Коэффициент пересыщения
24-05-2017, 09:44
Отличительной особенностью сахарозы является образование пересыщенных растворов, которая проявляется в большей степени в нечистых сахарных растворах. Если быстро охладить насыщенный нечистый сахарный раствор, то в нем не образуются кристаллы сахара, хотя этот раствор имеет на одну часть воды больше растворенного сахара, чем насыщенный при той же температуре, то есть, он стал пересыщенным раствором. Избыточный растворенный сахар, который не выкристаллизовался при быстром охлаждении, будет кристаллизоваться в том случае, если в пересыщенный раствор добавляются кристаллы сахара (центры кристаллизации) и идет перемешивание раствора.
Кристаллизация сахара в вакуум-аппаратах или мешалках-кристаллизаторах всегда должна проводиться из пересыщенного раствора. Пересыщенные растворы можно получить выпариванием воды (уваривание утфеля в вакуум-аппарате) или охлаждением (кристаллизация в мешалках-кристаллизаторах).
Пересыщение сахаросодержащего раствора характеризуется величиной коэффициента пересыщения, который показывает, во сколько раз больше сахара растворено в 1 части воды пересыщенного раствора, чем в 1 части насыщенного раствора при той же температуре и для нечистых растворов при той же чистоте, то есть:
где Н - количество сахара, растворенного в 1 части воды сахаросодержащего пересыщенного (или недосышенного) раствора чистой сахарозы, г/г воды; Н0 - растворимость чистой сахарозы в воде при той же температуре, г/г воды; Н' - количество сахара, растворенного в 1 части воды нечистого сахарного раствора, г/г воды;
Н'0 - растворимость сахарозы в данном нечистом сахаросодержашем растворе при той же температуре, г/г воды.
Определенное значение а из приведенных выше соотношений дает истинное его значение. Соответственно, величину коэффициента пересыщения в этом случае называют истинным коэффициентом пересыщения и обозначают ?и.
Величина коэффициента пересыщения, определяемая для чистых растворов сахарозы, во всех случаях является истинным коэффициентом пересыщения.
Для определения величины истинного коэффициента пересыщения нечистых сахаросодержащих растворов необходимо знать растворимость сахарозы в данном нечистом растворе при той же температуре (Н'0). Определение этой величины требует значительного времени.
Поэтому в практике сахарного производства для нечистых сахарных растворов (продуктов) используют так называемый видимый коэффициент пересыщения, показывающий во сколько раз больше (меньше) растворено сахарозы в 1 части воды в данном нечистом пересыщенном или недосыщенном сахарном растворе, в сравнении с растворимостью чистой сахарозы в воде при той же температуре, то есть,
Экспериментально установлено, что растворимость сахарозы в водном растворе и нечистом сахарном растворе с чистотой до 80 % отличается незначительно, то есть, для нечистых растворов сахарозы с чистотой 100...80% величины Н0 и Н'0 примерно одинаковы (Н0 = Н'0). Соответственно, для этих продуктов (растворов) ?в = ?и.
Для сахаросодержащих растворов с чистотой ниже 80% более точные результаты коэффициента пересыщения получаются при определении значения величины истинного коэффициента пересыщения.
Величина коэффициента пересыщения для сахаросодержащих растворов вычисляется на основании данных определения СХ и СВ в растворе и находится из уравнений:
• для растворов чистой сахарозы и нечистых растворов с чистотой 100...80%
• и для растворов с чистотой ниже 80 %:
Кристаллизация сахара в вакуум-аппаратах или мешалках-кристаллизаторах всегда должна проводиться из пересыщенного раствора. Пересыщенные растворы можно получить выпариванием воды (уваривание утфеля в вакуум-аппарате) или охлаждением (кристаллизация в мешалках-кристаллизаторах).
Пересыщение сахаросодержащего раствора характеризуется величиной коэффициента пересыщения, который показывает, во сколько раз больше сахара растворено в 1 части воды пересыщенного раствора, чем в 1 части насыщенного раствора при той же температуре и для нечистых растворов при той же чистоте, то есть:
где Н - количество сахара, растворенного в 1 части воды сахаросодержащего пересыщенного (или недосышенного) раствора чистой сахарозы, г/г воды; Н0 - растворимость чистой сахарозы в воде при той же температуре, г/г воды; Н' - количество сахара, растворенного в 1 части воды нечистого сахарного раствора, г/г воды;
Н'0 - растворимость сахарозы в данном нечистом сахаросодержашем растворе при той же температуре, г/г воды.
Определенное значение а из приведенных выше соотношений дает истинное его значение. Соответственно, величину коэффициента пересыщения в этом случае называют истинным коэффициентом пересыщения и обозначают ?и.
Величина коэффициента пересыщения, определяемая для чистых растворов сахарозы, во всех случаях является истинным коэффициентом пересыщения.
Для определения величины истинного коэффициента пересыщения нечистых сахаросодержащих растворов необходимо знать растворимость сахарозы в данном нечистом растворе при той же температуре (Н'0). Определение этой величины требует значительного времени.
Поэтому в практике сахарного производства для нечистых сахарных растворов (продуктов) используют так называемый видимый коэффициент пересыщения, показывающий во сколько раз больше (меньше) растворено сахарозы в 1 части воды в данном нечистом пересыщенном или недосыщенном сахарном растворе, в сравнении с растворимостью чистой сахарозы в воде при той же температуре, то есть,
Экспериментально установлено, что растворимость сахарозы в водном растворе и нечистом сахарном растворе с чистотой до 80 % отличается незначительно, то есть, для нечистых растворов сахарозы с чистотой 100...80% величины Н0 и Н'0 примерно одинаковы (Н0 = Н'0). Соответственно, для этих продуктов (растворов) ?в = ?и.
Для сахаросодержащих растворов с чистотой ниже 80% более точные результаты коэффициента пересыщения получаются при определении значения величины истинного коэффициента пересыщения.
Величина коэффициента пересыщения для сахаросодержащих растворов вычисляется на основании данных определения СХ и СВ в растворе и находится из уравнений:
• для растворов чистой сахарозы и нечистых растворов с чистотой 100...80%
• и для растворов с чистотой ниже 80 %: