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在较低温度下影响较大,如图和温度较高时影响较小,如图和。
在同过饱和度下,随着温度增加,系数溶解度和溶液密度计算得到果糖晶体的理论生长速率。
计算结果与实验结果吻合较好,并以此推断果糖晶体的生长机理为螺旋生长。
实验部分原料和仪器本文实验包括测定果糖水溶液的黏度密度及其在水溶液中的单晶生长速率,所用到的试剂和仪器如表和表所示。
基于本文的扩散系数密度以及已报道的溶解度数据,根据式计算出果糖晶体的理论生长速率,结果见表。
表果糖水溶液中自由体积模型的参数图不同时刻果糖晶体的生长情况,表果糖晶体的理论生长速率果糖生长速率理论为验证理论生长速率的准确性,利用单晶生长方法测定果糖实际的生长体的生长速率随过饱和度的增加而增加。
但是随着过饱和度的增加,生长速率增加的幅度越来越小,当过饱和度为时,生长速率甚至出现下降趋势。
这是因为随着浓度的增加,溶液黏度显著增大,分子扩散速率逐渐减慢,导致生长速率略有降低,在较低温度下影响较大,如图和温度较高时影响较小,如图和。
在同过饱和度下,随着温度增加,溶液黏度减小,扩散速率增大,生长速率也相应增加。
在工业生产中,结晶工艺是生产优质结晶果糖的关键控制步骤。
工业化生产果糖都是在纯水中进行,但由于果糖水溶液的黏度很高,导致其晶体在水溶液中探究在高黏度水溶液中果糖的生长速率晶体学论文。
探究在高黏度水溶液中果糖的生长速率晶体学论文。
基于本文的扩散系数密度以及已报道的溶解度数据,根据式计算出果糖晶体的理论生长速率,结果见表。
表果糖水溶液中自由体积模型的参数图不同时刻果糖晶体的生长情况,表果糖晶体的理论生长速率果糖生长速率理论为验证理论生长速率的准确性,利用单晶生长方法测定果糖实际的生长速率,将其与理论生长速率进行比较。
使用偏光显微镜观测果糖晶体的生长进程。
以生长条件为例来说明测量过程,如图所示,晶体的尺寸随时间增长而稳定增加,且单晶实验中挑选的晶体形态完美,有利糖水溶液随温度和浓度的变化,以及果糖水溶液在不同温度和过饱和度条件下的密度,对不同浓度条件下的黏度和温度的关系进行了拟合,发现η与符合线性关系,可用于果糖水溶液黏度的预测。
结合黏度密度和溶解度,利用自由体积模型对不同温度和过饱和度下果糖水溶液的扩散系数进行计算,模型计算结果表明果糖水溶液的扩散系数随温度增加而增大,随过饱和度增加而减小。
然后根据基于扩散控制的生长模型,计算了果糖晶体的理论生长速率。
发现生长速率的理论值和实验值吻合较好,说明该模型适用于果糖水溶液结晶体系。
在果糖饱和水溶液温度和过饱和度的变化情况应用式对果糖水溶液的黏度和温度之间的关系进行拟合,结果见图。
η与符合线性关系,该方程可为其他条件下黏度数据的预测提供有效依据。
式中常数的拟合值以及如表所示。
图晶体尺寸随生长时间的变化对理论计算的晶体生长速率和实验测定的生长速率进行比较见图,在低过饱和度范围内,理论生长速率和实验生长速率吻合性很好,但当过饱和度超过时,者出现较大的偏差。
这可能是因为在单晶生长实验中,当过饱和度超过时溶液中的成核量增大,导致晶体平均生长速率偏低。
另方面,晶体表面的边界层厚度会随式中,为经验常数η为溶液黏度为溶液温度,。
由式可知,温度对溶液的黏度影响显著,温度越高,黏度越低,并且η和成正比例关系,说明在结晶过程可以通过升高温度降低溶液的黏度。
实验结果见图,随着果糖水溶液的质量分数从增大到,其黏度的数量级从增大到。
当果糖水溶液的质量分数小于时,溶液黏度只有几到几十,超过时急剧增大到上万。
浓度定时果糖水溶液的黏度随着温度的升高迅速降低,浓度越大,升温降黏的效果越明显。
温度定时,果糖水溶液的黏度随浓度的增加而增大,这是因为果散系数,影响晶体的生长过程。
探究在高黏度水溶液中果糖的生长速率晶体学论文。
首先配制的过饱和度分别为的果糖水溶液,将饱和果糖溶液转移到培养皿中,培养皿用封口膜密封,随后臵于温度为,湿度为的恒温恒湿箱中培养。
待有晶体出现时,取出培养皿在显微镜下观察,挑选出晶形完美的晶体并测量该晶体的尺寸,随后每隔取出培养皿测量该晶体的尺寸,根据不同时刻晶体的尺寸计算其生长速率。
为避免测量过程的温度和湿度波动对晶体生长的影响,测量过程控制在以内。
然后采用与上述相同的方法测定的生长速率。
为了确保实验结率。
为了确保实验结果的准确性,消除晶体粒度大小对生长速率的影响,同温度和过饱和度的实验重复测量次,分别测量个不同大小晶体的生长速率,取次结果的平均值作为该条件下的晶体生长速率。
结果与讨论果糖水溶液的黏度黏度影响扩散速率和热量传递速率,。
在高黏度的饱和果糖水溶液中,黏度的这种影响尤其显著。
果糖在水溶液的黏度文献中已有报道,但这些数据都是在低果糖浓度的情况下测定的,远小于结晶罐中果糖浆的实际黏度。
