ТЕХНОЛОГИЯ КОНДИТЕРСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

Пересыщенные растворы сахарозы

В зависимости от концентрации сахарозы (при постоянной температу­ре) растворы могут быть ненасыщенными, насыщенными и пересыщенны­ми. Они представляют собой однофазное вещество, отличающееся по кон­центрации и структуре. В ненасыщенном растворе молекулы сахарозы наиболее полно гидратированы и удалены друг от друга. В пересыщенном степень гидратации снижается, молекулы сахарозы более тесно располо­жены друг к другу, поэтому под действием сил межмолекулярного взаимо­действия возможно образование ассоциатов из многих молекул.

Если в ненасыщенный раствор добавлять кристаллы сахарозы, то они будут растворяться. В насыщенном растворе между твердой и жидкой фа­зами устанавливается динамическое равновесие. В таком растворе про­цессы растворения и кристаллизации протекают с одинаковыми скоростя­ми, поэтому количество растворенного вещества остается при данной тем­пературе постоянным.

Раствор, содержащий растворенного вещества больше, чем в насы­щенном, называется пересыщенным. Последний можно получить несколь­кими способами. Наиболее часто используют выпаривание при постоян­ной температуре растворителя или охлаждение насыщенного раствора. Так как при понижении температуры растворимость многих веществ, в том числе и сахарозы, снижается, то раствор из ненасыщенного переходит в пересыщенное состояние. И наконец, в насыщенный раствор можно до­бавить вещество, снижающее растворимость сахарозы, например, спирт, который связывает молекулы воды, вытесняя при этом молекулы сахаро­зы из раствора.

Степень пересыщения измеряется коэффициентом пересыщения, под которым понимается число, показывающее, во сколько раз в данном ра­створе на единицу массы'воды приходится растворенного вещества боль­ше, чем в насыщенном при той же температуре:

а = Н / Н,, (IV-1)

где а - коэффициент пересыщения; Н - количество растворенного ве­щества на единицу массы воды в исследуемом растворе; Hj - количество растворенного вещества на единицу массы воды в насыщенном растворе при той же температуре.

Для пересыщенных растворов, очевидно, будем иметь а> 1, для насы­щенных - а= 1, для ненасыщенных - а< 1. Для растворов чистой сахарозы Н,=Н0, т. е. растворимости при данной температуре. Если в растворе саха­розы присутствуют другие растворенные вещества, то Н1=Н0 а'. Тогда коэффициент пересыщения определяется по формуле

а = Н / Н0 а', (IV-2)

где а' - коэффициент насыщения.

Расчет коэффициента пересыщения ведется следующим образом. Пред­положим, что в помадном сахаро-паточном сиропе, охлажденном до 70°С, содержание сухих веществ по рефрактометру равно 88%, а содержание сахарозы С, определенное методом инверсионной поляризации, равно 72%. Находим содержание несахаров Н =88-72=16% и содержание воды В= 100- 88=12%. Тогда отношение Нс/В=1,3. Пользуясь графической зависимос­тью а' от Нс/В, из литературных источников находим значение а'-0,12. По таблице растворимости сахарозы при 70°С Н0=3,205; определяем Н:

Н = Сх / (100-СВ) = 12112 = 6,00.

Тогда

а = 6,00/3,205-0,72 = 2,61.

В теории кристаллизации степень пересыщения раствора может ха­рактеризоваться величиной абсолютного пересыщения:

а,=С-С, (IV-3)

где С - концентрация растворенного вещества; С _ - концентрация насы­щенного раствора при той же температуре.

О степени пересыщения можно судить также по величине относитель­ного пересыщения:

а2 = (С-С)/С =а,/С, (IV-4)

или по величине пересыщения, выраженного отношением

а = С/С =а,+ 1 =а./С + 1. (IV-5)

3 н 2 1 н v 7

259

Пересыщенные растворы сахарозы неустойчивы, однако при неболь­шом пересыщении они могут оставаться без изменений в течение того или иного промежутка времени. Как долго может продолжаться это состояние, зависит от степени отклонения раствора от состояния равновесия и от при­роды и свойств веществ, образующих раствор. Переход из неравновесно­го состояния в равновесное сопровождается кристаллизацией избытка ра­створенного вещества.

Для выяснения пределов ус­тойчивости пересыщенного ра­створа рассмотрим диаграмму его состояния в координатах концен - трация-температура (рис. IV-1).

Пусть в выбранной системе координат точка а характеризует концентрацию и температуру не­насыщенного раствора.

