Растворимость сахарозы и коэффициенты пересыщения
25-04-2017, 17:34
Для того чтобы сахар начал кристаллизоваться, необходимо уваривать сироп до получения пересыщенного раствора.
Растворимость сахарозы. В воде растворимость сахарозы значительно увеличивается с повышением температуры. Удобнее всего растворимость выражать числом килограммов сахара, которое при данной температуре растворяется в 1 кг воды; будем называть это число коэффициентом растворимости и обозначать буквой Н. Например, при температуре 20° С Н = 2,023, а при 80° С Н = 3,703, т. е. в 1,83 раза больше, чем при 20° С.
Коэффициент насыщения ?'. В присутствии различных несахаров растворимость сахарозы несколько иная, чем в чистой воде (иногда немного меньше, чаще же больше, чем в чистой воде). Отношение коэффициента растворимости (Н') для данного нечистого раствора к коэффициенту растворимости (Н) при той же температуре для чистой сахарозы называется коэффициентом насыщения (?') и показывает, во сколько раз сахароза в присутствии данных несахаров более растворима в воде, чем при чистых сахарных растворах:
С понижением Ч коэффициент насыщения обычно увеличивается. При Ч выше 75,0% можно бы для заводов России считать приблизительно ?' = 1,0 (т. е. несахара при этой Ч почти не влияют на растворимость сахарозы).
Коэффициент пересыщения а. Раствор, содержащий сахара больше, чем в насыщенном растворе, называется пересыщенным раствором? Из него при соприкосновении с кристаллами сахара выкристаллизовывается сахар. Поэтому при кристаллизации мы постоянно имеем дело с пересыщенными растворами сахара. Они получаются или путем выпаривания воды (в вакуум-аппарате), или путем охлаждения (в кристаллизаторе); так как растворимость сахара при понижении температуры уменьшается, то насыщенный раствор сахара делается при этом пересыщенным.
Степень пересыщения раствора измеряется (по Классену) коэффициентом пересыщения; так называется число, показывающее, во сколько раз в данном растворе на единицу воды приходится сахара больше, чем в насыщенном растворе при той же температуре. Итак,
где ? — коэффициент пересыщения;
Н1 — количество сахара на единицу воды в данном исследуемом растворе;
Н' — растворимость сахара (на единицу воды) при той же температуре в том же нечистом растворе.
Для пересыщенных растворов, очевидно, будем иметь ?>1, для насыщенных ?=1 и для ненасыщенных ?<1.
Для чистых сахарных растворов Н'=Н, т. е. растворимость сахара при определении пересыщения можно брать из таблицы растворимости. Для нечистых растворов сахара приходится определять растворимость Н' отдельным опытом (длительное перемешивание с кристаллами сахара).
Это затруднительно и обычно не делается. Вместо этого па практике часто и для нечистых растворов при определении пересыщения пользуются растворимостью, взятой из табл. 2 (см. Приложение). Таким образом находят лишь видимый коэффициент пересыщения
При изучении уваривания и кристаллизации утфеля I видимый коэффициент пересыщения является хорошим показателем, так как здесь (при высокой сравнительно чистоте) он почти равен истинному пересыщению (Н' почти равно Н). Для утфеля II видимое и истинное пересыщение могут уже значительно отличаться одно от другого.
Разделив почленно уравнение (3) на уравнение (2) и принимая во внимание уравнение (1), найдем
т. е. истинный коэффициент пересыщения равен видимому, деленному на коэффициент насыщения.
Растворимость сахарозы. В воде растворимость сахарозы значительно увеличивается с повышением температуры. Удобнее всего растворимость выражать числом килограммов сахара, которое при данной температуре растворяется в 1 кг воды; будем называть это число коэффициентом растворимости и обозначать буквой Н. Например, при температуре 20° С Н = 2,023, а при 80° С Н = 3,703, т. е. в 1,83 раза больше, чем при 20° С.
Коэффициент насыщения ?'. В присутствии различных несахаров растворимость сахарозы несколько иная, чем в чистой воде (иногда немного меньше, чаще же больше, чем в чистой воде). Отношение коэффициента растворимости (Н') для данного нечистого раствора к коэффициенту растворимости (Н) при той же температуре для чистой сахарозы называется коэффициентом насыщения (?') и показывает, во сколько раз сахароза в присутствии данных несахаров более растворима в воде, чем при чистых сахарных растворах:
С понижением Ч коэффициент насыщения обычно увеличивается. При Ч выше 75,0% можно бы для заводов России считать приблизительно ?' = 1,0 (т. е. несахара при этой Ч почти не влияют на растворимость сахарозы).
Коэффициент пересыщения а. Раствор, содержащий сахара больше, чем в насыщенном растворе, называется пересыщенным раствором? Из него при соприкосновении с кристаллами сахара выкристаллизовывается сахар. Поэтому при кристаллизации мы постоянно имеем дело с пересыщенными растворами сахара. Они получаются или путем выпаривания воды (в вакуум-аппарате), или путем охлаждения (в кристаллизаторе); так как растворимость сахара при понижении температуры уменьшается, то насыщенный раствор сахара делается при этом пересыщенным.
Степень пересыщения раствора измеряется (по Классену) коэффициентом пересыщения; так называется число, показывающее, во сколько раз в данном растворе на единицу воды приходится сахара больше, чем в насыщенном растворе при той же температуре. Итак,
где ? — коэффициент пересыщения;
Н1 — количество сахара на единицу воды в данном исследуемом растворе;
Н' — растворимость сахара (на единицу воды) при той же температуре в том же нечистом растворе.
Для пересыщенных растворов, очевидно, будем иметь ?>1, для насыщенных ?=1 и для ненасыщенных ?<1.
Для чистых сахарных растворов Н'=Н, т. е. растворимость сахара при определении пересыщения можно брать из таблицы растворимости. Для нечистых растворов сахара приходится определять растворимость Н' отдельным опытом (длительное перемешивание с кристаллами сахара).
Это затруднительно и обычно не делается. Вместо этого па практике часто и для нечистых растворов при определении пересыщения пользуются растворимостью, взятой из табл. 2 (см. Приложение). Таким образом находят лишь видимый коэффициент пересыщения
При изучении уваривания и кристаллизации утфеля I видимый коэффициент пересыщения является хорошим показателем, так как здесь (при высокой сравнительно чистоте) он почти равен истинному пересыщению (Н' почти равно Н). Для утфеля II видимое и истинное пересыщение могут уже значительно отличаться одно от другого.
Разделив почленно уравнение (3) на уравнение (2) и принимая во внимание уравнение (1), найдем
т. е. истинный коэффициент пересыщения равен видимому, деленному на коэффициент насыщения.