Особенности обессахаривания пересыщенного раствора при кристаллизации

Аннотация

С конденсацией целевого продукта на затравочном материале в пересыщенном растворе связаны многие из процессов перерабатывающих производств АПК. Данное явление в вакуум-аппарате при варке утфеля с целью инициирования в нем процесса кристаллизации сахарозы является базовым в технологическом потоке получения кристаллического сахара на сахарном заводе. Причем подготовленный как тонко измельченный порошок сахарозы исходный затравочный продукт варьируется по форме и размеру, концентрации в объеме вакуум-аппарата и др. При этом учитывающее данные факторы теоретическое обоснование явления конденсации твердой фазы на частицах затравочного материала как центров кристаллизации в сахарсодержащем растворе разработано недостаточно. В статье с целью разработки физико-математической модели задачи в качестве исходных, наиболее приближенных с точки зрения геометрии к реальным объектам исследования параметрам, используется шар, моделирующий частицу сахарозы и шаровой слой приведенным радиусом с центром в центре шара, что геометрически приближенно соответствует окружающему частицу сахарозы объему межкристального раствора. При анализе задачи применяются результаты количественного анализа ассоциированной с теорией диффузионного переноса вещества проблемы массопереноса в шаровом слое. Обосновывается алгоритм оценки массы кристаллического сахара по периоду обработки продукта в вакуум-аппарате. В качестве средства количественного анализа проблемы используется численный эксперимент. Данным экспериментом выявлена адекватность результатов теоретического анализа физическому смыслу реального процесса. Получены важные в теоретическом и практическом отношении зависимости массы кристаллизованной в вакуум-аппарате сахарозы от времени обессахаривания раствора.