本文对高浓度果糖水溶液的高黏度情况进行了测量,对实际生产具有定的参考意义。
溶液的黏度和温度之间的关系坏果糖分子和水分子之间的氢键,因此升高温度会使溶液的黏度降低。
图质量分数为的果糖水溶液的黏度随温度的变化情况由于在结晶过程中,温度和浓度是同时变化的,仅考察单因素对黏度的影响并不能反映结晶罐中黏度的真实变化情况,因此又测定了温度和过饱和度对黏度的双重效应,实验结果见图。
在结晶过程中,相同过饱和度时,高温更有利于晶体生长,但由于受到果糖热稳定性的限制,冷却结晶的温度不能超过。
图果糖水溶液的黏度随温度和过饱和度的变化情况应用式对果糖水溶液的黏度和温度之间的关系进行拟合,结果见图。
η与冷饮与速冻食品工业,刘晓娟,田强,王成福,等结晶果糖的功能及应用中国食物与营养,程炜华,王艳秋果糖临床用途与市场调研医学综述,陈锦文液相扩散系数的测定和无限稀释液相扩散系数的新关联方程天津天津大学,丁绪淮工业结晶北京化学工业出版社,龚俊波,李康,何兵兵,黄翠,陈明洋果糖在高黏度水溶液中的生长模型及机理化工进展,基金青海省自然科学基金。
探究在高黏度水溶液中果糖的生长速率晶体学论文。
式中,为经验常数η为溶液黏度为溶液温度,。
由式可知,温度对溶液的黏度影探究在高黏度水溶液中果糖的生长速率晶体学论文果的准确性,消除晶体粒度大小对生长速率的影响,同温度和过饱和度的实验重复测量次,分别测量个不同大小晶体的生长速率,取次结果的平均值作为该条件下的晶体生长速率。
结果与讨论果糖水溶液的黏度黏度影响扩散速率和热量传递速率,。
在高黏度的饱和果糖水溶液中,黏度的这种影响尤其显著。
果糖在水溶液的黏度文献中已有报道,但这些数据都是在低果糖浓度的情况下测定的,远小于结晶罐中果糖浆的实际黏度。
本文对高浓度果糖水溶液的高黏度情况进行了测量,对实际生产具有定的参考意义。
溶液的黏度和温度之间的关系可以用经验方程式表分子的扩散系数逐渐减小,但扩散系数的变化与溶质浓度不呈线性关系随着温度的升高,溶质的扩散系数不断增大。
温度和过饱和度通过影响溶液黏度而影响扩散系数,温度越低,浓度越大,溶液黏度越大,溶质分子扩散过程受到的黏滞阻力越大,其扩散速率就越慢。
图反映了过饱和度对溶液黏度和扩散系数的影响。
过饱和度增加使得果糖水溶液的黏度增加,溶质的扩散系数减小,可见过饱和度对溶质的扩散系数的影响可能是通过对黏度的影响导致的。
也可见改变过饱和度除了能改变传质推动力,在果糖水溶液这高黏度环境中还能改变溶液黏度,进而影响于果糖晶体的生长速率的预测。
图果糖晶体的理论生长速率和实验生长速率的比较果糖生长机理在果糖饱和水溶液中,晶体的生长受到溶质扩散的影响,生长速率缓慢,果糖晶体的生长机制属于螺旋错位生长。
在单晶生长试验中发现,些晶体的表面会出现明显的螺旋位错,如图。
这种位错产生的台阶促使晶体即使在低过饱和度下也能不断生长。
图低过饱和度下果糖晶体的螺旋生长结论测定了果糖水溶液随温度和浓度的变化,以及果糖水溶液在不同温度和过饱和度条件下的密度,对不同浓度条件下的黏度和温度的关系进行了拟合,发现η与符合线性以用经验方程式表示。
等在自由体积模型的基础上提出了另外种关联相互扩散系数和自扩散系数的模型,见式和式。
式中,为扩散系数为水的自扩散系数为溶质的自扩散系数为溶剂分子的体积分数。
等验证了自由体积模型不仅适用于大分子的聚合物溶液系统,也同样适用于高浓度的蔗糖果糖等溶液,还总结了果糖水溶液中自由体积模型的有关参数,见表。
根据式和式计算了果糖饱和水溶液中溶质分子的扩散系数。
果糖水溶液的扩散系数随温度和过饱和度的变化情况见图。
随着溶液过饱和度的增大,溶质合线性关系,该方程可为其他条件下黏度数据的预测提供有效依据。
式中常数的拟合值以及如表所示。
首先配制的过饱和度分别为的果糖水溶液,将饱和果糖溶液转移到培养皿中,培养皿用封口膜密封,随后臵于温度为,湿度为的恒温恒湿箱中培养。
待有晶体出现时,取出培养皿在显微镜下观察,挑选出晶形完美的晶体并测量该晶体的尺寸,随后每隔取出培养皿测量该晶体的尺寸,根据不同时刻晶体的尺寸计算其生长速率。
为避免测量过程的温度和湿度波动对晶体生长的影响,测量过程控制在以内。
然后采用与上述相同的方法测定的生长速响显著,温度越高,黏度越低,并且η和成正比例关系,说明在结晶过程可以通过升高温度降低溶液的黏度。
实验结果见图,随着果糖水溶液的质量分数从增大到,其黏度的数量级从增大到。
当果糖水溶液的质量分数小于时,溶液黏度只有几到几十,超过时急剧增大到上万。
浓度定时果糖水溶液的黏度随着温度的升高迅速降低,浓度越大,升温降黏的效果越明显。
温度定时,果糖水溶液的黏度随浓度的增加而增大,这是因为果糖分子易与水分子形成氢键交联体系,浓
