Пересыщение при кристаллизации последнего утфеля
25-04-2017, 19:02
«Истинное» пересыщение выражается равенством
где ?1 — «видимое» пересыщение по сравнению с растворимостью чистого сахара в воде; ?' — коэффициент «насыщения», показывающий во сколько раз несахара мелассы увеличивают растворимость сахара.
Коэффициент насыщения. Нужно уделить большое внимание коэффициенту насыщения ?', который до последнего времени был еще слабо изучен, поэтому никому не было известно и истинное пересыщение ?. Было ясно, что ?' зависит от качества несахаров, например для заводов Кубани ?' значительно меньше, чем для заводов Латвии; для заводов России ?' обычно ниже, чем для заводов Западной Европы. Кроме того, ?' зависит от Ч: чем ниже Ч, тем больше ?'. Наконец, ?' при одной и той же Ч зависит от температуры, например может оказаться, что при 40° С ?' = 1,15, а при 80° С ?' = 1,45. Такие сложные и разнообразные зависимости ?' от разных факторов очень затрудняли определение и ?' и ?.
Большим упрощением явилось предложение О. Виклунда выражать ?' как функцию отношения несахара к воде в данном продукте — ?' = f(н/в). Он показал, что эта функция не зависит от температуры, что было большим упрощением. По 15 своей работе О. Виклунд использовал экспериментальные данные И. Жукова, пользовавшегося лишь истинными сухими веществами, которые обычно не определяются на заводах.
На базе работ Ю. Жвирблянского и Е. Грута мы показали, что и при пользовании рефрактометром для определения лишь «видимых» сухих веществ-мы имеем ту же закономерность: ?' — функция н/в, не зависящая от температуры. Это видно из рис. 160.
Это подтвердилось в экспериментальных работах А. Мирчева (Чехословакия) и И. Каганова. Для различных меласс получаются различные кривые для ?', так как ?', конечно, зависит от состава несахаров.
Обычно малые количества несахаров даже снижают растворимость сахара (?'1).
И. Каганов обратил внимание на то, что при больших значениях н/в зависимость ?' от н/в выражается прямой линией,., и объяснил это тем, что несахара являются наряду с водой растворителями сахарозы.
Коэффициент пересыщения. Научившись определять и учитывать коэффициент насыщения, можно было определить и истинные коэффициенты пересыщения при кристаллизации последнего утфеля, что и было выполнено. Оказалось, что при обычной скорости охлаждения последнего утфеля (до 40° С за 20—24 ч) никаких чрезмерно высоких пересыщений не наблюдается. Лишь к концу кристаллизации оно достигает максимум ?=1,1. Следовательно, кристаллизация сахара не запаздывает, а довольно строго следует за охлаждением утфеля. К тому же выводу совсем другим путем пришел J. Storms в Бельгии на заводе Тирлемон: он заметил, что если приостановить охлаждение утфеля, то останавливается и кристаллизация сахара, тогда как при наличии значительного пересыщения кристаллизация должна бы продолжаться; следовательно, имеющееся пересыщение совсем незначительно.
Итак, не следует опасаться того, что наступит чрезмерное пересыщение и что сахар не успеет выкристаллизоваться. Поэтому можно вести кристаллизацию смелее и проще. Например, ранее считалось, что надо выкристаллизовать как можно больше сахара уже при уваривании в вакуум-аппарате, так как иначе он не успеет выкристаллизоваться в мешалке. Далее, будто бы надо всячески заботиться, чтобы не растворить где-нибудь этот выкристаллизованный сахар; поэтому необходимую водную раскачку следует давать лишь постепенно за несколько приемов в течение охлаждения и кристаллизации, что конечно, весьма усложняло работу. В действительности же можно сразу после уваривания добавить все необходимое по расчету количество воды, чтобы получить концентрацию утфеля, какая должна быть в конце кристаллизации. При этом часть кристаллов утфеля растворится (и прежде всего растворится вредная «мука»), но при охлаждении утфеля до надлежащей температуры все равно сахар «успеет» выкристаллизоваться, никакого сахара не потеряем, в растворе останется лишь количество сахара, соответствующее количеству воды в утфеле, температуре охлаждения и пересыщения около 1,1. Такая работа, конечно, гораздо проще и потому надежнее.
