Ранее была предпринята попытка создания математической модели непрерывной кристаллизации лактозы в водных растворах при различных пересыщениях. Расчетный способ базировался на основе нового критерия метастабильности пересыщенных растворов. Критерий метастабильности раствора в данном случае представляет собой безразмерную величину от 0 до 1 и отражает роль зародышеобразования в любой момент времени. Другими словами, эта безразмерная величина, показывающая соотношение скоростей зародышеобразования и роста кристаллов. Нами эта величина определена путем математического моделирования с использованием модифицированной модели Гюнтера–Маца. Практическая значимость критерия заключается в установлении области кристаллизации (смешанная, нуклеации и роста) с учетом поверхности внесенной кристаллической фазы. Установлено, что при малой поверхности процесс кристаллизации протекает преимущественно в смешанной области, при отсутствии затравки (F=0), при превышении границы метастабильности идет в бласт нуклеации (Pg=0,1), при больших поверхностях кристаллов F. процесс протекает в области роста даже при высоких пересыщениях (Pg=0,9), т.е. он позволяет быстро определить необходимое количество затравки с целью интенсификации процесса кристаллизации. Он может быть применен для любого кристаллизуемого вещества, если имеются кинетические параметры процесса (константы скорости и кинетические порядки зародышеобразования и роста, растворимость и д.р.). Однако присутствие несахаров и соответствующей приборной базы вызывают большие осложнения по нахождению вышеуказанных параметров процесса рабочих растворов, поэтому остановились на упрощенном инженерном методе расчета.

кристаллизатор-охладитель, молочный сахар, материальный и тепловой баланс, коэффициент пересыщения, доброкачественность сиропа

1. Полянский К.К. Кристаллизация лактозы. Производство молочного сахара // Переработка молока. 2017. № 6. С. 32–38.

2. Полянский К. К., Калашников Г. В. Тепловой расчет кристаллизатора-охладителя для молочного сахара // Деп. ВЦНИИТЭИ мясомолпрома. 1984. № 1. С. 96.

3. Липатов Н.Н. Руководство к лабораторным и практическим занятиям по курсу оборудования предприятий молочной промышленности. М.: Пищевая промышленность, 1978. 287 с.

4. Zhang L. et al. Development of an inverse heat conduction model and its application to determination of heat transfer coefficient during casting solidification // Heat and Mass Transfer. 2014. V. 50. №. 7. P. 945-955.

5. Полянский К.К. Кристаллизация лактозы в производстве молочных продуктов. Воронеж: ВТИ, 1981. 328 с.

6. Гаврилов Г.Б., Кравченко Э.Ф., Куренков А.С. Технологические аспекты кристаллизации лактозы // Молочная промышленность. 2017. № 5. С. 44–45

7. Power G. et al. Design and optimization of a multistage continuous cooling mixed suspension, mixed product removal crystallizer // Chemical Engineering Science. 2015. V. 133. P. 125-139.

8. Бредихин А.С., Червецов В.В. Гидродинамика процесса охлаждения молочной сыворотки при поточной кристаллизации лактозы // Вестник ВГУИТ. 2013. № 3. С. 36-40.

9. Fialkova E.A. et al. Analysis of the cyclic operation effect of the air cooling and heating crystallizer on crystal growth rate // Dairy Farming Journal. 2015.

10. Slavorosova E.V. et al. Experimental studies of the milk whey nano-filtrate curdling process with the accom-panying lactose crystallization // Dairy Farming Journal. 2016.

11. Rjabova A.E., Kirsanov V.V., Strizhko M.N., Bredikhin A.S. et al. Lactose crystallization: current issues and promising Engineering solutions // Foods and Raw materials. 2013. V. 1. №. 1.

12. Храмцов А.Г., Нестеренко П.Г., Евдокимов И.А., Рябцева С.А. и др. Альтернативные варианты промышленной переработки молочной сыворотки // Молочная промышленность. 2014. №. 11. С. 44-48.

13. Santos C.A., Quaresma J.M.V., Garcia A. Determination of transient interfacial heat transfer coefficients in chill mold castings // Journal of Alloys and Compounds. 2001. V. 319. №. 1-2. P. 174-186.