Такой раствор будет оста­ваться однофазным неопределен­но длительное время, но он неус­тойчив. При добавлении в такой раствор кристаллов сахара они быстро растворяются. Раствор с параметрами в точке а можно перевести в равновесное насыщенное состо­яние двумя способами: понижением температуры до состояния в точке b или испаряя при постоянной температуре воду до концентрации в точке с. Точки Ьис находятся на кривой растворимости 1-1.

При дальнейшем изменении концентрации выше точки с или понижении температуры ниже точки b образуется пересыщенный раствор, и теоретичес­ки в нем должна начаться кристаллизация. В действительности же в раство­рах этот процесс при небольших пересыщениях самопроизвольно не протека­ет. Однако, если в такой раствор внести кристаллы, то они будут расти. Об­ласть пересыщений, в которой не происходит самопроизвольно (спонтанно) процесс кристаллизации, принято называть метастабилыюй областью.

Продолжая повышать концентрацию до точки сх или понижать темпе­ратуру до точки bv мы достигнем максимального или предельного пересы­щения, при котором самопроизвольно начинается процесс кристаллизации.

Совокупность концентраций раствора, полученных при различных тем­пературах, при достижении которых сразу же начинается спонтанная кри­сталлизация, является границей метастабильности (кривая 2-2). Она как бы делит области пересыщенных растворов на две части. Растворы кон­центрацией вещества выше предельной кристаллизуются моментально. Эту область пересыщений называют лабильной.

Процесс кристаллизации. Образование центров кристаллизации

В производстве сахарных кондитерских изделий кристаллизация са­харозы наиболее выражена при получении помадных масс. Кроме того, этот процесс продолжается при формовании помадных конфет. За счет ро­ста кристаллов в них формируется определенная структура.

Процесс кристаллизации является основополагающим при формова­нии молочных и ликерных корпусов конфет, а также в образовании струк­туры тиражированного ириса. Кроме того, этот процесс наблюдается при хранении карамели, ириса, пастилы и зефира.

Кристаллизация сахарозы, как и любого другого вещества, возможна только из пересыщенного раствора или переохлажденного расплава.

Процесс кристаллизации протекает в две стадии: вначале в пересы­щенном растворе (расплаве) образуются центры кристаллизации, которые затем вырастают до видимых кристаллов.

Движущей силой любого процесса (растворения, кристаллизации) яв­ляется величина отклонения системы от состояния равновесия, а направ­ление процесса определяется изменением избыточной свободной энергии Е, которой обладает раствор или его отдельные компоненты. Свободную энергию, отнесенную к 1 молю химически индивидуального вещества, вво­димого в систему или выводимого из нее, называют химическим потенци­алом ц. Если раствор содержит пс молей сахарозы и пв молей воды, то при постоянных давлении Р и температуре Т

Мх; — (^Е/<Эпс)р, т,пв

цв = (ЭЕ/Эпв)р т Пс

Тогда для раствора сахарозы

Е = и п + и п,

“с С fB В 9

а для одного моля раствора

(IV-9)

где хс и хв - мольные доли сахара и воды.

Движущей силой процесса кристаллизации является разность хими­ческих потенциалов молекул сахарозы в пересыщенном цс" и насыщенном цс" растворах:

Ац=цсп-цс". (IV-10)

Химический потенциал сахара в растворе зависит от концентрации. Для насыщенного раствора

Мс" = Mi" + RT 1пСп, (IV-11)

где цс° - стандартный химический потенциал при концентрации веще­ства в растворе, равной 1 молю/л.

Для пересыщенного раствора

(хсп = M. c° + R. TlnC, (IV-12)

а движущей силой процесса кристаллизации будет

^с"" Мс" = RT 1п(С/Ся). (IV-13)

Согласно общим принципам статистической механики даже в термо­динамически устойчивой системе тепловое движение частиц раствора при­водит к постоянному возникновению и исчезновению отклонений от их среднего распределения в единице объема. Эти отклонения называются флуктуациями. В растворах различают флуктуации плотности, ориента­ции молекул и концентрации. Размер, т. е. число молекул, принимающих участие в флуктуации, и степени отклонения от среднего распределения могут быть самыми различными.

Флуктуации концентрации способствуют образованию ассоциатов, состоящих из п=2 до п=пк-1 молекул растворенного вещества. Подобные образования называются зародышами новой фазы. Они могут возникать в насыщенных и даже ненасыщенных растворах, однако достигают незна­чительных размеров и быстро растворяются.

