- Áp lực qua màng (Pt): Đây chính là động lực của quá trình phân
3.4.1. Nguyên lý trợ tinh
Ta đã biết các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ kết tinh là: - Độ quá bão hòa dư
- Độ tinh khiết của dung dịch: giảm thì tốc độ kết tinh giảm - Độ nhớt
- Sự khuấy trộn - Kích thước tinh thể
Vì vậy khái niệm “trợ tinh” là những phương pháp điều chỉnh những yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ quá trình kết tinh nêu trên sao cho quá trình kết tinh đạt hiệu quả tốt nhất. Quá trình kết tinh chia làm 3 giai đoạn:
• Giai đoạn tạo dung dịch bão hịa
• Giai đoạn tạo mầm tinh thể
• Giai đoạn phát triển tinh thể.
Các phương pháp tạo dung dịch bão hòa:
Để đánh giá mức độ bão hòa, người ta dùng hệ số bão hòa S:
0
C C
a =
(3.6)
Với: C – nồng độ cấu tử trong dung dịch. C0 – nồng độ bão hòa tương ứng.
Khi nồng độ của một cấu tử trong dung dịch vượt quá dung dịch bão hịa (α >1), cấu tử đó sẽ kết tinh. Ví dụ, muối NaCl chỉ cần nồng độ vượt quá giá trị nồng độ bão hịa là xuất hiện q trình kết tinh ngay. Tuy nhiên một số chất khi nồng độ vượt quá nồng độ q bão hịa vẫn khơng kết tinh. Với những cấu tử như vậy, cần có một số giải pháp để kích thích q trình kết tinh. Khi nồng độ của dung dịch thấp hơn nồng độ bão hịa (α ≤ 1), q trình kết tinh sẽ khơng diễn ra. Muốn q trình kết tinh diễn ra phải tạo ra dung dịch quá bão hòa. Sử dụng 2 cách sau để tạo dung dịch quá bão hòa:
- Làm lạnh: khi làm lạnh, độ hòa tan sẽ giảm, nồng độ bão hòa sẽ giảm, hệ số α sẽ tăng.
- Cô đặc: khi cô đặc, nồng độ dung dịch sẽ tăng, hệ số α cũng tăng. Ngồi ra có thể tạo dung dịch bão hịa bằng các tương tác hóa học khác như bổ sung thêm một chất làm giả độ hòa tan của cấu tử trong dung dịch (ví dụ bổ sung thêm ethanol vào dung dịch). Tuy nhiên, phương pháp này ít khi được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm.
Ở giai đoạn tạo mầm tinh thể
Sự xuất hiện tinh thể theo phương pháp gây mầm tự nhiên là một q trình rất khó xảy ra, ngồi tính phức tạp, về bản chất q trình, sự xuất hiện mầm tinh thể cịn mang tính ngẫu nhiên, số tinh thể xuất hiện thường khơng đều và địi hỏi thời gian dài, chất lượng sản phẩm không cao. Chính vì thế người ta đã áp dụng phương pháp nhân tạo – tức là cho một lượng mầm đã có sẵn vào dung dịch bão hịa thấp (α = 1.05 ÷ 1.10). Trong trường hợp này ta khống chế không cho các tinh thể mới xuất hiện thêm. Kích thước mầm tinh thể bổ sung vào cần được đảm bảo cho quá trình kết tinh xảy ra (nếu kích thước q nhỏ có thể q trình hịa tan sẽ chiếm ưu thế). Lượng mầm cho vào phụ thuộc vào từng loại sản phẩm và độ bão hòa của dung dịch.
Hay ở (α = 1,2 ÷ 1,3), ta sử dụng phương pháp kích thích đột ngột như khuấy, hút khơng khí lạnh vào, dao động sóng âm hoặc thay đổi áp lực (độ chân khơng). Tuy nhiên phương pháp này khó thực hiện