam uma massa e teor de solvente damistura adequado para o processo de cristalização subseqüente, depois quetodas estas quantidades são misturadas juntas.

VII. DRENAGEM DA CONDENSAÇÃO E SOLUÇÃO RESIDUALA solução residual não cristalizada do segundo estágio é drena-da no tanque T-3. O primeiro corte da fração de suor é adicionado a estasolução residual se necessário. Ambas as etapas são realizadas como des-crito em IV1 a não ser que a solução residual e, se necessário, a primeiraparte da fração de suor, são alimentadas em T-3 em vez de T-5. Uma se-gunda parte da fração de suor é intermediariamente armazenada, se neces-sário, no tanque intermediário T-4 e é adicionada imediatamente antes, du-rante ou imediatamente depois da dissolução dos cristais para o estágio dealimentação no ciclo de cristalização subseqüente (o estágio com a misturabruta, vide acima no ponto V 3.).

VIII. FUSÃO DOS CRISTAIS

A fusão dos cristais é realizada como descrito em V.2.

Se um outro estágio de (re)cristalização é fornecido, a fusão,como descrito em V 1., e todas as outras etapas de processo são realizadascorrespondentemente como descrito em Vl a VIII.

A solução é misturada abaixo sob as seguintes condições:

• Operação quase sem pressão - a pressão é igual à pressão damedida de funcionamento do cristalizador e é, então, menor que 10 KPa(100 mbars), preferivelmente menor que 5 KPa (50 mbars), por exemplo,quando um cristalizador estático é utilizado.

• O ponto de ebulição do solvente (na pressão de funcionamen-to) pode estar muito baixo do ponto de solidificação da mistura bruta a serdissolvida. Por exemplo, se o sitosterol é purificado com etanol como o sol-vente, o ponto de ebulição do etanol é aproximadamente 78 - 80°C, e ospontos de solidificação das frações de produto a ser dissolvidas é aproxima-damente 90 -110°C.

• O uso de agitadores é largamente dispensado porque elescontêm partes mecanicamente movidas e estão mais propensos à falhas doque outros componentes do sistema (os selos do cabo de agitador são con-siderados como pontos fracos particulares).

Processo da dissolução do produto bruto ou mistura de compos-to a ser purificado• O solvente é primeiro aquecido no tanque quase em sua tem-peratura de ebulição. O calor é, em seguida, fornecido de uma maneira con-trolada no tanque para permitir a ebulição suave do solvente.

• O solvente com ebulição suave é circulado com bomba 69. Oproduto bruto fundido, essencialmente sem solvente é, em seguida, dosado.

• O produto bruto dissolve parcialmente mas tende a flocular-sedevido ao resfriamento rápido em contato com o solvente, particularmente seseu ponto de solidificação estiver acima do ponto de ebulição do solvente.Os flocos afundam e tendem a acumular-se em regiões do tanque perto dabase e aderem parcialmente à base e parede do tanque.

• Durante a ebulição suave, borbulhas do vapor de solvente for-mam-se nas paredes internas aquecidas pela camisa do receptor; estas bo-lhas causam mistura e movimento turbulento local na redondeza da base eparede do solvente, Istoé, perto de todas as superfícies aquecidas pela ca-misa no tanque, como um resultado do qual os flocos de produto são dissol-vidos muito rapidamente; isto é particularmente importante na seção inferior/na base do tanque porque os flocos tendem a acumular-se lá.

• O solvente de ebulição é condensado nas superfícies de resfri-amento na seção superior do tanque e é retornado para o volume de líquido.

· Por causa da circulação simultânea da solução com a bomba,duas coisas são obtidas:

a) Homogeneização das concentrações em todo o volume dasolução:

b) Evitação de acumulações de flocos em pilhas ou pedaços de-vido à manutenção do movimento do conteúdo do tanque

• O aquecimento é, em seguida, desligado de forma que a ebuli-ção interrompa e a solução seja, em seguida, bombeada para o cristalizador.

CONTROLE DE FORNECIMENTO DE ENERGIA DURANTE A EBULIÇÃO

Se o vapor for empregado, o fluxo de vapor pode ser medido efixado, por exemplo, para uma quantidade predeterminada por uma válvulacontroladora ou pode ser regulado em um valor de fluxo definido.

