Cukoripar, 1996 (49. évfolyam, 1-4. szám)

1996-01-01 / 1. szám

Túltelítés és cukorkristályosítás // rész: A szörpjellemzők és a túltelítés közötti kapcsolat DR. RÓZSA LAJOS 1. Bevezetés A túltelítés és cukorkristályosítás témakörével foglalko­zó tanulmányunk megelőző részében (I. rész: Méréstechni­ka) [1] a kristályosítás során fontos szörp- és pépjellemzők (koncentráció- és kristálytartalom) meghatározására hasz­nált kétféle érzékelőtípus (a villamos jellemzők és a sűrűség mérésén alapuló érzékelők) alkalmazási tulajdonságait tár­gyaltuk az azokat leíró matematikai modellek alapján. Mi­vel ezek konstrukciótól függetlenül általános érvényűek, lehetővé tették ezen érzékelők objektív megítélését. A folytatást képező ezen II. részben hasonló módon általános érvényű kapcsolatot keresünk a szörp, ill. anya­szörp túltelítés és az azt meghatározó tényezők között, majd részletesen bemutatjuk az erre kidolgozott számítási mód­szer eredményeit, valamint ezek felhasználási lehetőségeit. Ennek során a fő szempont az, hogy a túltelítés folyamatos (online) számításának módszerét a kristályosítás automati­zálása céljára megalapozzuk. 2. A kapcsolat ismeretes az, hogy a túltelítés milyen fontos szerepet játszik a kristályosítás során mind a megfelelő szemzési pont meghatározása, mind pedig az azt követő érdemi kristályosítás során, akár szakaszos, akár folytonos műkö­désű kristályosítóról legyen is szó. Ugyanakkor az is ismeretes, hogy az üzemi gyakorlatban többnyire legfeljebb csak különböző, a túltelítés meghatá­rozását terjedelmes táblázatokkal, vagy diagramokkal tá­mogató segédeszközök állnak rendelkezésre. Ezek a táblá­zatok és diagramok sokszor egymástól is különböznek attól függően, hogy Charles, Grut, vagy valaki más mérési ered­ményeire támaszkodnak. Legtöbbször maguk is elhanyago­lásokat tartalmaznak és nehezen használhatók. Automatizá­lási célokra ezek az eszközök teljesen alkalmatlanok. Tekintettel arra, hogy a túltelítés közvetlenül nem mér­hető, nyilvánvaló fontosságú a közte és a valóban mérhető szörpjellemzők közötti kapcsolat, hiszen ez fogja eldönteni azt, hogy valójában mit is kell mérni és milyen lesz a mérési-számítási módszer várható hibája és megbízhatósá­ga. Ugyanezen okból fontosak az érzékenységi adatok, azaz a túltelítésnek az egyes független változóktól való függésé­nek mértékét megadó adatok (parciális differenciahánya­dosok) is. A túltelítés definíciója szerint rpj, _ Ctény(T, Ssz, Qsz) , J, Ctd(T, Ssz, Qsz, Ftel) ahol: Gényi(T, Ssz, Qsz), az oldatban levő cukor mennyisége, g/100 g víz; Ctei(T, Ssz, Qsz, Ftei): az azonos hőmérsékletű és tisztaságú, a telítési függvény adott értékével (te­lítettségi számmal) rendelkező telített szörp cukortartalma, g/100 g víz. A fentiek szerint a túltelítést egyértelműen és teljesen meghatározó változók a következők: 1. A szörp, ill. anyaszörp szárazanyag-tartalma (Ssz, %). 2. A szörp, ill. pép hőmérséklete (T, C fok). 3. A szörp, ill. anyaszörp tisztasága (Qsz, %). 4. A Wiklund-Wavrinecz-féle F,essm.NC/V + b + (l-b).exp(c,NC/V) (2) telítési függvény értéke (telítettségi, vagy telítési szám), ahol NC/V: nemcukor/víz arány m, b, c: szörp paraméterek A számított túltelítést (TT) a fentiek szerint a következő általános összefüggés írja le: TT,f(Ssz, T, Qsz, Ftel) (3) Érdemes itt egy kis kitérőt téve a túltelítés meghatározá­sára használt forrpontemelkedést megemlíteni és ezzel kap­csolatban Vavrinecz megfogalmazását idézni [2]: „Nem szabad csodálkozni azon, hogy különböző eredetű, s így különböző nemcukorelegyeket tartalmazó cukoroldatoknál nemcsak a szacharóz oldhatósága (telítettségi szám!), ha­nem a forrpontemelkedés is különböző mértékű lehet. Ezért egyébként azonos jellemzők (hőmérséklet, töménység, tisztaság) esetében is különböző vidékről és évekből szár­mazó levekben egymástól némileg eltérő forrpontemelke­­dések, illetőleg túltelítettségek muta­toznak.” Míg azon­ban a telítettségi szám a telítési függvény paramétereinek ismeretében könnyen számítható, a változó nemcuko­­rösszetétel és a forr­pont­emelkedés kapcsolatára vonatkozó hasonló összefüggés nem ismeretes. A túltelítés meghatá­rozására a forrpontemelkedést használó táblázatok ennek megfelelően nem veszik figyelembe a nemcukrok összeté­telének a hatsát. A (3) egyenlet ezzel szemben elhanyagolásokat nem tartalmaz.

Next