Анализ процесса кристаллизации сахарозы в условиях  переменной  диффузии

Евгений Владимирович Семенов; Анатолий Анатольевич Славянский; Вера Анатольевна Грибкова

doi:10.36107/spfp.2022.394

Анализ процесса кристаллизации сахарозы в условиях переменной диффузии

Евгений Владимирович Семенов, Анатолий Анатольевич Славянский, Вера Анатольевна Грибкова

https://doi.org/10.36107/spfp.2022.394

Полный текст:

PDF (Rus) |

сгенерировать QR код

Аннотация

Введение. В сахарной и крахмалопаточной промышленности в настоящее время при расчете кинетики кристаллизации обычно используют допущения об изотермичности процесса, постоянстве коэффициента диффузии и др. В реальном же процессе кристаллизации согласно технологическому регламенту если температурное поле в вакуум-аппарате примерно стационарно, то коэффициент диффузии в ходе процесса изменяется в зависимости от концентрации сухого вещества в межкристальном растворе.

Цель. В данном исследовании авторами предлагается схема расчета размера кристаллов и массы получаемого продукта в зависимости от времени кристаллизации с учетом динамики изменения коэффициента диффузии по содержанию сухого вещества в межкристальном растворе в течение всего процесса.

Материалы и методы. Теоретический эксперимент представленный в работе подтвержден экспериментальными данными, отражающими особенности кристаллообразования сахарозы в вакуум-аппарате.

Результаты. Выявлено согласие полученных результатов моделирования исследуемого процесса с физическим смыслом поставленной задачи.

Выводы. Обоснована физико-математическая модель по прогнозированию процесса кристаллизации сахарозы в растворе.

Ключевые слова

Процесс кристаллизации, диффузия сахарозы, моделирование процесса, сахароза, пересыщение раствора, утфель, межкристальный раствор

Об авторах

Евгений Владимирович Семенов

ФГБОУ ВО «Московский государственный университет технологий и управлений имени К.Г. Разумовского (ПКУ)»
Россия

Анатолий Анатольевич Славянский

ФГБОУ ВО «Московский государственный университет технологий и управления имени К.Г. Разумовского (ПКУ)»
Россия

Вера Анатольевна Грибкова

Список литературы

1. Будак Б.М., Самарский А.А., Тихонов А.Н. Сборник задач по математической физике. - М.: ГИТТЛ, 1956. - 684 с.

2. Громковский А.И., Последова Ю.И., Бражников Н.Н. Оптимальный режим уваривания утфеля I продукта // Сахар. - 2008. - № 8. - С. 54-56.

3. Зубченко А.В., Харин С.Е., Левин Ю.Н. Нестационарный режим образования новой фазы в пересыщенных растворах сахарозы // Известия ВУЗов. Пищевая технология. 1968. № 1. С.136-139.

4. Каганов И.Н. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. - М.: МТИПП, 1968. - 400 с.

5. Кудрявцев Е.М. Мathcad 2000. - М.: ДМК, 2001. - 571 с.

6. Мищук Р.Ц. Скрытая теплота на основных процессах сахарного производства // Сахар. - 2012. - № 1. - С. 51-54.

7. Сапронов А.Р. Технология сахарного производства - 2 изд., исправл. и доп. - М: Колос, 1999. - 496 с.

8. Семенов Е.В., Славянский А.А., Грибкова В.А. Моделирование процесса роста кристаллов сахарозы в сахарсодержащем растворе/ Семенов Е.В., Славянский А.А., Грибкова В.А., Митрошина Д.П., Антипов С.Т.//

9. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. - 2021. - Т. 83. - № 1 (87). - С. 62-70.

10. Семенов Е.В., Славянский А.А., Мойсеяк М.Б. Кристаллизация сахарозы как диффузионный процесс/Семенов Е.В., Славянский А.А., Мойсеяк М.Б., Штерман С.В., Ильина В.В.// - Сахар. - 2003. - № 1. - С. 48-51.

11. Славянский А.А., Грибкова В.А., Николаева Н.В. Физико-химические основы промышленной кристаллизации сахарозы/Славянский А.А., Грибкова В.А., Николаева Н.В., Митрошина Д.П.//Сахар. - 2021. - № 4. - С. 28-33.

12. Славянский А.А., Сапронов А.Р. Пути повышения качества и выхода сахара-песка//Международный сельскохозяйственный журнал. - 1988. - № 6. - С. 75-80.