Возможность образования ассоциатов зависит от концентрации, тем­пературы и природы растворенных веществ. С ростом концентрации и тем­пературы ассоциация усиливается, так как эти факторы способствуют де­гидратации молекул растворенного вещества.

В пересыщенных растворах отдельные зародыши новой фазы за счет присоединения к ним одиночных или групп молекул могут достигать такназываемых критических размеров, состоящих из пк молекул, становятся устойчивыми и способными к самостоятельному росту. Такие образова­ния называются центрами новой фазы, или центрами кристаллизации.

При образовании зародышей избыточная свободная энергия системы затрачивается на создание новой фазы AEv и поверхности раздела фаз ДЕ^ по уравнению

ДЕ= - ДЕу + ДЕ,. = -(ц, - ц,) n +aF, (IV-14)

где рц и ц - химические потенциалы исходной и образующей фазы; о - поверхностное натяжение на границе зародыш-раствор; F = 4лг2 - повер­хность зародыша новой фазы радиусом г.

Как видно из рис. IV-3, функция ДЕ = f(r) проходит через максимум, ко­торый отвечает определенному ради­усу г частицы. Зародыши новой фазы размерами г < г. могут расти и раство­ряться, а частицы размерами г > гк бу­дут только расти, т. е. становятся цент­рами кристаллизации. Зародышам ра­диусом гк соответствует изменение из­быточной энергии системы ДЕк, экви­валентное работе ДФк изотермическо­го образования центра новой фазы, которая по Гиббсу выражается урав­нением

зародышей новой фазы

ДФк = 1 / 3 о F. (IV-15)

Находясь в равновесии с жидкой фазой, кристаллический зародыш при данном его объеме V2 должен обладать минимальной свободной повер­хностной энергией. Это условие определяет кристаллическую форму заро­дыша. Если допустить, что форма зародыша сферическая, для п получим выражение

n = 4jtr3/3V2. (IV-16)

Подставляя значения п и F в уравнение (IV-14), получим

ДЕ = 4 л г3 / 3V2 (р., - ц2) + 4лг2 о. (IV-17)

Приравнивая производную от ДЕ по г к нулю и определяя гк для цент­ра кристаллизации в пересыщенном растворе, получим

где V, = M / p; M - масса, p - плотность кристаллического зародыша. Подставляя значение г. из формулы (IV-18) в уравнение (IV-15), получим для образования центра новой фазы выражение

ДФК = 16яо3М2 /3p2R2T2 ln(C/.CH)2 (IV-19)

Из уравнений (IV-18) и (IV-19) видно, что с увеличением пересыщения и температуры раствора гк и ДФк уменьшаются, что облегчает образование центров кристаллизации. Чем выше коэффициент пересыщения, тем меньшие по величине зародыши становятся центрами новой фазы.

Согласно теории флуктуаций, развитой Эйнштейном, вероятность обра­зования зародышей новой фазы W зависит от величины работы по уравнению

W = |/ ехр(-ДФ / RT), (IV-20)

где |/ - предэкспоненциальный множитель.

Если допустить, что скорость образования центров кристаллизации про­порциональна вероятности их возникновения, то

I = лг ехр(-ДФк / RT). (IV-21)

После подстановки значения ДФк из уравнения (IV-19) получим

I = Ч» ехр(-16тш3М2 /3p2R3T3 1п(С /,СН )2 (IV-22)

Пересьпценные растворы обладают определенной вязкостью, что замед­ляет обмен молекулами растворенного вещества на поверхности зародышей и, следовательно, уменьшает скорость образования центров кристаллизации. По Я. И. Френкелю, вероятность перехода молекул в кристаллический заро­дыш пропорциональна выражению exp(-AU/RT), в котором AU - некоторая энергия активации, являющаяся функцией вязкости раствора по уравнению

тр А ели, кт. (IV-23)

Тогда коэффициенту в уравнении (IV-20)

\г = у, exp(-AU/RT), а уравнение для скорости образования центров кристаллизации примет

Образование зародышей новой фазы протекает по времени и является нестационарным процессом. Под действием тепловых флуктуаций в каж­дый момент времени распределение зародышей изменяется по размерам. Поэтому не все зародыши, достигшие величины пк-1, станут центрами кри - сталлизации. Часть из них, потеряв по одной или две молекулы, перейдут в более низкий класс пк-2, пк-3 и т. д. Поэтому фактическая скорость образо­вания центров новой фазы будет меньше, чем вычисленная по уравнению (IV-24). Для учета нестационарного режима возникновения центров новой фазы коэффициент \г, в уравнении (IV-24), по Я. Б. Зельдовичу, примет вид

V, = |Д, ехр(-тр/т), (IV-25)

где тр - время релаксации, т. е. время, в течение которого скорость процесса уменьшается в е раз.