No caso de um meio de transferência de calor líquido, a tempe-ratura de alimentação para a camisa pode ser fixada em um valor predeter-minado; as temperaturas de retorno e fornecimento do meio de transferênciade calor para/da camisa podem, da mesma forma ser medidas, e a tempera-tura de alimentação pode, em seguida, ser regulada de forma que uma dife-rença de temperatura predeterminada seja mantida entre o fornecimento eretorno do meio de transferência de calor.

Álcoois (metanol, etanol; n-propanol, isopropanol, butanol ououtros álcoois de valor mais alto) e cetonas (por exemplo, metil etil cetonafreqüentemente empregada na indústria) e misturas destes são preferivel-mente empregados como solventes para esteróis de purificação.

VANTAGENS DO MÉTODO DE ACORDO COM A INVENÇÃO:

Método de acordo com a invenção fornece a possibilidade deeficazmente purificar misturas de matéria-prima bruta que tendem a cristali-zar-se em uma estrutura de cristal desfavorável ou tendem a decomposiçãotérmica durante a purificação sem solvente através da cristalização.

Operação sem pressão do sistema, ou operação do sistema embaixas pressões, é possível devido ao uso de superfícies de resfriamentoadequadas em pontos adequados no sistema. Isto não permite os cristaliza-dores convencionais adequados para uma pressão de funcionamento supe-rior a ser empregada (classificação favorável de acordo com os regulamen-tos do recipiente de pressão aplicável). Cristalizadores convencionais, quesão equipados com superfícies de resfriamento adicionais, podem ser em-pregados até mesmo quando a temperatura de ebulição do solvente estiverabaixo da temperatura de fusão do produto sem solvente.

As etapas de centrifugação ou filtração caras e lavagem subse-qüente do cristalizado filtrado ou centrifugado por solvente adicional (quanti-dades) são evitadas pela aplicação de cristalização de camada.

O método novo está bem adaptado para obter, por exemplo, fi-tosterol em uma qualidade, que satisfaz as exigências da indústria farmacêu-tica e alimentícia. Matérias-primas brutas preferidas para o método de purifi-cação de acordo com a invenção são concentrados de fitosterol, que sãoobtidos como subprodutos no processo de alimentos, celulose ou similares.Fitosterol é um termo coletivo para esteróis vegetais e relaciona tanto os es-teróis quanto os estanóis. O último é a contraparte reduzida dos esteróis ve-getais, que ocorre menos freqüentemente na natureza. Os esteróis vegetaismais comuns são sitosterol, camposterol, estigmasterol, avenasterol e bras-sicasterol. Além disso, o método de acordo com a invenção pode, da mesmaforma, ser empregado para purificar esteróis de origem animal, tal como co-lesterol.

O dispositivo de acordo com a invenção é geralmente da mesmaforma (ou "particularmente") adequado para purificar compostos com umponto de fusão > 100 graus Celsius. Um produto bruto a ser purificado, damesma forma quando fundido, pode ser rapidamente dissolvido através douso de um recipiente receptor que pode ser aquecido sob condições contro-ladas, sem dispositivos de agitação especiais (agitadores) a ser requeridos.A solução pode, da mesma forma, ser bombeada simultaneamente ao redor.O uso de um condensador no receptor permite os compostos de alta fusãoser dissolvidos em um solvente de baixa ebulição e ser subseqüentementecristalizados fora desse solvente.

EXEMPLO 1

Em um dispositivo de cristalização piloto, a solução seguinte foipreparada - mistura de Esterol bruta, seca: 9240 g

- Solvente: Etanol: 45,300 g

- Solução Total: 54,540 g

A solução a 78°C foi alimentado em um cristalizador estático pi-loto que foi pré-resfriado a 72°C. Depois disso, a temperatura do meio detransferência de calor foi diminuída temperatura para 30°C dentro de 6 horase foi sustentada nesse valor por 1 hora. Em seguida, a solução residual foidrenada durante 2 horas. A fração suor foi coletada durante 1,5 hora, a tem-peratura foi aumentada para 78°C durante esse tempo.

