Процессы и аппараты пищевых производств. Рубрика в журнале - Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий
Оценка эффективности сушки биоматериала с предварительной обработкой импульсным электрическим полем
Статья научная
Переход к эффективной экономике и эффективному производству требует построения основ для развития энергоэффективных технологий и процессов сушки биоматериалов для преобразования их в полезные продукты. Целью данной работы является анализ эффективности предварительной безтемпературной обработки импульсным электрическим полем (ИЭП) в процессе конвективной сушки биоматериалов. Обработка ИЭП проводилась при напряженности поля 2, 4 и 6 кВ/см, количеством импульсов 500, с длительностью одного импульса 50 мкс. На основе данных электропроводности биоматериала до и после обработки ИЭП был определен параметр индекса вскрытых клеток, с максимальным значение 56%, что подтверждает наличие механизма электропорации структуры материала. Процесс сушки представлен с описанием различных математических моделей. Предварительная обработка импульсным электрическим полем при параметрах напряженности 4 и 6 кВ/см и количеством импульсов 500 позволила сократить время сушки на 11-13.8% для значения влажности E=0.02...
Бесплатно
Оценка эффективности трансформации теплоты в процессах брагоректификации
Статья научная
В работе проведена оценка целесообразности применения рекомпрессии пара в брагоректификационных установках, проведено математическое моделирование и оптимизация режимов работы колонных аппаратов с трансформаторами теплоты. Целью данной работы является оценка целесообразности применения рекомпрессии пара в процессах брагоректификации и оптимизация энергоэкономических параметров теплонасосных установок. Ректификационные колонны могут работать при различном давлении, разность температур кипения жидкости в кубовой части колонны и конденсации пара, выходящего из верхней части, составляет от 1-2 °С (в колонне окончательной очистки) до 10-25 °С (в бражной, ректификационной колоннах). Небольшой перепад температур позволяет получить высокие значения отопительного коэффициента, а высокая интенсивность процессов теплообмена при конденсации и кипении обеспечивает относительно небольшие поверхности теплообмена в соответствующих теплообменных аппаратах и капитальные вложения в них. Данные обстоятельства предопределяют высокую экономическую эффективность применения теплонасосных установок. Анализируя полученные данные, пришли к выводу, что для варианта 1 (работа ректификационной колонны в условиях вакуума) оптимальному режиму эксплуатации соответствует температура насыщения сжатого пара 98 °С, давление спиртового пара после компрессора при этом составит P 2=191 кПа. Для варианта 2 (работа ректификационной колонны при малом вакууме) оптимальное значение температуры t 2=107 °C, давление сжатого пара Р 2=244 кПа. Для варианта 3 (работа ректификационной колонны при небольшом избыточном давлении) экономически оправданны t 2=110 °C, Р 2=265 кПа. Оптимальные температурные напоры в кипятильнике для рассмотренных вариантов соответственно составляют 5,4; 5,3 и 5,3 °С; степень повышения давления компрессора составляет соответственно 3,67; 2,98; 2,57.
Бесплатно
Паровой смеситель для клейстеризации крахмала в разжижающей установке
Статья научная
Гидролиз крахмала является основным технологическим процессом в производстве сахаристых продуктов. Кислотный гидролиз крахмала с применением соляной кислоты осуществляется быстро, но не позволяет проводить полный гидролиз, а также получать продукты с заданным углеводным составом. Биоконверсия крахмала обеспечивает устранение указанных недостатков. При получении сахаристых веществ из крахмала с помощью ферментов гидролиз крахмала осуществляется двухстадийным способом. На первой стадии - разжижении крахмала происходит резкое увеличение вязкости продукта, требующее высокоинтенсивного перемешивания. Разжижающая установка состоит из разварника, выдерживателя, регулятора давления и испарителя. Разварник крахмала является её основной частью, в нём крахмал быстро переходит в растворимое (клейстеризованное) состояние и частично разжижается путём инжектирования крахмальной суспензии потоком водяного пара давлением не менее 0,8 МПа. Для определения конструктивных размеров смесителя для разваривания крахмала проведены тепловой и гидравлический расчёты. При этом основными задаваемыми гидравлическими параметрами являются: перепад давления на смесителе, давление пара на входе в смеситель, суточная производительность установки по патоке M, расход продукта (крахмальной суспензии), диаметр входного сечения насадка для пара. Цель расчёта - определение расхода пара M1, диаметра d2 выходного сечения конфузора инжектора, длины l2 участка клейстеризации. Для теплового расчёта использована формула Шухова совместно с уравнением теплового баланса для процесса клейстеризации. Численное решение полученных с принятыми допущениями уравнений, приведённое в прикладном математическом пакете MATHCAD, для М = 50 т/сут даёт требуемый суточный расход пара M1 = 14,446 т. При гидравлическом расчёте для перепада давления на смесителе использована теорема Бернулли. При решении полученных уравнений с помощью MATHCAD найдены диаметр выходного сечения конфузора d2 = 0,023 м, давление в камере смесителя p2 = 3,966·105 Па, l2 = 0,128 м. Разработанная методика расчёта используется для определения конструктивных параметров струйного разварника непрерывнодействующих осахаривателей крахмала любой производительности.