Тогда, обозначая

В = 16nM2/3p2R3,

окончательно для скорости образования центров кристаллизации за­пишем

I = Ч'2е“ли/кт • e~VT • е-Вп',/т',|п(с/сн)2 _ (IV-26)

Рост кристаллов

Образовавшиеся центры кристаллизации продолжают расти за счет присоединения к решетке новых молекул. Этот процесс протекает само­произвольно, так как сопровождается уменьшением избыточной свобод­ной энергии системы (см. рис. IV-3). Скорость присоединения молекул про­порциональна энергии их осаждения. Присоединение в первую очередь произойдет там, где при осаждении молекулы выделится максимум энер­гии. Поэтому при росте кристалла прежде всего должно быть закончено построение уже имеющегося нарастающего слоя до ребра, ограничиваю­щего данную грань. Затем возникает и до конца достраивается ближай­ший параллельный монослой. Скорость роста кристаллов выражается ско­ростью линейного перемещения грани в направлении, перпендикулярном поверхности растущей грани, или приростом массы кристаллов на едини­цу поверхности за единицу времени.

Рис. IV-4. Схема кристалла сахарозы Рис. IV-5. Зависимость скорости роста в пересыщенном растворе при его росте кристалла от частоты перемешивания его

в пересыщенном растворе

Сложная зависимость скорости роста кристаллов от различных фак­торов привела к разработке большого числа теорий роста: диффузионной, физико-химической, кинетической и флуктуационной. Рассмотрим наибо­лее простую, диффузионную теорию, разработанную А. Нойесом, Ф. Уит­ни и И. И. Андреевым.

Согласно этой теории растущий кристалл окружен неподвижным сло­ем прилипшего к нему раствора толщиной h (рис. IV-4). Непосредственно у самой грани кристалла концентрация раствора равна концентрации на­сыщения С. На расстоянии h от граней кристалла раствор пересыщен, его концентрация С. Вследствие разности концентраций (С-Сн) молекулы са­хара диффундируют через неподвижный слой раствора h и, достигнув гра­ней кристалла, выкристаллизовываются на них.

Таким образом, у граней кристалла концентрация раствора не изме­няется и остается равной Сп. Следовательно, скорость кристаллизации оп­ределяется скоростью диффузии молекул сахара и подчиняется уравнению Фика, решение которого в данном случае имеет вид

G = D (С-Сн) F т / h, (IV-27)

где G - количество продиффундировавшего сахара; D - коэффициент диффузии.

Скоростью кристаллизации v называется количество вещества, кото­рое выкристаллизовывалось на 1 м2 поверхности F кристаллов за 1 мин. Подставляя значения F и т в уравнение (IV-27), получим

v = D (С-С,) / h. (IV-28)

Коэффициент диффузии, по Эйнштейну, зависит от термодинамичес­кой температуры Т и вязкости среды Г):

где к,- постоянная величина.

Подставляя значение D из уравнения (IV-29) в формулу (IV-28), полу­чим

v = к, Т (С-Си)/ hr).

Уравнение (IV-30) дает возможность установить влияние ряда факто­ров на скорость роста кристаллов.

Однако диффузионная теория не смогла полностью объяснить сложно­го процесса роста кристаллов. Было установлено, что при интенсивном перемешивании растущих кристаллов в пересыщенном растворе скорость кристаллизации резко увеличивается, достигает некоторого максималь­ного значения и при дальнейшем повышении частоты перемешивания ос­тается постоянной. Величина максимальной скорости кристаллизации при зтих условиях пропорциональна не (С-См), а (С-Си)2 (рис. IV-5). Очевидно, при энергичном перемешивании неподвижная пленка раствора вокруг кри­сталла утончается (h ~ 0), и явлением диффузии здесь можно пренебречь.

Видимо, процесс кристаллизации в действительности протекает в две стадии: первая - диффузия молекул сахара из окружающей среды к граням кристалла через неподвижный слой раствора толщиной h; вторая - пере­ход молекул сахара, достигших граней кристалла, из растворенного в кри­сталлическое состояние.

Чтобы вызвать переход вещества из одного агрегатного состояния в другое, требуется некоторая движущая сила. Такой движущей силой мо­жет быть разность концентраций. Поэтому необходимо допустить, что у самих граней кристалла раствор должен быть несколько пересыщен и иметь концентрацию С {. Тогда скорость перехода молекул сахара будет пропор­циональна (Cj-CJ2.

