Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Кристаллизация сахарозы. Влияние рецептурных компонентов на кристаллизациию сахарозы.

Процесс кристаллизации протекает в две стадии: вначале в пересыщенном растворе образуются центры кристаллизации, которые затем вырастают до видимых кристаллов. Движущей силой любого процесса является величина отклонения системы от состояния равновесия. Эти отклонения называются флуктуациями. В растворах различают флуктуации плотности, ориентации молекул и концентрации. Флуктуации концентрации способствуют образованию ассоциатов, состоящих из n=2 до n=n_k-1 молекул растворенного вещества. Подобные образования называются зародышами новой фазы. Они могут возникать в насыщенных и даже ненасыщенных растворах, однако, достигают незначительных размеров и быстро распадаются.

Образовавшиеся центры кристаллизации продолжают расти за счет присоединения к решетке новых молекул. Этот процесс протекает самопроизвольно, так как сопровождается уменьшением свободной энергии системы. Скорость присоединения молекул пропорциональна энергии их осаждения. Присоединение в первую очередь произойдет там, где при осаждении молекулы выделится максимум энергии. Поэтому при росте кристалла прежде всего должно быть закончено построение уже имеющегося нарастающего слоя до ребра, ограничивающего данную грань. Затем возникает и до конца достраивается ближайший параллельный монослой.

Скорость роста кристаллов выражается скоростью линейного перемещения грани в направлении, перпендикулярном поверхности растущей грани, или приростом массы кристалла на единицу поверхности за единицу времени.

Сложная зависимость скорости роста кристаллов от различных факторов привела к разработке диффузионной теории. Согласно которой растущий кристалл окружен неподвижным слоем прилипшего к нему раствора толщиной h. Непосредственно у самой грани кристалла концентрация раствора равна концентрации насыщения Сн. На расстоянии h от граней кристалла раствор пересыщен, его концентрация С. Вследствие разности концентраций (С-Сн) молекулы сахара диффундируют через неподвижный слой раствора h и, достигнув граней кристалла, выкристаллизовываются на них.

При добавлении в растворы сахарозы небольших количеств патоки уменьшается скорость образования и роста кристаллов. Компоненты патоки снижают скорость обмена молекул сахарозы на границе зародыш-раствор путем повышения энергии активации молекул. Возможна адсорбция глюкозы или мальтозы на пиранозной части молекул сахарозы, что тормозит скорость их обмена с молекулами сахарозы, вошедшими в кристаллическую решетку зародыша, что должно также повышать время релаксации и снижать скорость образования центров кристаллизации.

Также в место патоки можно добавлять инвертный сахар, но он неизбежно накапливается в том или ином количестве при нагревании растворов сахарозы, особенно в кислой среде, в результате инверсии сахарозы.

12)

13)