Бесплатно
Пароэжекторный тепловой насос как источник альтернативной энергии в технологии хлебобулочных изделий
Статья научная
Поиск новых альтернативных источников энергии и путей сбережения топливно-энергетических ресурсов, эффективного использования вторичных энергоресурсов, включая природные низкотемпературные источники теплоты остаются в центре внимания специалистов хлебопекарной промышленности. Все большее значение в снижении энергозатрат приобретают тепловые насосы. Проанализированы причины, сдерживающие широкое применение парокомпрессионных тепловых насосов. Для реализации рациональных термовлажностных режимов в технологии хлебобулочных изделий предложено использовать пароэжекторный тепловой насос, который расширяет границы энергоэффективного сопряжения объектов различных температурных потенциалов на основе утилизации и рекуперации вторичных энергоресурсов. При этом в полной мере реализован универсальный подход в создании конкурентоспособной технологии, обеспечивающей выработку тепла и холода для совместно протекающих процессов в производстве хлебобулочных изделий. Пароэжекторный тепловой насос создает реальные условия утилизация пара низкого давления, в частности, бросового тепла газотурбинных установок и котельных агрегатов и, как следствие, позволяет эффективно решать задачи энергосбережения. Экологически безопасные условия функционирования технологии обусловлены применением воды в качестве хладагента. Полностью исключается использование токсичных, взрыво- и пожароопасных рабочих сред, что позволяет рассматривать предлагаемую теплонасосную технологию хлебобулочных изделий как экологически безопасную.
Бесплатно
Статья научная
В качестве способа повышения концентрации сухих растворимых веществ (СРВ) в получаемом экстракте использован контур внешней рециркуляции. Задача исследований заключается в определении значения коэффициента внешней рециркуляции ( K R ), при котором создаются оптимальные условия проведения процесса. Результаты проведенных исследований показывают прирост концентрации СРВ, содержащихся в экстракте, при увеличении коэффициента внешней рециркуляции. Это обусловлено увеличением продолжительности взаимодействия обрабатываемого твердого сырья с экстрагентом, а также уменьшением поверхностного натяжения экстрагента, что способствует улучшению условий его проникновения в поры частиц. Отмечается и противоположное свойство рециркуляции, выражающееся в снижении скорости массоотдачи. Следствием этого является значительный рост потерь СРВ с выгружаемым шротом, приводящий к снижению технико-экономических показателей процесса. Согласно аналитической оценке полученных результатов, максимальные показатели процесса наблюдаются при значениях K R = 1 (без рециркуляции) и K R = 2, которым соответствуют значения критерия оптимальности 5,02∙10 -3 и 4,92∙10 -3 % масс/Вт. При этом работа аппарата с рециркуляцией при K R = 2 характеризуется повышением концентрации СРВ в экстракте на 62 % по сравнению с чистым экстрагентом. Эффективность использования рециркуляции при K R = 2 подтверждена экономией энергии, идущей на процесс выпаривания полученного экстракта. Расчет энергетических затрат на процесс получения 60 л экстракта концентрацией СРВ 12 %масс. показал, что при повышении начальной концентрации СРВ в экстракте до 6 %масс. ( K R = 2) наблюдается снижение потребляемого количества насыщенного водяного пара на 104,1 кг, что при удельной энтальпии пара 2706,29 кДж/кг составляет 281685 кДж.
