Наведіть теоретичні основи процесу кристалізації. Способи кристалізації

Кристалізація — це масообмінний процес утворення твердої фази у вигляді кристалів з розчинів, розплавів, газів чи пари.

Кристал — це тверде тіло, в якому молекули простих елементів або сполук розміщені в певному порядку і об'єднані між собою завдяки їх молекулярному спорідненню, утворюючи кристалічну решітку.

В умовах промислової кристалізації кристали однієї речовини можуть різнитися між собою величиною і зовнішнім виглядом, проте кути між відповідними гранями цих кристалів залишаються однаковими. Деякі речовини кристалізуються із включенням у кристалічну решітку молекул води, утворюючи кристалогідрати. Включення в кристалічну решітку окремих молекул іншої речовини називають інклю­зією. А механічне включення міжкристального розчину в тріщини кристала з подальшим його заростанням називають оклюзією.

У харчовій промисловості кристалізація речовин здійснюється здебільшого із пересичених розчинів. За допомогою кристалізації одержують цу­кор, глюкозу, лактозу, фруктозу, лимонну кислоту, соду тощо.

У промисловості використовують такі основні способи кристалізації із розчинів:

ü ізогідричний, коли вміст розчинника залишається постійним, наприклад кристалізація охолодженням;

ü ізотермічний, коли кристалізація здійснюється випарюванням розчинника, а температура кипіння розчину (суспензії) в певному інтервалі концентрації залишається постійною;

ü виморожування, тобто охолодження розчину до температури, нижчої за точку замерзання, коли частина розчинника кристалізується і вилучається;

ü висолювання, коли кристалізація відбувається завдяки створенню пересичення введенням у розчин речовин, які знижують розчинність речовин, що кристалізуються;

ü хімічний, коли речовина кристалізується внаслідок хімічної реакції;

ü комбінований спосіб, коли кристалізація відбувається завдяки спільній дії декількох факторів.

Кристалізація — це один із найефективніших методів очищення речовин. Так, у цукровому виробництві на стадії очищення соку і сиропу вилучається тільки третина нецукрів, решта їх вилучається на стадії кристалізації цукрози, залишаючись у міжкристальному розчині. Щоб отримати кристалічні речовини більш високої чистоти, застосовують розчинення їх та повторну кри­сталізацію.

Важливою якісною характеристикою кристалів є гранулометричний склад їх, що характеризується розміром кристалів та їхньою однорідністю.

Зворотний кристалізації процес — розчинення, при якому молекули твердої фази розподіляються між молекулами розчинника, здійснюючи перехід твердої речовини в розчинений стан.

У промислових умовах кристалізація часто супроводжується розчиненням внаслідок наявності полів концентрації та температури. В харчовій промисловості розчинення застосовують як самостійний процес у багатьох виробництвах.

За однакових умов процес розчинення речовин проходить здебільшого з більшою швидкістю, ніж процес їх кристалізації. Таке явище можна пояснити складністю кристалізації та створенням упорядкованої структури кристалів.

Дата добавления: 2015-05-08