Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
апараты и процесы.doc
Скачиваний:
94
Добавлен:
22.09.2019
Размер:
2.51 Mб
Скачать

3. Фактори, що впливають на хід процесу кристалізації

Кристалоутворення. На тривалість утворення зародків кристалів критичного розміру (центрів кристалізації), найбільший вплив має доброякісність розчинів.

Важливою характеристикою процесу утворення центрів кристалізації є швидкість їх утворення.

Збільшенню швидкості кристалоутворення сприяють перемішування, на­явність кристалів розчиненої речовини, нерозчинних домішок, ультразвук, високовольтний електричний розряд, коливання температури, механічні ко­ливання. Дані про вплив в'язкості розчину на швидкість кристалоутворення суперечливі. Справа в тому, що змінювати в'язкість розчину незалежно від інших характеристик практично неможливо.

Ріст кристалів. Найсуттєвішими факторами, що визначають швидкість росту кристалів, є концентрація (пересичення), температура, в'язкість, доброякісність розчинів, питома поверхнева енергія кристалів.

Розмір кристалів також впливає на швидкість їхнього росту. Тут існує кілька підходів. Якщо масові частки твердої фази та інші умови однакові, то питома швидкість кристалізації буде вищою в суспензії з кристалами біль­шого розміру. Це пояснюється тим, що площа поверхні крупних кристалів менша і речовина не встигає викристалізовуватись, внаслідок чого зростають пересичення і швидкість кристалізації. Тобто розмір кристалів можна розгля­дати як регулятор пересичення. З другого боку, в суспензії з дрібними крис­талами завдяки більшій поверхні кристалізації викристалізовується більше речовини в одиницю часу порівняно з крупнокристалічною суспензією.

Розміри кристалів впливають на інтенсивність їхнього росту також зав­дяки рекристалізації за механізмами Освальда та коливальним. Швидкість кристалізації залежить від товщини дифузійного шару, прилеглого до по­верхні кристала: чим товщий цей шар, тим довший шлях дифундування, тим нижча швидкість кристалізації. Тут важливу роль відіграє перемішування. Із збільшенням швидкості переміщення кристалів відносно міжкристального розчину зменшується товщина дифузійного шару, отже, підвищується швидкість кристалізації.

На процес масової кристалізації речовини з розчинів в умовах випарю­вання при кипінні впливає наявна в дисперсній системі парова фаза. Під час кипіння температура утвореної пари розчинника менша за температуру кип­лячого міжкристального розчину. Утворена на поверхні теплообміну пара насичена і, вступаючи в контакт з розчинником, що має вищу температуру, перегрівається. Тим самим парова бульбашка охолоджує комірку утфелю, що контактує з нею. Внаслідок цього розчинність речовини в розчині комірки і зменшується, пересичення зростає і швидкість кристалізації підвищується.

4. Загальні відомості про процес розчинення

Розчинення - це процес переходу твердої фази у рідку. Цей процес фактично є оберненим процесові кристалізації.

У харчових виробництвах процес розчинення широко використовується для отримання різних харчових продуктів. Найбільшому розчиненню підлягають цукор, сіль, концентрати, желатин і т.п.

Процес розчинення твердих речовин у рідинах складається з трьох стадій:

- перенесення молекул розчинника з об'єму рідкої фази до поверхні твердого тіла;

- перехід молекул твердого тіла в рідину;

- перенесення молекул від поверхні твердого тіла в об'єм рідини.

Результати аналізу процесу розчинення свідчать, що лімітуючою є остання стадія. Це пояснюється тим, що найбільший опір масопередачі створює дифузійний граничний шар на поверхні твердого тіла. Вважається, що на межі контакту з твердим тілом розчин є насиченим.

Прискорення процесу розчинення спостерігається при зменшенні розміру частинок твердої фази з метою збільшення поверхні її контакту з рідиною. Умови для розчинення будуть кращими у шароподібних тіл, бо вони мають кращу обтічність рідиною. Процес розчинення інтенсифікується з підвищенням температури розчинника і температури частинок матеріалу, що розчинюється. На процес розчинення впливає режим руху частинок твердого тіла у рідині і самої рідини. При їх збільшенні швидкість розчинення зростає.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]