Бесплатно
Перколяционная модель нелинейной фильтрации в пористом карбиде кремния
Статья научная
Сформулирована перколяционная модель процесса нелинейной фильтрации воды в пористом карбиде кремния. Проведено сопоставление результатов моделирования с данными экспериментальных исследований
Бесплатно
Перспективы методов вычислительной гидродинамики при исследовании мембранных процессов
Статья обзорная
При математическом моделировании мембранных процессов изучение структурных особенностей используемых мембран и существенная ограниченность информации при формальном описании их разделительных свойств привели к разработке физических моделей, учитывающих не только особенности строений реальных мембран, но и их особенностей функционирования. При составлении физических моделей мембранных процессов, невозможно объективно провести количественный учет большинства факторов из-за их большого многообразия и изменчивости, что далеко отдаляет математическую модель от реального процесса. Именно поэтому методы вычислительной гидродинамики надежно и эффективно выполняют расчеты для всех физических моделей и типов, включая стационарное или переходное течение, несжимаемое или сжимаемое течение (от малых дозвуковых до гиперзвуковых), моделирование ламинарных или турбулентных потоков, ньютоновских или неньютоновских жидкостей, идеального или реального газа. Была построена электронная геометрическая модель установки, осуществлен выбор геометрии сетки с различной плотностью для оптимизации времени расчетов и точности решения для конкретного случая, рассчитана кинетическая зависимость роста клеток, определены расходы подачи питательной среды во внутриволоконное и межволоконное пространства биореактора, проанализированы гидродинамические условия.
Бесплатно
Перспективы методов вычислительной гидродинамики при исследовании мембранных процессов
Статья обзорная
При математическом моделировании мембранных процессов изучение структурных особенностей используемых мембран и существенная ограниченность информации при формальном описании их разделительных свойств привели к разработке физических моделей, учитывающих не только особенности строений реальных мембран, но и их особенностей функционирования. При составлении физических моделей мембранных процессов, невозможно объективно провести количественный учет большинства факторов из-за их большого многообразия и изменчивости, что далеко отдаляет математическую модель от реального процесса. Именно поэтому методы вычислительной гидродинамики надежно и эффективно выполняют расчеты для всех физических моделей и типов, включая стационарное или переходное течение, несжимаемое или сжимаемое течение (от малых дозвуковых до гиперзвуковых), моделирование ламинарных или турбулентных потоков, ньютоновских или неньютоновских жидкостей, идеального или реального газа. Авторами проведен анализ возможности использования вычислительной гидродинамики CFD для расчета гидродинамики потоков в мембранном биореакторе на основе полых волокон. Сафаровым Р.Р. и др. была построена электронная геометрическая модель установки, осуществлен выбор геометрии сетки с различной плотностью для оптимизации времени расчетов и точности решения для конкретного случая, рассчитана кинетическая зависимость роста клеток, определены расходы подачи питательной среды во внутриволоконное и межволоконное пространства биореактора, проанализированы гидродинамические условия. Все вышесказанное подтверждает перспективы использования CFD методов для моделирования мембранных процессов, осложненных культивированием клеток на поверхности мембран.
