Nucleation and growth of L-sorbose crystals in a batch crystallizer

• Autorzy: Matynia A. , Wierzbowska B. , Bechtold Z.

Warianty tytułu

PL

Zarodkowanie i wzrost kryształów L-sorbozy w krystalizatorze okresowego działania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The measurement results of crystallization kinetics in L-sorbose - water system are presented. Experiments were carried out in the batch crystallizer with an internal circulation of suspension. The influence of the saturation temperature and the cooling rate has been determined. Stochastic model of nucleation B = kb(?T)n for seeded solution was used to describe the process. It was found out that kb value is increasing with the temperature increase, whereas the order of nucleation is approximately constant: n 2. The rates of L-sorbose crystal growth were evaluated from the crystal size distribution. With the increase of saturation temperature the growth rate decreases, attaining minimum (G 210-8 m/s for RT = 8.3310-3 K/s) in the solution of initial concentration higher than 60 mass % of L-sorbose (Teq > 340 K). The increase of cooling rate from 1.3910-3 up to 8.3310-3 K/s causes the increase of growth rate from 0.410-8 m/s up to 3.510-8 m/s (Teq = 324.5 K) and from 0.310-8 m/s up to 210-8 m/s (Teq = 343.5 K).

PL

Przedstawiono wyniki badań kinetyki krystalizacji w układzie L-sorboza - woda. Pomiary przeprowadzono w krystalizatorze okresowego działania z wewnętrzną cyrkulacją zawiesiny. Przebadano wpływ temperatury nasycenia roztworu i szybkości jego chłodzenia na zarodkowanie i wzrost kryształów L-sorbozy. Do opisu zarodkowania przyjęto stochastyczny model procesu dla roztworów szczepionych: B = kb(DT)n. Stwierdzono, że wartości stałej kb zwiększają się z podwyższeniem temperatury, natomiast rząd zarodkowania praktycznie od temperatury nie zależy: n 2. Szybkość wzrostu kryształów L-sorbozy wyznaczono z rozkładu rozmiarów kryształów otrzymanych produktów. Ze wzrostem temperatury nasycenia roztworu wprowadzanego do krystalizatora szybkości wzrostu maleją, osiągając najmniejsze wartości (G 2 10-8 m/s dla RT = 8,33 10-3 K/s) w roztworach o początkowym stężeniu L-sorbozy wyższym od 60% mas. (Teq > 340 K). Ze wzrostem szybkości chłodzenia roztworu od 1,39 10-3 do 8,33 10-3 K/s szybkości wzrostu kryształów L-sorbozy zwiększają się od 0,4 10-8 m/s do 3,5 10-8 (Teq = 324,5 K) i od 0,3 10-8 m/s do 2 10-8 m/s (Teq = 343,5 K).

Słowa kluczowe

EN

L-sorbose; batch crystallizer; nucleation; crystal growth

PL

L-sorboza; krystalizacja okresowa; zarodkowanie; wzrost kryształów

• Wydawca: Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych PAN
• Czasopismo: Polish Journal of Applied Chemistry
• Rocznik: 2003
• Tom: Vol. 47, nr 1
• Strony: 31--44
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., tabl. 3, rys. 6

Twórcy

autor

Matynia A.

• Institute of Inorganic Technology and Mineral Fertilizers, Wrocaw University of Technology, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland

autor

Wierzbowska B.

• Institute of Inorganic Technology and Mineral Fertilizers, Wrocaw University of Technology, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland

autor

Bechtold Z.

• Institute of Heat Engineering and Fluid Mechanics, Wrcław University of Technology, Wybrzeze Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland

Bibliografia

• [1] J. BOUDRANT, Enzyme Microb. Technol., 12, 322 (1990).
• [2] T. REICHSTEIN and A. GRUSSNER, Helv. Chim. Acta, 17, 311 (1934).
• [3] M. ROSENBERG, J. SVITEL, I. ROSENBERGOVA and E. ŚTURDIK, Acta Biotechnol., 35, 269 (1993).
• [4] W.-K. Kim, U.-H. Chun, Y.-M. Park, CH.-H. Kim, E.-S. Choi and S.-K. Rhee, Process Biochem., 29, 277 (1994).
• [5] A. BONOMI, E.F.R AUGUSTO, N.S. BARBOSA, M.N. MATTOS, L.R. MAGOSSI and A.L. SANTOS, J. Biotechnol, 31, 39 (1993).
• [6] M. KULCHANEK, Adv. Appl. Microbiol, 12, 11 (1970).
• [7] M.B. DAVIES, J. AUSTIN and D.A. PARTRIDGE, Vitamin C: Its Chemistry andBiochemstry, The Royal So¬ciety of Chemistry, Cambridge 1991.
• [8] L.O. ŠNAJDMAN, Proizvodstvo vitaminov, Piscevaja promyslennost, Moskva 1973.
• [9] A. MATYNIA, B. WIERZBOWSKA, Z. BECHTOLD and E. KOZAK, Symp. Industrial Crystallization, CD - ROM, No. 0090, Inst. Chem. Eng, UK 1999.
• [10] A. MATYNIA, B. WIERZBOWSKA and E. SZEWCZYK, Inż. Ap. Chem., 39 (1), 12 (2000).
• [11] A. Matynia, B. Wierzbowska and E. Szewczyk, Pol J. Chem. Tech., 2 (2), 14 (2000).
• [12] A. MATYNIA, B. WIERZBOWSKA and Z. BECHTOLD, Przem. Chem., 76, 275 (1997).
• [13] A. Matynia, B. Wierzbowska and Z. Bechtold, Przem. Chem., 76, 443 (1997).
• [14] J. W. MULLIN, Crystallization, Butterworths - Heinemann, Oxford 1993.
• [15] J. NYVLT, O. SÓHNEL, M. MATUCHOVA and M. BROUL, The Kinetics of Industrial Crystallization, Acade¬mia, Praha 1985.
• [16] Z. Rojkowski and J. Synowiec, Krystalizacja i krystalizatory, WNT, Warszawa 1991.
• [17] A.S. MYERSON, Handbook of Industrial Crystallization, Butterworths - Heinemann, Boston 1993.
• [18] A.MERSMANN ed., Crystallization Technology Handbook, Marcel Dekker, New York 1995.
• [19] N. KUBOTA, H. KARASAWA and T. KAWAKAMI, J.Chem. Eng. Japan, 11, 290 (1978).
• [20] J. GARSIDE, A. MERSMANN and J. NYVLT, Measurement of Crystal Growth Rate, European Federation of Chemical Engineering, Working Party on Crystallization, München 1990.
• [21] A.D. RANDOLPH and M.A. LARSON, Theory of Particulate Process, Academic Press, New York 1988.
• [22] J. GARSIDE, J.W. MULLIN and N. DAS, Ind. Eng. Chem. Process Des. Develop., 12, 369 (1973).