As frações de produto tiveram as seguintes figuras:<table>table see original document page 26</column></row><table>

EXEMPLO 2

A fração de cristal do exemplo 1 foi diluída através da adição dosolvente para obter uma relação de solvente / massa seca de aproximada-mente 10:1. A solução, desse modo, preparada estando a 78°C foi alimenta-da no cristalizador piloto que foi pre-resfriado a 76°C. Depois disso, a tempe-ratura do meio de transferência de calor foi diminuída para 36°C dentro de 7horas e foi sustentada nesse valor por 1 hora. A solução residual foi drenadadurante 1,5 hora, a fração de suor foi coletada durante 1,5 hora, e a tempe-ratura foi aumentada para 77°C durante o suor. As frações de produto pro-duziram as figuras seguintes

<table>table see original document page 26</column></row><table>14 Cristalizador dinâmico 15 Espaço de cristalização 17 Primeiro superfície trocadora de calor 19,21 Tubos 23 Superfícies de resfriamento/aquecedor 25,27,29 Unidades de alimentação para o meio de transfe- rência de calor 26,28,30 Tubos 31 Válvula 33 Válvula 35 Válvula 39 Tubo de passagem 41 Válvula do tubo de passagem 43 Válvula de Controle 45 Medida de temperatura 47 Segunda superfície trocadora de calor 49 Segundo circuito de resfriamento 51 Tubo entre cristalizador e tanque de solvente 53 Tanque de armazenagem de solvente 55 Tubo de fornecimento 57 Condensador 59 Tubo de conexão 61 Recipiente Receptor 63 Tubo de fornecimento 65 Tanque de produto bruto 67 Tubo de alimentação 69 Bomba 71 Tubo entre o tubo de alimentação e recipiente re-ceptor

73,75 Válvulas

77 Tubo coletor

80,81 Válvulas<table>table see original document page 28</column></row><table>

Claims (37)

1. Método para purificar e/ou separar preferivelmente misturasde composto ou produtos brutos orgânicos de alta fusão por meio de cristali-zação de camada fracionária, caracterizado pelo fato de ser pelas seguintesetapas do método:- dissolver o produto bruto em um solvente ou mistura de solven-te para produzir uma mistura de solução de uma composição desejada,- trazer a mistura de solução em contato com as primeiras super-fícies trocadoras de calor e permiti-las resfriar lentamente de forma que umacamada de cristal seja formada com o composto desejado nas primeiras su-perfícies de resfriamento, e- condensar o solvente evaporador durante os processos de dis-solução e cristalização e retornando-o às misturas de solução originais.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o produto bruto é fundido antes de dissolvê-lo.

3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizadopelo fato de que o produto bruto ou mistura de composto é dissolvido em umexcesso de solvente ou mistura de solvente.

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o produto bruto é dissolvido em um solven-te ou mistura de solvente com um ponto de ebulição que é mais baixo que oponto de fusão do composto desejado.

5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a mistura bruta é dissolvida em umo sol-vente ou mistura de solvente com um ponto de ebulição que é mais alto queo ponto de fusão do composto desejado.

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a proporção do produto bruto em peso namistura é menor que 50%, preferivelmente menor que 35%, e em preferên-cia particular menor que 25%.

7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que as quantidades do produto bruto ou misturacomposta adicionado e do solvente adicionado são pesadas ou de outramaneira determinadas, por exemplo, enchendo-se a medida do nível.

8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-7, caracterizado pelo fato de que o solvente ou mistura de solvente é recebi-do em uma temperatura predeterminada, e em que o produto bruto é aque-cido e fundido e é, em seguida, introduzido no solvente ou mistura de sol-vente.

9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelofato de que o solvente ou mistura de solvente é agitado durante a dissoluçãoda mistura bruta ou bombeado ao redor(circulado) em uma.

10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-9, caracterizado pelo fato de que o composto desejado contido nas misturasde composto ou produtos brutos orgânicos de alta fusão têm um ponto defusão de > 80°C e preferivelmente > 100°C.

11. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-10, caracterizado pelo fato de que a mistura turbulenta, particularmente naredondeza da parede do tanque, ocorre devido à ebulição do solvente con-trolada, e que a energia térmica suficiente é alimentada ao solvente ou mis-tura de solvente para o solvente ou mistura de solvente para ferver suave-mente na região da parede.