Бесплатно
Пищевые белково-жировые эмульсии, обработанные ультразвуком и пульсирующим магнитным полем
Статья научная
Для выпечки хлебобулочных изделий в целях экономии жиров применяются различные виды жиро-водных и белково-жировых эмульсий, которые используются в качестве ингредиентов в изделия и для защиты металлических форм от пригорания. Обычно эмульсии приготавливают на хлебопекарных предприятиях по ГОСТ Р 51785-2001, предусматривающему механическое взбивание ингредиентов. Авторами предложен и исследован способ получения более стойких пищевых белково-жировых эмульсий с применением ультразвукового излучателя с жестко закрепленными неодимовыми магнитами на его концентраторе. В качестве ингредиентов применены разбавленная водой творожная сыворотка, нерафинированное подсолнечное масло и подсолнечные фосфатиды. Соотношение творожной сыворотки и воды 1:7. Физические эффекты ультразвука и пульсирующего с его частотой поля магнитов в контактирующем слое диспергируемых жидких ингредиентов повысили вязкость и дисперсность белково-жировых эмульсий. Экспериментально подтверждена гипотеза повышения устойчивости и стерильности белково-жировой эмульсии путем подбора параметров магнитного поля и мощности ультразвукового излучателя. Микроскопический анализ показывает высокую степень однородности эмульсии при времени обработки 3-4 минуты и интенсивности ультразвука 2 Вт/см2, что энергетически выгодно. Обнаружен синергизм влияния физических воздействий ультразвука и магнитного поля на прочность и устойчивость эмульсии к механическим и температурным воздействиям, а также бактерицидный эффект, пролонгирующий сроки использования продукта. Изготовление эмульсий по заявленному способу с использованием ультразвука и магнитного поля постоянных неодимовых магнитов сокращает количество вводимых компонентов-эмульгаторов в 3-4 раза или вовсе исключает их применение. Существующие пьезоэлектрические ультразвуковые установки, как и неодимовые магниты имеют малые размеры и низкое энергопотребление, легко встраиваемые в линию непрерывного приготовления эмульсии для хлебопекарных производств. Такие эмульсии менее требовательны в хранении и транспортировке.
Бесплатно
Пищевые технологии: диалектическая модель развития
Статья научная
Рассмотрен научный подход к созданию машинных пищевых технологий будущего с упреждением 30-50 и более лет. Все сегодняшние научно-исследовательские работы должны выполняться, исходя из разработки технико-технологических требований к организации безлюдных технологических потоков будущего. Эти требования - результат стартовой фундаментальной научной работы (первого шага алгоритма) – должны лежать в основе формирования образа пищевого предприятия середины или конца ХХI и начала ХХII вв.
Бесплатно
Пищевые технологии: диалектическая модель развития
Статья научная
рассмотрен научный подход к созданию машинных пищевых технологий будущего с упреждением 30-50 и более лет. Все сегодняшние научно-исследовательские работы должны выполняться, исходя из разработки технико-технологических требований к организации безлюдных технологических потоков будущего. Эти требования - результат стартовой фундаментальной научной работы (первого шага алгоритма) - должны лежать в основе формирования образа пищевого предприятия середины или конца ХХI и начала ХХII вв [5].
Бесплатно
Статья научная
В настоящей работе обозначена актуальность тузлучного посола сельди при отрицательных температурах с учетом положительной динамики ее вылова, ее запасов, благоприятного воздействия холода на подавление жизнедеятельности микроорганизмов, улучшении качества продукции и увеличением времени хранения. Исследовались изменения такой значимой характеристики как коэффициент диффузии в процессе посола при отрицательных температурах. Для исследования был использован метод фотонной корреляционной спектроскопии, основанный на релеевском рассеянии излучения от вещества. Получены экспериментальные зависимости коэффициентов диффузии от глубины проникновения соли в тузлуке, коже и мясе сельди в диапазоне температур от -16°С до -6°С, которые носят волнообразный характер. Также получена зависимость коэффициентов диффузии от отрицательной температуры в диапазоне от -18°С до 0°С, имеющая гармонический вид. Возникающий температурный градиент является источником возмущений, приводящий к образованию термоконвективных волн. На основании теоретических исследований академика А.В. Лыкова и химических процессах, происходящих на границе (коже) раздела фаз с использованием основного уравнения термохимии – закона Гиббса, объясняется механизм образования термоконвективных волн, влияющих на коэффициент диффузии. Получена связь коэффициентов диффузии с размерами диффундирующих частиц, носящая гиперболический характер в диапазоне температур от -18°С до 0°С в тузлуке, коже и мясе сельди. Высказана возможность ускорения посола путем механического воздействия на исследуемый объект (в частности звуком или ультразвуком). Разрушение диффундирующих частиц, представляющих собой объединения ионов Na+ и Cl- с молекулами воды, способствует увеличению коэффициента диффузии.
