Особенности процесса кристаллизации в пересыщенном растворе (на примере сахарного производства)

Аннотация

Процессы конденсации субстанций на затравочном материале в  пересыщенном растворе широко распространены в перерабатывающих производствах АПК. Так, данный процесс, трактуемый как явление кристаллизации сахарозы в вакуум-аппарате, является узловым в технологическом потоке получения кристаллического сахара на сахарном заводе. При этом подготовленный в виде тонко измельченного порошка сахарозы исходный затравочный продукт варьируется по форме и размеру, концентрации в объеме вакуум-аппарата и др. Однако теоретическое обоснование явления конденсации твердой фазы на частицах затравочного материала, как центров кристаллизации, с учетом данных факторов разработано недостаточно. В статье с целью обоснования физико-математической модели задачи в качестве окружающего частицу сахарозы объема раствора используется шаровой слой с центром в моделирующим частицу сахарозы шаром. При анализе задачи исходят из результатов ассоциированной с теорией диффузионного переноса вещества проблемы теплопереноса в шаровом слое. Обосновывается алгоритм количественного исследования зависимости концентрации сахарозы от параметров задачи и периода обработки продукта. В качестве средства количественного анализа проблемы использовался численный эксперимент. Данный эксперимент выявил адекватность результатов теоретического анализа физическому смыслу реального процесса. Получены важные в теоретическом и практическом отношении зависимости по оценке массы кристаллизованной сахарозы и времени обессахаривания раствора.