Изучение условий применения поверхностно-активных веществ в производстве кристаллической глюкозы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Успешный результат существующих способов кристаллизации глюкозы в большой степени зависит от условий проведения стадии нуклеации кристаллов. Исследования выполнены с целью совершенствования способов нуклеации при кристаллизации глюкозы. Согласно теории кристаллизации, скорость образования зародышей в высокой степени зависит от поверхностного натяжения растворов. Теоретический и практический интерес представляет и роль поверхностного натяжения в процессе кристаллизации глюкозы. В результате исследований установлено, что поверхностное натяжение глюкозных растворов возрастает с повышением концентрации сухих веществ и понижением температуры. При испытании алифатических спиртов в качестве поверхностно-активных веществ показано снижение поверхностного натяжения растворов в 2,5 раза. Ускоряющий эффект алифатических спиртов на нуклеацию кристаллов выразился в уменьшении индукционного периода с 210 до 120 мин соответственно в чистых растворах и в присутствии поверхностно-активных веществ. Испытания различных видов затравочных кристаллов выявили в качестве наиболее эффективных для кристаллизации ангидридной глюкозы в политермических условиях крупные (>200 мкм) и мелкие (<60 мкм) кристаллы гидратной глюкозы, смоченные спиртом. Разработан эффективный способ получения затравочных кристаллов со спиртом без слеживания их при хранении и комкования при вводе в густой глюкозный сироп. Предложенный способ позволяет значительно сэкономить расход глюкозы для затравки, улучшить условия кристаллизации и повысить качество глюкозы по микробной чистоте.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Л. С. Хворова

Всероссийский научно-исследовательский институт крахмалопродуктов – филиал Федерального научного центра пищевых систем имени В.М. Горбатова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: vniik@arrisp.ru

доктор технических наук

Россия, Московская область, п. Красково

Н. Р. Андреев

Всероссийский научно-исследовательский институт крахмалопродуктов – филиал Федерального научного центра пищевых систем имени В.М. Горбатова РАН

Email: vniik@arrisp.ru

член-корреспондент РАН

Россия, Московская область, п. Красково

Н. Д. Лукин

Всероссийский научно-исследовательский институт крахмалопродуктов – филиал Федерального научного центра пищевых систем имени В.М. Горбатова РАН

Email: vniik@arrisp.ru

доктор технических наук

Россия, Московская область, п. Красково

Список литературы

  1. Gnielinski V., Mersman A., Thurner F. Verdampfung, Kristallisation, Trocknung. – Springer-Verlag, 2013. – 262 p.
  2. Андреев Н.Р., Хворова Л.С. Ангидридная глюкоза: технология производства и применение. // Фармация. – 2012. – .№ 3. – C.43-45.
  3. Гиббс Дж. В. Термодинамические работы.– М.-Л., ГИТТЛ,1950. –492 с.
  4. Фольмер М. Кинетика образования новой фазы. Пер. с нем. – М:Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986.– 208 с.
  5. Булавин Л.А., Вэргун Л.Ю., Забашта Ю.Ф., Телиман Е.О. Крупномасштабные кластеры в водных растворах глюкозы.// Коллоидный журнал. –2015.– Т. 77.– № 3. – С. 1-6.
  6. Кульневич В.Г. Моносахариды – современные данные о структуре и стереохимии их молекул. // Соровский образовательный журнал. – 1996. – № 6. – С. 41-50.
  7. Кочетков Н.К., Бочков А.Ф., Дмитриев Б.А. и др. – Химия углеводов. – М: Химия, 1967. – 672 с.
  8. Parisi M., Rivallin M., Chianese A. Prediction of dextrose nucleation kinetics by the growth rate of crystallites.// Chem. Eng. Technol. – 2006. – 29 (2).–P. 265-270. DOI.10.1002/ceat 200500350.
  9. Волков В.А., Данюшин В.Г., Семенова Т.В. Лабораторные работы по коллоидной химии. Учебное пособие.– М: Изд. Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина, 2000. – 222 с.
  10. M.L. Rasche, Jing Mo, R.D. Braatz, Effect of jet velocity on crystal size distribution from antisolvent and cooling crystallizations in a dual impinging jet mixer. // Chem. Eng. and Proc.–2015.–97.–P.242-247. doi: 10.1016/j.cep.2015.09.005.
  11. Gustavo A. Teiheira, Aline M. Brito, Marcos R. Alves, Jose Roberto D.Finser, Ricardo A. Malagoni. Studi of Supersaturation, Vibration Intesyti and Time of Crystallization Variables in the Vibrated Bed Lactose Monohydrate Production Process. // Chemical Eng. Transactions. – 2013. –32. –P. 2191-2196. doi: 10.3303/CET 1332366.
  12. Jiang M., Papageorgiou S., Waetzig G., Hardy A., Langston M., Braatz R. D. Indirect Ultrasonication in Continuous Slug-Flow Crystallization. // Crystal. Growth Des. – 2015. –15(5). –P. 2486-2492. DOI: 1M.S. 0.1021/acs cgd.5b00263.
  13. Sitaraman Krishnan, Andrew Klein,El-AasserM.S.,David Sudol. Effect of Surfactant Concentration on Particle Nucleation in Emulsion Polymerization of n -Butyl Methacrylate. // Macromolecules. – 2003.–36(9). – P. 3152-3159. doi: 10.1021/ma021120p.
  14. Bol’shagin E.Y., Roldughin E.Y. Kinetics of nucleation and growth of metal nanoparticles in the presence of surfactants. // Colloid Journal. – 2012. – V. 74. – № 6. – P.649–654. doi: 10.1134/S1061933X12060038.
  15. Лукин Н.Д., Ананских В.В., Лапидус Т.В., Хворова Л.С. Технологический контроль производства сахаристых крахмалопродуктов. Методическое пособие. – М.:Россельхозакадемия, 2007. –261 c.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Зависимость поверхностного натяжения глюкозных растворов (σ ) от концентрации сухих веществ (СВ) и температуры (t).

Скачать (970KB)
3. Рис. 2. Изменение прозрачности раствора глюкозы в период зародышеобразования при температуре 40 0С и коэффициенте пересыщения 1,25; ____ чистый раствор глюкозы;с добавкой по массе раствора: __.. __ пропанола, 1%; - - - кристаллов глюкозы, 0,01%; __ __ пропанола 1% + кристаллов глюкозы, 0,01%.

Скачать (375KB)
4. Рис. 3. Прозрачность растворов в зависимости от вида затравочных кристаллов при температуре 60 0С и избыточной концентрации ∆С = 60 г/100 г воды (сверху вниз): - - - - затравка из крупных (>200 мкм) товарных кристаллов гидратной глюкозы; ____ затравка из мелких (<60 мкм) товарных кристаллов ангидридной глюкозы; __ __ затравка из мелких (<60 мкм) кристаллов ангидридной глюкозы с пропанолом; __ . __ затравка из мелких (<60 мкм) товарных кристаллов гидратной глюкозы; __ __ затравка из крупных (>200 мкм) кристаллов гидратной глюкозы с пропанолом; _____ затравка из мелких (<60 мкм) кристаллов гидратной глюкозы с пропанолом.

Скачать (371KB)

© Российская академия наук, 2019