Бесплатно
Повышение эффективности работы градирен в водооборотном цикле
Статья научная
Градирни являются основным оборудованием водооборотного цикла. Охлаждение производится оборотной водой теплообменных устройств. Нагретую воду охлаждают в градирнях путем смешения с потоком воздуха и снова направляют на использование в качестве охлаждающего агента. Охлаждение осуществляется в результате теплообмена. Движущая сила, необходимая для преодоления силы трения потоков, которая мешает течению воздуха, обеспечивается нагнетательными или вытяжными вентиляторами. Общую движущую силу можно выразить суммой отдельных движущих сил в потоках воздуха и воды. Работа при воздушном перемешивании жидкой фазы производится за счет энергии сжатого воздуха и может быть рассчитана, как работа изотермического сжатия по приведенным в работе уравнениям. Известны градирни различных типов. Вентиляторные градирни являются наиболее совершенным типом охладителей воды, поскольку обеспечивают практически устойчивое охлаждение воды путем изменения частоты вращения вентиляторов или их периодического отключения, в них допускается более высокие тепловые нагрузки и глубокое охлаждение воды, то есть большее приближение температуры охлажденной воды к теоретическому пределу охлаждения за счет повышенного относительного расхода воздуха, проходящему через градирню. Приведены основные характеристики градирен по площади орошения, гидравлической нагрузке и др. Представлена схема вентиляторной градирни, перечислены ее главные достоинства, такие как охлаждающая способность, интенсификация переноса массы (воды) в другую (воздуха), то есть типичный процесс сопряженного тепломассопереноса. Рассмотрены основные элементы градирни. Ороситель, как главный элемент градирни необходим для увеличения поверхности контакта между водой и воздухом, ускорения процесса охлаждения. Показаны пути увеличения эффективности их эксплуатации. Водоуловители максимально снижают капельный унос - до 100 %. Водораспределительные системы должны равномерно распределять охлаждаемую воду по площади поверхности оросителя. Представлены расхода энергии, поступающей через форсунки. Освещена роль входных окон, как элементов градирни, основные направления по дальнейшему повышению эффективности работы современных градирен.
Бесплатно
Повышение эффективности работы теплового насоса
Статья научная
Рассмотрены методы повышения эффективности работы теплового насоса в результате исследования процессов, происходящих в отдельных элементах, входящих в его состав, на основе эксергетического метода анализа.
Бесплатно
Поиск новых принципов сепарирования
Статья научная
Предложен новый принцип вероятностного сепарирования, в котором используется сочетание инерционного и гравитационного силовых полей. Характерной его особенностью является использование простых в изготовлении разделяющих рабочих органов, отсутствие забивания их частицами, а также возможность оперативного изменения условий сепарирования.
Бесплатно
Получение кормового рыбного фарша методом криоэкструзии из замороженного рыбного сырья
Статья научная
Разработана технология получения кормового рыбного фарша (криофарша) методом криоэкструзии с использованием полезной модели экструзионной установки поршневого типа с охлаждаемыми рабочими органами для измельчения рыбного сырья в замороженном состоянии. Обоснована возможность замены в стандартной технологии производства кормового фарша из рыбы таких технологических операций как дефростация и последующее измельчение сырья, одной – холодной экструзией или криоэкструзией. Использована форма отверстий фильеры для продавливания сырья в виде «песочных часов» диаметром 7 мм, длительность процесса продавливания – 40 секунд. Определены фактические потери сырья в процессе измельчения методом криоэкструзии, которые составляют от 1% до 2,5%, включая потери при распиле блока в целях подготовки сырья к продавливанию. Установлено, что готовый продукт – криофарш, имеет однородное измельчение, сочную, рассыпчатую консистенцию, температура в толще продукта на выходе не изменяется и равна температуре сырья до начала переработки, то есть минус 18 °С. Разработана принципиальная технологическая схема получения кормового фарша методом криоэкструзии. Расчёт материального баланса при производстве фаршей показал, что использование нового метода позволит увеличить выход готового продукта до 99%. На основании исследований химического состава рыбы и кормовых фаршей, полученных традиционным и разработанным способами, установлено, что в криофарше содержание белка остаётся неизменным. Разработаны проекты технических условий на производство криофарша и технологической инструкции по производству криофаршей для кормовых целей, а также подготовлена заявка на патент «Получение кормового фарша из мороженой рыбы методом криоэкструзии».
