Исследование процесса массовой кристаллизации α- лактозы

• Автор: Федотов, Андрей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 130 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 Физико химические свойства растворов лактозы

1.1 Плотность растворов лактозы

1.2 Вязкость водных растворов а лактозы

1.3 Растворимость лактозы

1.4 Показатели преломления а лактозы

1.5 Коэффициенты молекулярной диффузии алактозы Глава 2 Кинетика роста и растворения кристаллов а лактозы

2.1 Обзор некоторых теоретических исследований

в области кристаллизации и растворения

2.2 Кинетика роста кристаллов а лактозы

2.2.1 Изомерные формы лактозы. Кинетика мутаротации
2.3 Исследование кинетики роста кристаллов алактозы
2.3.1 Описание экспериментальной установки и
методики проведения эксперимента
2.3.2 Кинетика роста кристаллов а лактозы в
кинетической области
2.4 Исследование кинетики растворения кристаллов
а лактозы методом вращающегося диска
2.5 Массоотдача от вращающегося при
ламинарном режиме движения диска
2.5.1 Методика проведения и результаты эксперимента
2.5.2 Определение коэффициентов диффузии
растворов а лактозы Глава 3 Кинетика массовой кристаллизации а лактозы в аппаратах непрервного действия с перемешиванием суспензии и отбором смешанного продукта типа СМБМРЯ
3.1 Некоторые закономерности образования кристаллов
3.2 Кинетика кристаллизации а лактозы из водных
растворов. Кинетика массовой кристаллизации
3.3 Описание экспериментальной установки и методики
проведения эксперимента
3.4 Обоснование метода расчета скорости нуклеации
кристаллов а лактозы
3.5 Обработка опытных данных по кинетике зародыше
образования кристаллов моногидрата лимонной кислоты
Глава 4 Математическое моделирование кристаллизации а лактозы
4.1 Математическая модель процесса массовой кристаллизации
в аппарате периодического действия типа МБМРЯ
4.2 Расчет рационального режима кристаллизации алактозы
Выводы
Список использованных источников


В литературе имеется ограниченное число работ по кинетике роста и растворения кристаллов а- лактозы, а именно фундаментальные труды Ван Кревелда и Михаэлса [0, 1, 1, 2], Хадсона [3- 5], Херрингтона (9- 1], Розанова [], Зайковского [], Коваленко []. В указанных работах рост кристаллов изучался в недостаточно определенных гидродинамических условиях либо в ограниченном интервале температур. Вопросам нук-леации лактозы посвящено лишь два исследования [, 1]. Результаты экспериментальных исследований по кинетике роста и растворения кристаллов а- лактозы противоречивы и не охватывают полностью интервалы температур и концентраций, встречающихся в промышленных кристаллизаторах. Из современных исследователей описываемой проблемы необходимо выделить А. Г Храмцова [, ], А. Г Шестова и К. Целью работы является определение рациональных режимов промышленной периодической кристаллизации а- лактозы. Получено соотношение для расчета скорости роста кристаллов моногидрата а-лактозы в кинетической области, по результатам экспериментального исследования кинетики роста кристаллов а-лактозы методом вращающегося при ламинарном режиме движения диска. Выявлены области влияния внешнедифузионного сопротивления на общую скорость процесса при кристаллизации моногидрата а-лактозы в аппаратах периодического действия. Показано влияние массового потока, переменных физических свойств раствора и наличия нормальной составляющей скорости на стенке на плотность диффузионного потока. Экспериментально исследована кинетика растворения кристаллов а-лактозы в достаточно большом интервазе движущих сил процесса. Получено соотношение для расчета скорости вторичного зародыше-образования кристаллов а-лактозы в зависимости от основных параметров процесса на основании эксиеримент&зьных исследований кинетики нуклеа-ции моногидрата а-лактозы. Предложена математическая модель процесса массовой кристаллизации моногидрата а-лактозы из растворов, на основе которой определены рациональные режимы периодической кристаллизации моногидрата а-лактозы. Основные положения работы докладывались на научно-практических конференциях: “Отчетная научная конференция” (Воронеж, г. Научные и практические аспекты совершенствования традиционных и разработки новых технологий молочных продуктов” (Вологда, г. Техника и технология пищевых производств” (Могилев, г. Публикация результатов исследования. По материалам диссертационной работы опубликовано 9 работ. ГЛАВА 1. Плотность водных растворов а-лактозы была исследована [0] при °С для ненасыщенных растворов и при и °С для пересыщенных в диапазоне концентраций 0-%. X- концентрация моногидрата а-лактозы, %, мае. В [] исследована плотность водных растворов а-лактозы (по безводному веществу) в диапазоне концентраций Х=0- % мае. Х+ 0,1 • X1 где р4 относительная плотность раствора к р при 4 °С. X + 0, X1; р? V, = 0, + —-+ 5- 4 •/, (1. Шестовым ( г. С^ = 6,8 • С2* +4,4 • С]^ - 0,5 • Т, (1. Уравнение (1. В [6] вязкость водных растворов а- лактозы исследована при и °С в интервале концентраций, выраженных в массовых долях от 0-0, (в пересчете на безводную а- лактозу). В [] приведены опытные данные для 0,0-,0 % ангидрида а- лактозы при - °С. Г-); у и уН}0- кинематическая вязкость, м2/с, соответственно раствора и воды при данной /; х- концентрация безводной -лактозы, %. По имеющимся экспериментальным данным Шестовым ( г. ГгЗ^А^. Ь—(1. Растворимость лактозы. Известно [1], что р~ лактоза растворяется значительно быстрее а-лактозы. Поэтому, вероятно, при низких температурах скорость мутаротации может определять общую скорость растворения лактозы. Хадсоном ( г. С. Экспериментальные данные приведены также в [, ]. Установлен [0] температурный коэффициент растворимости, равный 1,3 (при изменении температуры на °С). Д. Тэрбли и О. С, =0, + 0,1-'г/ + 0,4- V + 0,• ^/3. Значительное влияние на растворимость лактозы оказывают добавки [9]. Прежде всего растворимость зависит от pH раствора, имея максимальное значение при рН= 4-5, что, по- видимому, связано со скоростью мутаротации.