Анализ влияния циклического режима работы кристаллизатора с воздушным охлаждением и подогревом на скорость роста кристаллов | Analysis of the cyclic operation effect of the air cooling and heating crystallizer on crystal growth rate

Russian. Изучали влияние изменяющихся параметров раствора на скорость роста кристаллов лактозы при использовании циклического температурного режима в кристаллизаторе с воздушным и водяным охлаждением и подогревом. Процесс кристаллизации в данном кристаллизаторе происходит при постоянном изменении температуры и содержания сухих веществ в растворе, от которых зависят плотность раствора, кинематическая и динамическая вязкость, степень пересыщения раствора, влагосодержание воздуха, выходящего из кристаллизатора. Процесс теплопередачи с воздухом и водой определяется всеми вышеперечисленными параметрами. Каждый цикл нагревания и охлаждения разбивался на малые интервалы времени, в пределах которых изменением параметров можно было пренебречь. Проанализировано 3последовательных цикла охлаждения продолжительностью по 2 ч каждый. В результате проведенного анализа установлено: критический размер кристалла, т.е. такой размер, при котором на скорость роста кристалла в равной степени оказывают влияние массовые и молекулярные силы, увеличивается в каждом последующем цикле кристаллизации от 29 до 61 мкм, т.к. увеличивается динамическая вязкость и плотность кристаллизата; для малых кристаллов, размером меньше критического, скорость роста увеличивается в каждом последующем цикле, т.к. определяющее влияние на неё оказывает увеличение пересыщения раствора; для кристаллов размером больше критического скорость роста уменьшается в каждом последующем цикле, что вызвано преобладающим влиянием роста плотности раствора и его динамической вязкости; для кристаллов критического размера скорость роста для всех циклов примерно одинакова, что можно объяснить взаимной компенсацией увеличения пересыщения, плотности раствора и его динамической вязкости

English. The influence of changing solution parameters on the growth rate of lactose crystals, using cyclic temperature regime in the crystallizer equipped with air- and water- cooling and heating systems was studied. The process of crystallization in the crystallizer is carried out at constant temperature changes and solids content changes in the solution, which the solution density, kinematic and dynamic viscosity, the degree of the solution supersaturating and the moisture content of the air coming out of the crystallizer depend on. The process of heat transfer with air and water is determined with the above parameters. Each heating and cooling cycle is divided into small intervals, within which any parameter variation could be neglected. Three consecutive cooling cycles were analyzed, each lasting two hours. The analysis results are the following: the critical crystal size, i.e. the size, at which crystal growth rate equally influences the mass and molecular forces, increases in each subsequent crystallization cycle from 29 to 61 mkm, as the dynamic viscosity and crystallizer density increase; crystals the size of which is smaller than the critical one, the growth rate increases in each subsequent cycle, since the decisive influence has the increase in the solution supersaturating; crystals the size of which is larger than the critical one, the growth rate decreases in each subsequent cycle, due to the predominant influence of the solution density growth and its dynamic viscosity; if the crystals are of the critical size, the growth rate for all cycles is approximately the same, which can be explained by mutual compensation of the of the supersaturating increase, the solution density and its dynamic viscosity.