13. Харин С.Е., Зубченко А.В., Левин Ю.Н. Кинетика фазовых переходов в пересыщенных растворах сахарозы // Коллоидный журнал. - 1969. - Т. XXXI. - № 1. - С. 147-152.

14. Хворова Л.С. Влияние реологических свойств утфелей на кинетику кристаллизации гидратной глюкозы // Сахар. - 2008. - № 6. - С. 2-5.

15. Хворова Л.С., Коваленок В.А. Математическое моделирование кинетики кристаллизации глюкозы. // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2008. - № 5. - С. 45-48.

16. Штангеев К. О., Скорик К. Д., Штангеева Н. И. Теплотехнические и технологические аспекты совершенствования продуктового отделения свеклосахарного завода // Сахар. - 2021. - № 12. - С. 20-25. DOI 10.24412/2413-5518-2021-12-20-25.

17. Bogdanova E., Kocherbitov V. Assessment of activation energy of enthalpy relaxation in sucrose-water system: effects of DSC cycle type and sample thermal history // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. - 2022. - Р. 1-15.

18. Frenzel, S. Crystallization Schemes in the Sugar Industry. // ChemBioEng Rev. - 2020. - №5. - P. 1-9.

19. Grimsey I.M., Herrington T.M. The formation of inclusions in sucrose crystals // Int. Sugar J. - 1994. - V. 96. - № 1152. - P. 504-514.

20. Insights into the crystallization phenomenon in the production of non-centrifugal sugar / Verma P. [et al.] // Journal of Food Engineering. - 2021. - V. 290.- P. 110259. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2020.110259.

21. Kinetic studies on soluble sugar profile in rice during storage: Derivation using the Laplace transform / Yaqiu W. [et al.] // Innovative Food Science & Emerging Technologies. – 2022. - V.76. - P. 102915. https://doi.org/10.1016/j.ifset.2021.102915.

22. Li Lin, GuoSiynan, Li Bing. Study on the hydrodynamic problems in the crystal growth from solution. // J.S. China Univ. Technol. Natur. Sci. - 1996. - № 6. - P. 25-29.

23. Lu Y. et al. Impact of sucrose crystal composition and chemistry on its thermal behavior // Journal of Food Engineering. - 2017. - Т. 214. - С. 193-208.

24. Lu Y. et al. Unraveling the wide variation in the thermal behavior of crystalline sucrose using an enhanced laboratory recrystallization method // Crystal Growth & Design. - 2018. - Т.18. - №.2. - Р. 1070-1081.

25. Mantovani G. Growth and morphology of sucrose crystal // Int. Sugar J. 1991. - V. 93. - № 1106. - P. 23-32.

26. Mikhailik V. A., Dmitrenko N. V., Snezhkin Y. F. Investigation of the influence of hydration on the heat of evaporation of water from sucrose solutions // Journal of Engineering Physics and Thermophysics. - 2019. - Т. 92. - №. 4. - Р. 916-922.

27. Ouiazzane, S., Messnaoui, B., Abderafi, S., Wouters, J., Bounahmidi, T. Modeling of sucrose crystallization kinetics: The influence of glucose and fructose. // Journal of Crystal Growth. - 2008. - P. 3498-3503.

Дополнительные файлы

	1. рис 1
	Тема
	Тип	Исследовательские инструменты
	Посмотреть (174KB)	Метаданные ▾

	2. рис 2
	Тема
	Тип	Исследовательские инструменты
	Посмотреть (81KB)	Метаданные ▾

Рецензия

Для цитирования:

Семенов Е.В., Славянский А.А., Грибкова В.А. Анализ процесса кристаллизации сахарозы в условиях переменной диффузии. Хранение и переработка сельхозсырья. 2022;(4). https://doi.org/10.36107/spfp.2022.394

For citation:

Semenov E.V., Slavyanskiy A.A., Gribkova V.A. Analysis of Sucrose Crystallization Process under Conditions of Variable Diffusion. Storage and Processing of Farm Products. 2022;(4). (In Russ.) https://doi.org/10.36107/spfp.2022.394

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

ISSN 2072-9669 (Print)
ISSN 2658-767X (Online)

Логин
Пароль
	Запомнить меня
Регистрация нового пользователя Забыли Ваш пароль?

	Заголовок	рис 1
	Тип	Исследовательские инструменты
	Дата	2022-12-08

	Заголовок	рис 2
	Тип	Исследовательские инструменты
	Дата	2022-12-08

Войти

Хранение и переработка сельхозсырья