К расчёту эффективности процесса кристаллизации сахарозы в вакуум-аппарате
Creators: name: В.А. Грибкова
name: Е.В. Семёнов
name: А.А. Славянский
Publisher: name: Сахар
Year: 2023
Subjects: утфель
сахаросодержащий раствор
вакуум-аппарат
процесс кристаллизации
коэффициент диффузии
моделирование процесса
пересыщение раствора.
utfel
sugar-containing solution
vacuum apparatus
crystallization process
diffusion coefficient
process modeling
supersaturation of the solution.

description: В настоящее время в сахарной промышленности при анализе кристаллизационных процессов обычно исходят из условий постоянства коэффициента диффузии в растворе и изотермического характера процесса. В то же время экспериментальные работы показывают наличие быстрого снижения коэффициента диффузии вместе с убыванием значения концентрации раствора при обессахаривании межкристального раствора в процессе кристаллизации сахарозы. Данный факт снижает достоверность теоретических результатов расчёта эффективности процесса кристаллизации, если в них не учитывается условие изменения коэффициента диффузии. В работе предлагается новая схема расчёта размера кристаллов и массы получаемого продукта в зависимости от времени кристаллизации с учётом динамики изменения коэффициента диффузии по содержанию сухого вещества в межкристальном растворе в течение всего процесса кристаллизации. Теоретический эксперимент, представленный в работе, подтверждён экспериментальными данными, отражающими особенности кристаллообразования сахарозы в вакуум-аппарате. В данной работе с учётом фактора зависимости характеризующего интенсивность молекулярного массопереноса коэффициента диффузии обоснована постановка задачи, аналитическая формализация и численный расчёт, проверка адекватности полученных теоретических результатов опытным наблюдениям и физическому смыслу предмета исследования, применение полученных расчётных зависимостей для оценки эффективности работы вакуум-аппарата.
description: Currently, in the sugar industry, when analyzing crystallization processes, they usually proceed from the conditions of constancy of the diffusion coefficient in solution and the isothermal nature of the process. At the same time, experimental work shows the presence of a rapid decrease in the diffusion coefficient along with a decrease in the concentration of the solution during desaccharification of the intercrystal solution during the crystallization of sucrose. This fact reduces the reliability of the theoretical results of calculating the efficiency of the crystallization process, if they do not take into account the condition for changing the diffusion coefficient. In this paper, the authors propose a new scheme for calculating the size of crystals and the mass of the resulting product depending on the crystallization time, taking into account the dynamics of the diffusion coefficient change in the dry matter content in the intercrystal solution during the entire crystallization process. The theoretical experiment presented in the paper is confirmed by experimental data reflecting the features of sucrose crystal formation in a vacuum apparatus. In this paper, taking into account the dependence factor characterizing the intensity of molecular mass transfer of the diffusion coefficient, the formulation of the problem, analytical formalization and numerical calculation, verification of the adequacy of the obtained theoretical results to experimental observations and the physical meaning of the subject of the study, the use of the obtained calculated dependencies to evaluate the efficiency of the vacuum apparatus are justified.