Следовательно, скорость первой стадии кристаллизации (диффузия мо­лекул через неподвижный слой раствора) может быть выражена уже изве­стным уравнением

v, = D(C-C,)/h,

а скорость перехода вещества из жидкого состояния в твердое

где а - постоянный коэффициент.

Для установившегося процесса роста кристаллов эти скорости долж­ны быть равны, т. е. v: = v2 = v. Если из двух последних уравнений исклю­чить неизвестную нам концентрацию С,, а (С-С ) обозначить через ДС, то получим

v = D/h[AC + D/2a - -/D/ah(AC + D/4ah)]. (IV-33)

В сильно вязких растворах коэффициент D - очень малая величина, поэтому D/a—>0. Подставляя D/a=0 в уравнение (IV-33), получим

v = D ДС / h

шш

v = D(C-C)/h.

' v

Кинетика процесса кристаллизации

При получении помадных масс в пересыщенном сахаро-паточном си­ропе протекает во времени суммарный процесс кристаллизации - образо­вание центров новой фазы и их рост до видимых кристаллов. Поэтому концентрация сахарозы С в сиропе постепенно уменьшается и к концу про­цесса приближается к равновесной при данной температуре концентрации Сп. Кинетика такого процесса выражается S-образной кривой, типичной для других автокаталитических процессов.

Кривая С(т) имеет три участка (рис. IV-6), на которых характер зави­симости С от т резко отличен. Первый участок представляет собой линию, параллельную оси абсцисс. Некоторое время концентрация пересыщенно­го раствора (при а<1,3) не изменяется. Сле­довательно, кристаллизация начинается не моментально, а только по истечении неко­торого времени, которое принято называть индукционным или латентным периодом.

Второй участок кривой С(х) характе­ризуется резким падением концентрации раствора, а третий - асимптотически при­ближается к равновесной концентрации Сн.

Многочисленные результаты опытов показали, что с изменением концентрации раствора изменяется и величина латентно­го периода кристаллизации. Из уравнения (IV-26) следует, что с увеличением пересы­щения раствора скорость образования цен­тров новой фазы резко возрастает. Поэтому латентный период можно рас­сматривать как промежуток времени, в течение которого образуются и достигают критического размера кристаллические зародыши.

Резкий спад концентрации раствора во времени на втором участке кинетической кривой С(х) происходит в результате интенсивного роста образовавшихся центров кристаллизации при одновременном возникно­вении новых. Этот участок кривой удовлетворительно описывается урав­нением первого порядка

Ст = С0[1-е_к(т“тл)], (IV-34)

где Ст - текущая концентрация; Со - начальная концентрация; к - констан­та скорости процесса; т - продолжительность латентного периода.

Определяя по кинетическим кривым С(т) значение констант скорости процесса при различных условиях кристаллизации, можно изучить влия­ние ряда факторов на этот процесс.

Величина латентного периода, зависящая от таких факторов, как пе­ресыщение, температура, вязкость раствора, частота перемешивания и дру­гих, определяет кинетические параметры всего процесса кристаллизации.

Чем меньше продолжительность латентного периода, тем больше ско­рость образования центров кристаллизации, тем меньше угол наклона нис­падающей части кривой С(т) и тем быстрее заканчивается процесс крис­таллизации.

Кинетику суммарного процесса кристаллизации в растворах можно описать уравнением Геллера-Закса:

т

G(t) = J 1(©)т(т - ©)d©, (IV-35)

О

где G(t) - масса кристаллов, образовавшихся ко времени т; 1(©) - скорость образования центров кристаллизации как функция времени ©; ш(т-©) - масса одиночного зародыша после достижения им критического размера; © - время достижения зародышем критического размера.

Зная коэффициент пересыщения а0, а также зависимость а(т) по кине­тическим кривым, можно вычислить массу кристаллов G(t):

G(t) / Gc-[а0-а(х)]/0,-1, (IV-36)

где Goq - масса кристаллов в конце процесса.

Факторы, влияющие на кинетику кристаллизации сахарозы

На кинетику кристаллизации сахарозы оказывают влияние начальная концентрация, температура, частота перемешивания, вязкость раствора и др.