12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pe-lo fato de que o meio de transferência de calor é guiado na camisa de aque-cimento de um receptor de forma que a queda na temperatura do meio detransferência de calor corresponda essencialmente à variação no ponto deebulição local da mistura no receptor, que é dependente da pressão hidros-tática da coluna líquida.

13. Método de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracteri-zado pelo fato de que o líquido é circulado para ajudar na mistura do produtobruto e solvente a ser dissolvido.

14. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-13, caracterizado pelo fato de que depois do processo de cristalização o re-síduo da cristalização é drenado e o solvente contido no resíduo (soluçãoresidual) é recuperado, por exemplo, por destilação e alimentado ao tanquede armazenagem do solvente.

15. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que depois de drenar o resíduo não cristaliza-do (solução residual) a camada de cristal é suada e o cristalizado restante épurificado em um estágio (recristalização) subseqüente (segundo).

16. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pe-lo fato de que a camada de cristal formada nas primeiras superfícies de res-friamento é dissolvida ou separada das superfícies de resfriamento guiando-se solvente acima.

17. Método de acordo com a reivindicação 15 ou 16, caracteri-zado pelo fato de que a fração de suor do segundo estágio de cristalização éarmazenada intermediariamente e depois misturada junto com o solvente eproduto bruto fresco e purificada em um novo (primeiro) estágio de cristali-zação.

18. Método de acordo com as reivindicações 1 a 17, caracteriza-do pelo fato de que - dependendo da pureza desejada do produto final - ocristalizado do primeiro estágio de cristalização é misturado com uma quan-tidade adequada de solvente de forma que uma mistura de uma composiçãoadequada para uma cristalização subseqüente seja produzida, cuja misturaé, em seguida, purificada em um outro estágio de cristalização.

19. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de que água de resfriamento ou vapor de águapode ser alimentado através das superfícies trocadoras de calor por um cir-cuito de resfriamento/aquecimento primário que é conectado às primeirassuperfícies trocadoras de calor.

20. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, caracterizado pelo fato de que a cristalização, incluindo qualquer drena-gem da solução residual e preferivelmente fusão fracionada da camada decristal, são repetidas em um terceiro e estágios adicionais até que a purezadesejada do produto purificado seja alcançada.

21. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-20, caracterizado pelo fato de que a mistura a ser separada e purificada,respectivamente, contém fitosteróis.

22. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pe-lo fato de que metanol e/ou etanol e/ou propanol e/ou metil etil cetona é/sãoempregados como um solvente.

23. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que depois que o composto desejado é cristalizado nas primeirassuperfícies trocadoras de calor, a solução residual não cristalizada é drena-da e o cristalizado é permitido gotejar.

24. Método de acordo com qualquer dentre as reivindicações 1 a-23, caracterizado pelo fato de que uma mistura é purificada contendo este-rol, fitosterol, beta-sitosterol ou estanol como os compostos desejáveis (a serobtidos) e campestanos, sitostanos, campestanonas, sitostanonas, álcooisgraxos, alfa esteróis, ácidos graxos e outros componentes, particularmentecomponentes cromatogênicos, como compostos indesejáveis (a ser separados).

25. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-24, caracterizado pelo fato de que o produto bruto contém beta-sitosterol,estanol; fitostanol, seus derivados, particularmente seus derivados de éster,ou são esteróis de origem animal, e em que a mistura de composto contémestas substâncias como os compostos desejáveis (a ser obtidos), respecti-vamente.

26. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-25, caracterizado pelo fato de que o solvente contido na camada de cristal éremovido por evaporação antes da fusão dos cristais.

27. Método para purificar produtos brutos orgânicos de alta fu-são como beta-sitosterol, estanol, fitostanol, seus derivados, particularmenteseus derivados de éster, ou esteróis de origem animal por cristalização decamada fracionada, com as seguintes etapas de método:- dissolver o produto bruto em um solvente ou mistura de solven-te para produzir uma mistura de solvente com uma composição desejada,- trazer a mistura em contato com as primeiras superfícies troca-doras de calor se aparece e permiti-las resfriar lentamente de forma queuma camada de cristal seja formada nas primeiras superfícies de resfriamen-to com o composto desejado (primeiro estágio de cristalização), e- preferivelmente fusão fracionada da camada de cristal depoisdo processo de cristalização, caracterizado pelo fato de que a evaporaçãodo solvente durante o processo de cristalização e dissolução é condensadae retornada à mistura de solvente original.

