Разработка режима охлаждения при кристаллизации лактозы в сгущенных молочных и молокосодержащих консервах с сахаром

• Автор: Виноградова, Юлия Владимировна
• Шифр специальности: 05.18.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Вологда- Молочное
• Количество страниц: 179 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1 Анализ состояния проблемы.

1.1 Характеристика известных теорий зарождения и роста

кристаллов

1.2 Основные факторы, влияющие на процесс массовой

кристаллизации

1.3 Особенности процесса кристаллизации лактозы в сгущенных

молочных консервах с сахаром

1.4 Задачи исследования

2 Экспериментальная часть.

2.1 Организация исследований
2.2 Методы исследования.
2.2.1 Методика приготовления насыщенных растворов лактозы.
2.2.2 Методика приготовления пересыщенных растворов лактозы.
2.2.3 Методика исследования кинетики массовой кристаллизации лактозы
2.2.4 Метод моделирования температурного режима охлаждения сгущенных молочных и молокосодержащих консервов с сахаром
2.2.5 Методики определения физикохимических свойств
2.3 Методы статистической обработки экспериментальных данных
2.4 Результаты экспериментальных исследований.
3 Влияние некоторых параметров на процесс массовой кристаллизации лактозы в пересыщенных водных растворах.
3.1 Влияние комплекса примесей на процесс массовой кристаллизации лактозы.
3.2 Влияние начального пересыщения на кинетику и скорость массовой кристаллизации лактозы.
3.3 Влияние температуры и интенсивности перемешивания на кинетику и скорость массовой кристаллизации лактозы
4 Определение границы метастабильности и уточнение температуры внесения затравки в производстве сгущенных молочных и молокосодержащих консервов с сахаром
4.1 Влияние ряда параметров на устойчивость пересыщенных растворов лактозы
4.2 Уточнение температуры усиленной кристаллизации.
5 Разработка двухступенчатого температурного режима охлаждения
5.1 Расчет первой ступени охлаждения
5.2 Расчет продолжительности второй ступени охлаждения
5.3 Оценка гранулометрического состава кристаллов лактозы.
6 Апробация способов интенсификации процесса кристаллизации лактозы в сгущенных молочных и молокосодержащих консервах с сахаром.
6.1 Апробация двухступенчатого способа охлаждения.
6.2 Апробация способа уточнения температуры усиленной кристаллизации
6.3 Статистическая обработка результатов промышленной проверки
двухступенчатого способа охлаждения.
6.4 Экономический расчет затрат на внедрение нового оборудования .
Список литературных источников


Для дислокация характерно наличие избыточной энергии, являющейся суммой энергии оборванных и искаженных связей в центре дислокации и энергии упругих напряжений вокруг дислокации. В работе О. Г. Козловой [] обосновано, что, благодаря этой энергии, рост и растворение кристаллов всегда начинается на дефектах. В развитии дислокационной теории Н. Албоном и В. Даннингом [] было отмечено существование спиралей роста, сосредоточенных на винтовых дислокациях на поверхности кристаллов сахарозы при их росте в чистых растворах, а так же в растворах с добавками глюкозы и фруктозы. Было установлено, что скорость движения ступеней - величина, зависящая от движущей силы. В работе Р. Ф.Стриленд-Констэбля [] показано, что при высоких пересыщениях витки спиралей расположены тесно, поверхностная концентрация частиц между ступенями почти однородна и закон роста кристаллов — линеен. В тоже время при низких пересыщениях спираль раскручивается так, что расстояние между ступенями становиться больше средней величины перемещения частицы в адсорбированном состоянии; при этом поверхностная концентрация частиц возрастает, и скорость роста кристаллов падает быстрее, чем при линейном законе. При пересыщениях, близких к точке насыщения спираль раскручивается в прямую линию так, что ступени достигает лишь бесконечно малая доля адсорбированных частиц. A.A. Чернов [] подробно исследует механизм слоисто-спирального роста кристаллов, обращая особое внимание на вопрос взаимодействия растущего кристалла с примесями. Почти одновременно с термодинамическими возникли диффузионные теории роста кристаллов. Согласно первоначально полученному закону роста кристаллов следует, что скорость роста всех граней кристалла должна быть одинаковой, что расходится с действительностью. Для устранения возникшего несоответствия была высказана гипотеза, согласно которой грани различного типа имеют неодинаковую толщину диффузионного слоя, и различные грани кристалла имеют различную растворимость. Дальнейшая корректировка диффузионной теории кристаллизации заключалась в принятии гипотезы, согласно которой концентрация раствора у поверхности растущего кристалла принимается несколько большей концентрации насыщения. Наличие слоя с повышенной концентрацией у поверхности кристалла подтверждается экспериментальными работами Р. Марка и Х. Майерса []. В работах К. К. Полянского и А. Г. Шестова [, -] было установлено, что скорость роста кристаллов лактозы не зависит от числа Рейнольдса, от стесненности кристаллов и их размера. По мнению авторов, особенностью роста кристаллов лактозы является реакция мутаротации. Наличие этой реакции, а также процессов дегидратации, адсорбции и поверхностной диффузии суммарно оценивается коэффициентом скорости поверхностной реакции. Лимитирующей стадией роста кристаллов является кристаллохимическая реакция. Согласно современным представлениям химической кинетики о появлении кристаллической фазы, частицы образуются постепенно путем укрупнения дозародышевых ассоциатов до размеров зародышей. Так как количество крупных ассоциатов, способных стать зародышами, составляет малую часть, для их возникновения необходимо время - индукционный период []. Эта идея получила свое развитие в работах [, ]. Авторами была предложена математическая модель зародышеобразования как в чистых пересыщенных растворах лактозы и сахарозы, так и в присутствии примесей. На основе разработанной модели был вскрыт механизм влияния различных факторов на процесс зародышеобразования. Согласно этой модели частицы новой фазы образуются постепенно путем укрупнения дозародышевых ассоциатов до размеров зародышей. Число молекул в них достигает некоторого максимального значения vmax. Количество таких крупных ассоциатов, как известно, составляет незначительную долю. Это свидетельствует о том, что на формирование и рост ассоциатов требуется определенное время, так называемый индукционный период, расчет продолжительности которого имеет определенное теоретическое и практическое значение. Поскольку число ассоциатов с vmax невелико, то их увеличение определяется ростом вероятности взаимодействия ассоциата с мономерными молекулами. LX — A' w exp (- E/R-T), (1. Т - температура, К. E/R-T) (1.