GIÁO TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG - BÁNH - KẸO part 6

Khi F =1, T =1 thì S = K và K là tốc độ kết tinh. Bề mặt các tinh thể phụ thuộc vào số lượng của chúng. Nếu số lượng tinh thể càng nhiều, kích thước nhỏ, F càng lớn, lượng đường kết tinh nhiều. Nhưng trong thực tế sản xuất cần khống chế sản phẩm theo kích thước, theo số tinh thể yêu cầu tạo điều kiện thao tác dễ dàng. Bề mặt của mỗi tinh thể phụ thuộc vào khối lượng của nó theo công thức f = 4,12 3 p2 Trong đó f: Bề mặt tinh...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
GIÁO TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG - BÁNH - KẸO part 6 T: thời gian kết tinh, ph. Khi F =1, T =1 thì S = K và K là tốc độ kết tinh. Bề mặt các tinh thể phụ thuộc vào số lượng của chúng. Nếu số lượng tinh thể càngnhiều, kích thước nhỏ, F càng lớn, lượng đường kết tinh nhiều. Nhưng trong thực tế sản xuấtcần khống chế sản phẩm theo kích th ước, theo số tinh thể yêu cầu tạo điều kiện thao tác dễdàng. Bề mặt của mỗi tinh thể phụ thuộc vào khối lượng của nó theo công thức f = 4,12 3 p2 Trong đó f: Bề mặt tinh thể, cm2. p: Khối lượng 1 tinh thể được xác định bằng phương pháp cân 1 số lượngtinh thể có kích thước quy định để lấy giá trị trung bình của p, g. 4,12: Hệ số thực nghiệm cho tinh thể sacaroza (theo Kukharenko). 1.7 - Cơ sở lý thuyết của quá trình kết tinh và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trìnhkết tinh 1.7.1. - Cơ sở lý thuyết của quá trình kết tinh : Dựa trên cơ sở nghiên cứu các phản ứng dị thể và kết quả thực nghiệm của Andreevvà nhiều người khác, Silin cho rằng quá trình kết tinh chủ yếu là quá trình khuếch tán và giảithích như sau: Tinh thể đường được bao quanh một lớp dung dịch không chuyển động với chiều d ày d d c C Ngay sát bề mặt của tinh thể, dung dịch chứa quá bão hòa vì ở đây tồn tại mọi điều kiện để lượng đường dư từ dung dịch quá bão hòa kết tinh. Như vậy ở bề mặt tinh thể có nồng độ c ứng với dung dịch bão hòa. Cách bề mặt tinh thể khoảng d, dung dịch quá bão hòa với nồng độ C. Do sự chênh lệch nồng độ (C - c) đường sẽ khuếch tán qua lớp dung dịch không chuyển động d. Khi các phân tử đ ường khuếch tán đến bề mặt tinh thể thì lập tức kết tinh. Ở bề mặt tinh thể mới lại có nồng độ c như cũ, do đó quá trình kết tinh lại tiếp tục. Như vậy bên cạnh quá trình khuếch tán các phân tử lên bề mặt tinh thể, còn có quá trình liên kết các phân tử sacaroza trong lưới tinh thể. Nhưng Xilin cho rằng quá trình kết tinh chủ yếu là quá trình khuếch tán. Do đó, tốc độ kết tinh là tốc độ khuếch tán Tốc độ kết tinh chính là tốc độ khuếch tán, theo định luật Fick, lượng đường khuếch tán S t ỉlệ thuận với hiệu số nồng độ (C - c), tỉ lệ nghịch với khoảng đường khuếch tán d và tỉ lệ thuận với bềmặt khuếch tán F và thời gian : k (C  c ) S= 1 F : (6.1) d k 1 (C  c ) Tốc độ kết tinh K= (6.2) d 61 Theo Einsteins, hệ số khuếch tán k1 phụ thuộc vào nhiệt độ tuyệt đối T và độ nhớt môi trường: k T k1 =  trong đó k hằng số kT (C  c ) K= (6.3) d Dựa vào công thức này có thể phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ. Nhưng ngoài tốc độ khuếch tán các phân tử trên bề mặt tinh thể, còn phải kể đến tốc độ liênkết các phần tử sacaroza trong lưới tinh thể. Trong phương trình (6.1), bỏ qua yếu tố thứ hai, chorằng sự liên kết các phân tử vào lưới tinh thể xảy ra rât nhanh so với tốc độ kết tinh. Theo nghiên cứucủa Mark và Xavinov đối với các dung dịch muố, nhận thấy khi tăng tốc độ khuấy, tốc độ kết tinhtăng nhưng khi đạt cực đại thì tốc độ kết tinh không thay đổi nữa, lúc này lớp mật bao quanh tinh thểrất nhỏ (d  0) và theo quan sát của Mark, ở ngay bề mặt tinh thể còn tồn tại một ít dung dịch quá bãohòa (nồng độ C1). Sự bão hòa cần thiết để chuyển đường hòa tan sang trạng thái kết tinh. Tốc độchuyển dịch đó tỉ lệ với (C1 - c)2 (hai nồng độ đó đều ở ngay bề mặt tinh thể ). Ta có : K = k2(C1 - c)2 (6.4) Trong đó: k2 hằng số Vì rằng tốc độ đó cũng bằng tốc độ khuếch tán phân tử đường, ta có: k (C  C1 ) S= 1 (6.5) d(theo sự suy luận ở trên, cần thay c bằng C1 ) Nếu loại nồng độ C1 từ hai phương trình (6.4) và (6.5) ta rút ra phương trình tốc độ kết tinhchính xác: k 1 k1 k1 1 k1 K = 1 [ C  ) ] (6.6) ( C   d 2 dk 2 dk 2 4 dk 2 Trong đó C = C - c k2 phụ thuộc vào hình dáng tinh thể Phương trình (6.6) cho phép tính được tốc độ kết tinh sacaroza ở các hệ số quá bão hòa khácnhau và trong giới hạn nhiệt độ rộng. Đối với dung dịch đường có độ tinh khiết thấp, độ nhớt lớn, hệ số k1 rất nhỏ so với k2, tỉ sốk1 gần bằng khôngk2 k1 C Phương trình (6.4) có dạng : K = d k (C  c ) K= 1 d Như vậy khi nấu đường có độ tinh khiết thấp dùng phương trình ban đầu, tức là phương trình(6.3). 1.7.2 - Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ kết tinh - Độ quá bão hòa dư - Nhiệt độ. - Độ tinh khiết của dung dịch đường - Độ nhớt - Sự khuấy trộn 622. Quá trình hóa học của giai đoạn nấu đường Sau khi được tạo thành, tinh thể sacaroza rất bền, ở nhiệt độ dưới 700C hầu như không có sựthay đổi nào về cấu trúc cũng như các thay đổi đặc b ...