Công nghệ chế biến đường và sản phẩm đường -chương 4

Chương 4: NẤU ĐƯỜNG VÀ KẾT TINHI. Lý thuyết quá trình kết tinh 1. Mục đích của nấu đườngMục đích của quá trình nấu đường là tách nước ra khỏi mật chè, đưa dung dịch đến trạng thái quá bão hoà để thực hiện quá trình kết tinh đường. Sản phẩm sau khi nấu đường là đường non và mật cái.2. Tính chất đường saccarose 2.1. Hình dạng tinh thể saccaroseTinh thể đường saccarose kết tinh từ dung dịch thuộc hệ đơn tà có 3 trục (hai trục thẳng và một trục nằm nghiêng).103o30’90o 90obacTuy nhiên hình dạng tinh thể...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Công nghệ chế biến đường và sản phẩm đường -chương 4 Chương 4: NẤU ĐƯỜNG VÀ KẾT TINH I. Lý thuyết quá trình kết tinh1. Mục đích của nấu đường Mục đích của quá trình nấu đường là tách nước ra khỏi mật chè, đưa dung dịchđến trạng thái quá bão hoà để thực hiện quá trình kết tinh đường. Sản phẩm sau khi nấu đường là đường non và mật cái.2. Tính chất đường saccarose2.1. Hình dạng tinh thể saccarose Tinh thể đường saccarose kết tinh từ dung dịch thuộc hệ đơn tà có 3 trục (haitrục thẳng và một trục nằm nghiêng). 103o30’ b 90o 90o c a Tuy nhiên hình dạng tinh thể đường có thể thay đổi tuỳ theo chất không đ ườngcó trong dung dịch, nhiệt độ thực hiện quá trình kết tinh, hệ số bão hoà...2.2. Độ hoà tan của đường saccarose trong nước, và trong dung dịchkhông tinh khiết Độ hoà tan của đường saccarose trong nước được biểu diễn bằng số gam đườngtrong 1 gam nước. Trong dung dịch không tinh khiết độ hoà tan của đường saccarose phụ thuộcvào các chất không đường, một số thì làm tăng độ hoà tan của saccarose như: KCl,NaCl..., một số khác thì ngược lại như: K2SO4... Hệ số bão hoà (’): Là tỷ số giữa hệ số hoà tan saccarose trong dung dịchđường không tinh khiết (H1) và hệ số hoà tan trong dung dịch tinh khiết (H0) trongcùng điều kiện về nhiệt độ -1- H1  H0 - Khi ’ >1 thì độ hoà tan saccarose trong dung dịch không tinh khiết lớnhơn trong dung dịch tinh khiết - Khi ’ = 1 thì độ hoà tan saccarose trong dung dịch không tinh khiết lớnhơn trong dung dịch tinh khiết (hay nói cách khác các chất không đường khôngảnh hưởng đến độ hoà tan) - Khi ’ < 1 chất không đường làm giảm độ hoà tan của saccarose. Hệ số bão hoà phụ thuộc vào độ tinh khiết dung dịch và chất lượng chấtkhông đường có trong dung dịch. Hệ số bão hoà có ý nghĩa quan trọng trong sản xuất, nó thể hiện ảnh hưởngcủa nguồn nguyên liệu đối với quá trình sản xuất. Hệ số quá bão hoà (): Là tỷ số giữa lượng đường hoà tan trong một đơn vịnước của dung dịch nghiên cứu (H) với lượng đường hoà tan trong một phần nướccủa dung dịch bão hoà (H1) ở cùng nhiệt độ H  H1 - Khi  > 1 dung dịch quá bão hoà - Khi  = 1 dung dịch bão hoà - Khi  < 1 dung dịch chưa bão hoà Hệ số quá bão hòa có ý nghĩa quyết định đối với quá trình kết tinh, hiệu suấtkết tinh và chất lượng sản phẩm. Đối với dung dịch saccarose tinh khiết H1 = H0. Trong dung dịch đườngkhông tinh khiết việc xác định H1 khá phức tạp, vì vậy trong thực tế đối với dungdịch đường không tinh khiết người ta tra theo bảng độ hoà tan đường tinh khiết, từđó tìm được hệ số bão hoà biểu kiến (1) theo công thức: H 1  H0 Sự liên hệ giữa hệ số quá bão hoà thực, hệ số quá bão hoà biểu kiến và hệ sốbão hoà dung dịch: 1  3. Động học của quá trình kết tinh đường -2- Saccarose là chất rất khó xuất hiện nhân tinh thể trong dung dịch quá bão hoàcủa nó. Theo thực nghiệm, tinh thể chỉ xuất hiện khi  > 1,3 -1,4. Để tăng tốc độxuất hiện tinh thể, người ta áp dụng các biện pháp kích thích tạo mầm hay phươngpháp tinh chủng, lúc đó tinh thể sẽ xuất hiện ở giá trị  = 1,2 – 1,25. Theo quan điểm động học, quá trình xuất hiện nhân tinh thể trong môi trườnglỏng là hiện tượng liên hợp của các phân tử chất hoà tan di động. Điều kiện cầnthiết để tạo nhân tinh thể là có sự tập tụ cục bộ của các phân tử chất hoà tan vàphân bố các phân tử này vào vị trí của chúng trong lưới tinh thể. Vậy, các tinh thểnằm trên ranh giới của 2 quá trình kết tinh và hoà tan. Theo Silin: Trên bề mặt tinh thể và dung dịch luôn xảy ra hai quá trình: - Lắng chất hoà tan trên bề mặt tinh thể vào dung dịch, khi đó các phân tửhay các nhóm phân tử tách ra khỏi bề mặt tinh thể, nếu điều kiện quá bão hoà đủlớn những nhóm phân tử này sẽ là những nhân tinh thể mới. - Nếu điều kiện quá bão hoà chưa đủ lớn thì những mầm sẽ hoà tan vào dungdịch (do độ hoà tan của nó lớn hơn đường bình thường rất nhiều). Lúc này chỉnhững tinh thể sẵn có lớn lên mà thôi, không xuất hiện mầm tinh thể mới.4. Tốc độ kết tinh Là lượng đường kết tinh trong 1 phút trên 1m2 bề mặt tinh thể, đơn vị(mg/m2.phút) S K ...