ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кристаллизация других органических соединений из "Кристаллизация в химической промышленности" Кроме описанных в предшествующих разделах с кристаллизацией связано очень большое число самых разнообразных органических соединений. В кристаллическом состоянии могут быть не только продукты химической промышленности, но и целый ряд органических соединений, относящихся к лекарственным веществам, пищевым продуктам и т. п. Поэтому, естественно, нет возможности остановиться на кристаллизации даже каждой из групп продуктов или препаратов. Заметим, однако, что степень изученности кристаллизации органических веществ далеко не одинакова. [c.292] Некоторые исследования позволили получить данные, имеющие значение для развития теории и практики массовой кристаллизации в целом. Поэтому на них и имеет смысл остановиться подробнее. [c.292] Для выяснения особенностей кристаллизации расплавов довольно подробно изучалась кристаллизация бетола [12, 23, 24]. Бетол был выбран в качестве объекта исследований, потому что известны многие его константы и благодаря своим свойствам он удобен для проведения исследований процесса зародышеобразования. [c.292] Одним из крупнейших промышленных производств, в которых кристаллизация играет очень большую роль, является производство сахара. Пользуясь тем, что сахар относится к числу органических веществ, хоть и выпускаемых не химической промышленностью, остановимся на нем подробнее. Дело в том, что на примере кристаллизации сахара можно составить представления об образовании кристаллических осадков многих органических мономеров. Даже краткое знакомство с основами кристаллизации сахара полезно и потому, что на основе исследований по его переходу в твердую фазу в свое время начала создаваться теория и практика массовой кристаллизации. Во всяком случае исследования по кристаллизации сахара сыграли в этом отношении большую роль. [c.293] В котором концентрация выражена в %. При температуре 99,54 °С в растворе содержится 82,76% сахарозы. В литературе приводятся и другие подобные уравнения. Благодаря большому численному значению сахароза может кристаллизоваться не только из растворов, но и из расплавов. [c.293] Значениям коэффициента пересыщения в пределах 1,0—1,3 соответствует метастабильное состояние растворов сахарозы. Если 5 1,2, введение в раствор затравочных кристаллов приводит только к их росту. При более высоких пересыщениях наряду с затравочными кристаллами появляются новые центры кристаллизации. Полагают [3], что в интервале пересыщений 5 = 1,0—1,3 при отсутствии затравочных кристаллов самопроизвольная кристаллизация не происходит. Что же касается концентрированных сахарных сиропов, то они допускают значительные переохлаждения и могут находиться в метастабильном состоянии долгое время. [c.293] Согласно литературным данным [3, 25], образование зародышей должно происходить путем постепенного присоединения ассоциатов и отдельных молекул к растущему комплексу. В принципе, возможно как гомогенное, так и гетерогенное зародышеобразование. Однако для осуществления первого из них необходимо соблюдение ряда мер, направленных на растворение мельчайших кристаллических частиц и удаление нерастворимых примесей. [c.293] Из других, влияющих на зародышеобразование факторов, следует отметить ультразвук, различного рода облучения и примеси. Ультразвук ускоряет кристаллизацию, то же относится и ко многим облучениям. Растворимые примеси, наоборот, часто замедляют кристаллизацию сахара в связи с увеличением ширины метастабильной зоны [3]. Ускорение образования осадка имеет место при повышении температуры, которая уменьшает величину предельного пересыщения. [c.294] Кристаллизация сахарозы может проводиться путем охлаждения или упаривания раствора. При производстве сахара она происходит почти на всех стадиях технологического процесса. На возникших центрах кристаллизации идет рост кристаллов. Скорость роста единичных кристаллов измеряется непосредственно (по данным об изменении размеров). О скорости роста можно судить и по изменению концентрации раствора в ходе кристаллизации. Для этого нужно знать число и размеры исходных кристаллов, причем сами кристаллы должны быть примерно одинаковыми. Линейная скорость может быть измерена и при твердении расплава. [c.294] Для описания скорости кристаллизации сахарозы из растворов применяют уравнение (V.12). Расчеты показали, что процесс кристаллизации в данном случае имеет первый порядок. Предполагается, что скорость кристаллизации для данной системы лимитируется диффузией. Отсюда ясна роль перемешивания и вязкости как величин, так или иначе влияющих на скорость диффузии вещества. [c.295] В производственных условиях кристаллизация сахара протекает в присутствии примесей. В частности, такими примесями являются различного рода несахара. По крайней мере часть из примесей мешает кристаллизации, снижая ее скорость. К примесям такого рода относятся добавки органических веществ. Кроме замедления кристаллизации, органические примеси влияют на форму кристаллов, способствуя образованию частиц неправильной формы. К тому же сводится и действие примесей многих солей, обычно содержащихся в сахарных растворах. [c.295] Действие примесей зависит от степени пересыщения раствора. Как было показано [3], хлористый кальций при различных пересыщениях ускоряет или замедляет кристаллизацию либо не оказывает на нее никакого действия. Замедляет кристаллизацию присутствие каломели, извести, пектиновых веществ, карбонатов и т. п. [c.295] Большое влияние на скорость кристаллизации оказывает pH. В кислой среде скорость кристаллизации уменьшается. [c.295] В присущих производственным условиям многокомпонентных системах изменяются количественные характеристики всех стадий кристаллизации. Прежде всего изменяется растворимость сахара и степень стабильности пересыщенных растворов. Происходящие изменения сказываются в первую очередь на образовании центров кристаллизации, что в конечном итоге видоизменяет кинетику всего процесса образования осадка. Далее, скорость кристаллизации сахара в присутствии других компонентов тоже оказывается иной. [c.295] Степень чистоты сахарных растворов характеризуется показателем доброкачественности, который выражается в процентах. [c.295] При сравнительно невысокой доброкачественности — порядка 70% скорость кристаллизации снижается примерно в 30—50 раз. Изменение кинетических параметров влечет за собой и изменение физико-химических характеристик самого сахара. Изменяется дисперсионный состав и форма кристаллов. [c.296] Возможны разнообразные варианты технологических схем, различающиеся аппаратурным оформлением процесса. Естественно, и проведение кристаллизации осуществляется различными способами. Однако при всех вариантах существуют этапы создания пересыщения, кристаллизации на затравке и докристаллизации. [c.296] Из задач, решение которых связано с кристаллизацией, отметим отыскание оптимальных вариантов создания пересыщения, выяснение возможностей вторичного зародышеобразования и регулирование этого процесса, дальнейшее изучение кинетики кристаллизации и зависимости физико-химических характеристик продукта от условий проведения процесса и присутствия в системе тех или иных примесей. Представляют также большой интерес вопросы соосаждения примесей с кристаллами сахарозы. Кстати сказать, соосаждение примесей с кристаллами органических веществ пока еще почти совсем не изучено. [c.296] Вернуться к основной статье