С увеличением начальной концентрации С0, при постоянной темпера­туре, растет пересыщение раствора. Из уравнения (IV-18) следует, что с увеличением пересыщения критический размер зародыша уменьшается. Поэтому в концентрированных растворах центры кристаллизации обра­зуются более легко и в большем количестве, резко увеличивая суммарную поверхность кристаллов, на которых откладываются молекулы раство­ренной сахарозы.

Влияние начальной концентрации на кинетику кристаллизации показано на рис. IV-7. С повышением С0 величи­на латентного периода резко сокраща­ется, происходит более быстрый спад концентрации, в результате чего про­цесс кристаллизации заканчивается за меньший отрезок времени.

Движущей силой процесса крис­таллизации является избыточное пере­сыщение (С0-Си), поэтому скорость кри­сталлизации будет увеличиваться про­порционально (С0- Сн). Этот фактор не­обходимо использовать при получении помадных масс и регулировании их качества.

Значительное влияние на кинетику кристаллизации сахарозы оказы­вает температура. Если сахаро-паточный сироп уварен до постоянной кон­центрации С0, а охлаждается в помадосбивальной машине при разных тем­пературах, то кинетика кристаллизации будет выражаться следующими зависимостями С0(т) (рис. IV-8).

С повышением температуры раствора число активных молекул воз­растает в геометрической прогрессии, уменьшается работа образования центров новой фазы, снижается вязкость. Следовательно, скорость воз­никновения центров кристаллизации и их последующий рост должны воз­растать. Как видно на рис. IV-8, с повышением температуры раствора продолжительность латентного периода сокращается, уменьшается наклон кинетических кривых С0(т), а процесс кристаллизации заканчивается при значительно больших равновесных концентрациях Си.

Следовательно, чем выше температура помадного сиропа в машине при начальной концентрации С0, тем быстрее образуются центры кристал-

лизации, больше скорость их роста. Увеличивается концентрация сахаро­зы в жидкой фазе и уменьшается содержание твердой фазы помады.

В технологии кондитерского производства перемешивание среды часто используют для интенсификации технологических процессов. С уве­личением частоты перемешивания N сахарных сиропов происходит сдвиг кинетической кривой С(т) в сторону сокращения латентного периода (рис. IV-9). Процесс кристаллизации заканчивается за меньший промежуток времени. Следовательно, перемешивание надо рассматривать как фактор, ускоряющий образование центров кристаллизации.

Этот вывод имеет практическое значение для получения помадных масс, так как их структура и качество во многом зависят от количества и размеров кристаллов сахарозы.

Значительное влияние на кинетику кристаллизации сахарозы оказы­вает вязкость растворов. Она зависит от степени пересыщения, температу­ры раствора, концентрации несахаров и их состава. Основными добавка­ми в растворах сахарозы являются крахмальная патока и как ее замени­тель - инвертный сироп. Помимо влияния на растворимость сахарозы со­ставные части патоки и инвертного сиропа по-разному влияют на вязкость ее растворов, а следовательно, и на кристаллизацию сахарозы из этих ра­створов.

Влияние вязкости растворов на скорость образования центров новой фазы учитывается экспоненциальным членом exp(-AU/RT) в уравнении (IV - 26), а скорость роста кристаллов обратно пропорциональна вязкости [урав­нение (IV-30)].

Зависимость энергии активации AU от вязкости растворов показана в табл. IV-1.

Из табл. IV-1 видно, что при добавлении в раствор сахарозы неболь­ших количеств глюкозы повышается вязкость раствора и энергия активи­зации вязкости. Энергию активизации необходимо связать с величиной и характером межмолекулярных сил. Величина Ли зависит от концентрации и температуры раствора. Для растворов с разными С и Т энергию активи­зации вязкости можно определить по уравнению

Au = R[dnri/d{/T).

В присутствии глюкозы, мальтозы, крахмальной патоки, инвертного сиро­па кинетика кристаллизации сахарозы значительно отличается от кинетики процесса в чистых растворах (рис. IV - 10). Латентный период кристаллизации увеличивается, уменьшается наклон кривых С/Сн от х.

При добавлении в раствор сахаро­зы крахмальной патоки уменьшается скорость образования и рост кристал­лов. Компоненты патоки, видимо, сни­жают скорость обмена молекул сахаро­зы на границе зародыш-раствор за счет повышения энергии активизации вязко­сти. Возможна адсорбция молекул глю­козы или мальтозы на пиранозной час­ти молекул сахарозы, что тормозит ско­рость их обмена с молекулами сахарозы, вошедшими в кристаллическую решетку зародыша, также повышается время релаксации процесса и сни­жается скорость образования центров кристаллизации.