28. Método de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pe-lo fato de que a dissolução do produto bruto ocorre por ebulição controladado solvente, se necessário com circulação simultânea do solvente.

29. Dispositivo para purificar e/ou separar produtos brutos oumisturas de composto, particularmente aqueles contendo esteróis, por crista-lização fracionada com- um cristalizador com primeiras superfícies trocadoras de caloratravés das quais um meio de transferência de calor é capaz de fluir ou cir-cular,- pelo menos um primeiro recipiente ou tanque para receber oproduto bruto (65)- pelo menos um segundo recipiente (87) para armazenar o pro-duto final ou frações de produto, e- tubos (67, 77,84) para alimentar um produto bruto a ser purifi-cado ao cristalizador e para transferir o produto purificado para o segundorecipiente,caracterizado pelo fato de que- um receptor (61) e um tanque de armazenagem de solvente(53) são fornecidos,- o primeiro tanque (65) para o produto bruto é conectado ao re-ceptor (61) por um tubo de fornecimento (63),- o tanque de armazenagem de solvente é conectado por tubos(59, 51) ao receptor (61) por um lado e ao cristalizador (13) por outroo cristalizador é conectado à segunda superfície trocadora decalor (47) (condensador) e- um condensador (119) é fornecido dentro ou no receptor (61).

30. Dispositivo de acordo com a reivindicação 29, caracterizadopelo fato de que a segunda superfície trocadora de calor (47) é organizadano cristalizador.

31. Dispositivo de acordo com reivindicação 29 ou 30, caracteri-zado pelo fato de que a segunda superfície trocadora de calor (47), particu-larmente no caso de cristalizadores dinâmicos, é fornecida fora do cristaliza-dor.

32. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 29 a 31, caracterizado pelo fato de que o receptor (61) tem um envoltório deaquecimento (129).

33. Dispositivo de acordo com a reivindicação 32, caracterizadopelo fato de que a camisa de aquecimento (129) tem uma primeira conexão(131) na base (126) e uma segunda conexão (133) na região periférica supe-rior para circular um meio de transferência de calor.

34. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 29 a 33, caracterizado pelo fato de que um condensador (57) é fornecido notanque de armazenagem de solvente (53).

35. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 29 a 34, caracterizado pelo fato de que um circuito de resfriamen-to/aquecimento primário é conectado à primeira superfície trocadora de calor(17), cujo circuito tem pelo menos uma primeira e uma segunda unidade deaquecimento/refrigeração (25, 27, 29).

36. Dispositivo de acordo com a reivindicação 35, caracterizadopelo fato de que o primeiro circuito de resfriamento/aquecimento tem trêsunidades de fornecimento de energia (25, 27, 29), isto é, uma primeira uni-dade de fornecimento de energia (25) para fornecer água resfriada de umaprimeira temperatura baixa, uma segunda unidade de fornecimento de ener-gia (27) para fornecer água de resfriamento de uma segunda temperaturamédia, e uma terceira unidade de fornecimento de energia (29) para fornecervapor de uma terceira temperatura alta.

37. Dispositivo para purificar e/ou separar produtos brutos oumisturas de composto, particularmente aqueles contendo esteróis, por crista-lização fracionada com- um cristalizador com primeiras superfícies trocadoras de caloratravés das quais um meio de transferência de calor é capaz de fluir,- pelo menos um primeiro recipiente ou tanque para receber oproduto bruto (65)- pelo menos um segundo recipiente ou tanque (87) para arma-zenar o produto final ou frações de produto, e- tubos (67, 77, 84) para fornecer um produto bruto a ser purifi-cado ao cristalizador e para transferir o produto purificado para o segundotanque,caracterizado pelo fato de que- um receptor (61) é fornecido,- que é cercado por um envoltório de aquecimento pelo menosparcialmente incluindo o receptor de forma que líquido recebida nele possaser aquecido durante a operação, e- um condensador é fornecido dentro ou no receptor (61) paracondensar evaporar o solvente.