? = ?1/?',
где ?1 — «видимое» пересыщение по сравнению с растворимостью чистого сахара в воде; ?' — коэффициент «насыщения», показывающий во сколько раз несахара мелассы увеличивают растворимость сахара.
Коэффициент насыщения. Нужно уделить большое внимание коэффициенту насыщения ?', который до последнего времени был еще слабо изучен, поэтому никому не было известно и истинное пересыщение ?. Было ясно, что ?' зависит от качества несахаров, например для заводов Кубани ?' значительно меньше, чем для заводов Латвии; для заводов России ?' обычно ниже, чем для заводов Западной Европы. Кроме того, ?' зависит от Ч: чем ниже Ч, тем больше ?'. Наконец, ?' при одной и той же Ч зависит от температуры, например может оказаться, что при 40° С ?' = 1,15, а при 80° С ?' = 1,45. Такие сложные и разнообразные зависимости ?' от разных факторов очень затрудняли определение и ?' и ?.
Большим упрощением явилось предложение О. Виклунда выражать ?' как функцию отношения несахара к воде в данном продукте — ?' = f(н/в). Он показал, что эта функция не зависит от температуры, что было большим упрощением. По 15 своей работе О. Виклунд использовал экспериментальные данные И. Жукова, пользовавшегося лишь истинными сухими веществами, которые обычно не определяются на заводах.
На базе работ Ю. Жвирблянского и Е. Грута мы показали, что и при пользовании рефрактометром для определения лишь «видимых» сухих веществ-мы имеем ту же закономерность: ?' — функция н/в, не зависящая от температуры. Это видно из рис. 160.
Это подтвердилось в экспериментальных работах А. Мирчева (Чехословакия) и И. Каганова. Для различных меласс получаются различные кривые для ?', так как ?', конечно, зависит от состава несахаров.
Обычно малые количества несахаров даже снижают растворимость сахара (?'1).
И. Каганов обратил внимание на то, что при больших значениях н/в зависимость ?' от н/в выражается прямой линией,., и объяснил это тем, что несахара являются наряду с водой растворителями сахарозы.
Коэффициент пересыщения. Научившись определять и учитывать коэффициент насыщения, можно было определить и истинные коэффициенты пересыщения при кристаллизации последнего утфеля, что и было выполнено. Оказалось, что при обычной скорости охлаждения последнего утфеля (до 40° С за 20—24 ч) никаких чрезмерно высоких пересыщений не наблюдается. Лишь к концу кристаллизации оно достигает максимум ?=1,1. Следовательно, кристаллизация сахара не запаздывает, а довольно строго следует за охлаждением утфеля. К тому же выводу совсем другим путем пришел J. Storms в Бельгии на заводе Тирлемон: он заметил, что если приостановить охлаждение утфеля, то останавливается и кристаллизация сахара, тогда как при наличии значительного пересыщения кристаллизация должна бы продолжаться; следовательно, имеющееся пересыщение совсем незначительно.
Итак, не следует опасаться того, что наступит чрезмерное пересыщение и что сахар не успеет выкристаллизоваться. Поэтому можно вести кристаллизацию смелее и проще. Например, ранее считалось, что надо выкристаллизовать как можно больше сахара уже при уваривании в вакуум-аппарате, так как иначе он не успеет выкристаллизоваться в мешалке. Далее, будто бы надо всячески заботиться, чтобы не растворить где-нибудь этот выкристаллизованный сахар; поэтому необходимую водную раскачку следует давать лишь постепенно за несколько приемов в течение охлаждения и кристаллизации, что конечно, весьма усложняло работу. В действительности же можно сразу после уваривания добавить все необходимое по расчету количество воды, чтобы получить концентрацию утфеля, какая должна быть в конце кристаллизации. При этом часть кристаллов утфеля растворится (и прежде всего растворится вредная «мука»), но при охлаждении утфеля до надлежащей температуры все равно сахар «успеет» выкристаллизоваться, никакого сахара не потеряем, в растворе останется лишь количество сахара, соответствующее количеству воды в утфеле, температуре охлаждения и пересыщения около 1,1. Такая работа, конечно, гораздо проще и потому надежнее.