Preview

Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий

Расширенный поиск

Моделирование процесса роста кристаллов сахарозы в сахарсодержащем растворе

https://doi.org/10.20914/2310-1202-2021-1-62-70

Полный текст:

Аннотация

Кристаллизация сахарозы представляет собой один из наиболее важных этапов в технологическом потоке получения товарного сахара. По своей природе – это развивающийся в достаточно широком температурном диапазоне, условиях изменяющейся концентрации раствора, его пептизации и другого массообменный процесс образования и роста кристаллов сахара в сахарном растворе путем диффузионного переноса в нем молекул сахарозы. К этому нужно добавить еще и такие осложняющие физико-математическую формализацию явления, влияющие на кристаллизацию, как форма кристалла, чистота, вязкостные свойства и поверхностное натяжение раствора, наличие в нем несахаров и т.п. Поэтому среди обусловливающих в целом протекание процесса факторов обычно проводят, сохраняя среди них лишь приоритетные и наиболее важные с позиций исследования. С точки зрения классической диффузионной теории явление кристаллизации трактуется как молекулярный с бесконечной скоростью распространения возмущения от источника диффузионный перенос в растворе молекул сахарозы, вследствие чего концентрация в сахарсодержащей жидкостной системе также полагается изменяющейся мгновенно в каждой точке. Однако, поскольку в реальных условиях этот эффект не наблюдается, то, с целью разрешить это противоречие, вводят понятия возмущенного и невозмущенного, разделенных называемым диффузионным фронтом концентрации областей этих фазовых состояний. Используя кинематические характеристики фронта, определяют время протекания процесса кристаллизации в целом по обеим фазам. Что позволяет с большей, по сравнению с полученными на базе классической теорией результатами, точностью рассчитать период обработки раствора.

Об авторах

Е. В. Семенов
Московский государственный университет технологий и управления им. К.Г. Разумовского (ПКУ)
Россия

д.т.н., профессор, кафедра технологии продуктов из растительного сырья и парфюмерно-косметических изделий, ул. Талалихина, 31, г. Москва, 109004, Россия



А. А. Славянский
Московский государственный университет технологий и управления им. К.Г. Разумовского (ПКУ)

д.т.н., профессор, зав. кафедры, технология продуктов из растительного сырья и парфюмерно-косметических изделий, ул. Талалихина, 31, г. Москва, 109004, Россия



В. А. Грибкова
Московский государственный университет технологий и управления им. К.Г. Разумовского (ПКУ)

к.т.н., доцент, кафедра технологии продуктов из растительного сырья и парфюмерно-косметических изделий, ул. Талалихина, 31, г. Москва, 109004, Россия



Д. П. Митрошина
Московский государственный университет технологий и управления им. К.Г. Разумовского (ПКУ)

ассистент, кафедра технологии продуктов из растительного сырья и парфюмерно-косметических изделий, ул. Талалихина, 31, г. Москва, 109004, Россия



С. Т. Антипов
Воронежский государственный университет инженерных технологий

д.т.н., профессор, зав. кафедры машины и аппараты пищевых производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия



Список литературы

1. Силин П. М. Технология сахара. Рипол Классик, 2013.

2. Магомедов М. Г. Технология получения пасты из сахарной свеклы // Вестник ВГУИТ. 2015. № 3. С. 138-141. doi: 10.20914/2310-1202-2014-3-138-141

3. Славянский А.А., Семенов Е., Лебедева Н., Неделькин В. и др. Математическое моделирование кинетики кристаллизации гидратной глюкозы // Сахар. 2014. № 5. С. 45-49.

4. Хворова Л.С. Трехпродуктовая технологическая схема получения глюкозы с кристаллизацией двух продуктов в ангидридной форме // Пищевая промышленность. 2017. № 9.

5. Хворова Л.С., Баранова Л.В., Гоменюк В.А. Способ получения кристаллической ангидридной глюкозы. 2018.

6. Семенов Е.В., Славянский А.А. Моделирование процесса кристаллизации и центрифугирования. М.: Спутник+, 2015. 217 с.

7. Кулинченко В.Р., Мирончук В.Г. Промышленная кристаллизация сахаристых веществ. 2012.

8. Be?rzin?s? K., Suryanarayanan R. Compression-induced crystallization in sucrose-polyvinylpyrrolidone amorphous solid dispersions // Crystal Growth & Design. 2018. V. 18. № 2. P. 839-848. doi: 10.1021/acs.cgd.7b01305

9. Hubbes S.S., Braun A., Foerst P. Sugar particles and their role in crystallization kinetics and structural properties in fats used for nougat creme production // Journal of Food Engineering. 2020. V. 287. P. 110130. doi: 10.1016/j.jfoodeng.2020.110130

10. Velazquez-Camilo O., Bola?os-Reynoso E., Rodriguez E., Alvarez-Ramirez J. Characterization of cane sugar crystallization using image fractal analysis // Journal of Food Engineering. 2010. P. 77–84. doi: 10.1016/j.jfoodeng.2010.03.030

11. Khaddour I., Bento L., Ferreira A., Rocha F. Kinetics and thermodynamics of sucrose crystallization from pure solution at different initial supersaturations // Surface Science. 2010. P. 1208–1214. doi: 10.1016/j.susc.2010.04.005

12. Frenzel S. Crystallization Schemes in the Sugar Industry // ChemBioEng Rev. 2020. № 5. P. 1–9. doi: 10.1002/cben.202000010

13. Thakral S., Sonje J., Suryanarayanan R. Anomalous behavior of mannitol hemihydrate: Implications on sucrose crystallization in colyophilized systems // International journal of pharmaceutics.2020. V. 587. P. 119629. doi: 10.1016/j.ijpharm.2020.119629

14. de Castro B. J. C. et al. Sucrose crystallization: modeling and evaluation of production responses to typical process fluctuations // Brazilian Journal of Chemical Engineering. 2019. V. 36. № 3. P. 1237-1253. doi: 10.1590/0104-6632.20190363s20180240


Для цитирования:


Семенов Е.В., Славянский А.А., Грибкова В.А., Митрошина Д.П., Антипов С.Т. Моделирование процесса роста кристаллов сахарозы в сахарсодержащем растворе. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2021;83(1):62-70. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2021-1-62-70

For citation:


Semenov E.V., Slavyansky A.A., Gribkova V.A., Мitroshina D.P., Antipov S.T. Simulation of the growth of sucrose crystals in a sugar-containing solution. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2021;83(1):62-70. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2021-1-62-70

Просмотров: 13


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2226-910X (Print)
ISSN 2310-1202 (Online)