Бесплатно
Построение математической модели экстрагирования подсырной сывороткой из люпина в форме пластины
Статья научная
Изложены предпосылки для построения модели. При постановке задачи обосновано рассмотрение частицы люпина как неограниченной пластины. Сформулированы основные допущения, выписаны краевые условия. Получены частичные решения дифференциального уравнения, а также общее решение для текущего значения концентрационного напора С'( x,у ). Распределение концентрации является симметричным относительно оси ординат. Выписано конечное выражение для поля концентраций при экстрагировании плоской пластины в безразмерном виде. Показано, что распределение концентрации достаточно точно описывается первым членом ряда. Сделан вывод, что для любого момента времени при заданных граничных условиях поле концентраций имеет вид симметричной кривой с максимумом на оси пластины (Х=0). Для каждого последующего момента времени будет своя кривая, монотонно убывающая к поверхности пластины. Доказано, что возможно определить характер изменения концентрации в теле при заданном значении Рассмотрен случай, когдастремится к бесконечности при заданных физических параметрах, толщине пластины и организации высокой интенсивности отвода экстрактивных веществ от поверхности. Для этого случая получены уравнения относительно безразмерной концентрации и числа Фурье. Выписано также уравнение для определения конечного времени экстрагирования. Показано, что полученные решения уравнений модели находятся в хорошем согласии с экспериментальными данными.
Бесплатно
Статья научная
Выполнены теоретические и экспериментальные исследования процессов экстрагирования из сырья растительного происхождения: ячменя, желудей и цикория жидким диоксидом углерода, а также люпина подсырной сывороткой. Определены качественные показатели экстрактов и шротов. Установлено, что они являются перспективными сырьевыми источниками для обогащённых и функциональных продуктов, поскольку содержат аминокислоты, витамины и микроэлементы. Молочно-растительный экстракт люпина, например, содержит 17 аминокислот, в том числе незаменимые, а также витамины и микроэлементы. Исследования качества шротов ячменя, желудей, цикория и люпина показало целесообразность их использования для обогащения пищевых продуктов. Показатели качества шротов представлены в данной работе в виде таблиц. Изложенное выше послужило основанием для разработки аппаратурно-технологических схем получения СО 2-экстрактов и их использования. Аппаратурно-технологическая схема получения СО 2-экстрактов из ячменя, желудей и цикория включает целый ряд оборудования: автотранспорт для доставки сырья на предприятие, скребковый гидротранспортёр, моечную машину, фотосепаратор для удаления некачественного сырья и посторонних примесей, обдувочную машину для удаления поверхностной влаги с сырья, моечную машину для очистки от кожуры, резательную машину, аппарат для сушки и обжарки, дробилку, вальцевой станок и установку для экстрагирования. Аппаратурное оформление технологии йогурта, обогащённого аминокислотами, микроэлементами и витаминами, которые содержатся в молочно-растительном экстракте в основном отличается от изложенного выше тем, что в качестве экстракта используется подсырная сыворотка, а извлечение целевого компонента осуществляется в вибрационном экстракторе. Аппаратурно-технологическая схема составлена в соответствии с отечественной технологией йогурта и дополнена оборудованием для подачи молочно-растительного экстракта в продукт. Это виброэкстрактор, сборник для экстракта, кожухотрубчатый теплообменник и холодильник. Изложены предпосылки при выборе теплообменника. Предложенная схема может быть использована при производстве других кисломолочных продуктов. Таким образом, разработанные авторами аппаратурно-технологические схемы вносят определённый вклад в решение комплексной переработки вторичного сырья растительного происхождения, которая является экономически и экологически целесообразной.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается методика представления трех безразмерных геометрических характеристик пористых материалов в форме статистических функций. Методика позволяет получать формулы для конкретных гистограмм пористых материалов. Исследование относится к аналитической разработке методики определения безразмерных параметров пищевых пористых сред. В качестве примера рассмотрен пористый материал, близкий по геометрическим характеристикам типовому пищевому продукту с однородной и изотропной пористой средой, подобной крахмалу, мелкодисперсным пищевым добавкам, муке. Исследование основано на статистическом логнормальном распределении случайных величин и аналитической взаимосвязи между тремя безразмерными интегральными параметрами пористых систем. Аналитически получены формулы трех безразмерных геометрических параметров пористой среды: прерывистости, просветности и пористости. Ими учитывается статистика случайного распределения пор по размерам. Формулы включают экспериментальный интегральный параметр пористости, определяемый стандартными методиками...
Бесплатно
Статья научная
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.
Бесплатно
