Практикум по процессам и аппаратам пищевых производств/ С. М. Гребенюк, А. С. Гинзбург и др под ред. С. М. Гребенюка

MÖVZU 25. KRİSTALLAŞMA PROSESİ. 
UYĞUN  APARATLAR – 2 SAAT.
Həll  olmuş  bərk  maddənin  məhluldan kristallar şəklində ayrılması prosesi
k r i s t a l l a ş m a     adlanır. Bu proses bərk, kristallaşa bilən maddələrin
məhlullardan   təmiz   halda   ayrılması   üçün   əsas   üsul   hesab   edilir.   Kristallaşma
zamanı   elə   temperatur   və   qatılıq   seçmək   mümkündür   ki,   kristallaşması   lazım
olmayan   komponentlər   həll   olmuş   şəkildə   məhlulda   qalsın.   Ona   görə   də   bərk
maddələrin məhsullardan ayrılması və təmizlənməsi zamanı kristallaşma prosesi
maye qarışıqlar üçün rektifikasiya prosesi ilə eyni əhəmiyyət kəsb edir.
Kristallaşma   prosesi   qida   sənayesində   qlükoza,   fruktoza,   saxaroza,   xörək
duzu, süd turşusu, limon turşusu, natrium – qlyutamit və bu kimi bir sıra digər
məhsulların alınmasında geniş tətbiq edilir.     K r i s t a l l a ş m a   – diffuziya
prosesidir. Digər diffuziya proseslərində olduğu kimi kristallaşma zamanı da maye
və   bərk   fazalar   arasında   kütlə   mübadiləsi   baş   verir.   Bu   mübadilə   nəticəsində
maddə maye fazadan bərk fazaya keçir. Bu zaman maddənin molekulları, onun
xassələrindən   asılı   olaraq,   bu   və   ya   digər   formalı   kristallik   strukturu   əmələ
gətirirlər. 
Kristallaşma   prosesinin   əksi   olan   proses,   yəni   bərk   kristalşəkilli   fazanın
məhlula keçməsi   h ə l l o l m a    adlanır. 
K r i s t a l l a ş m a n ı n   n ə z ə r i    ə s a s l a r ı.    Kristallaşma prosesi
iki mərhələdən ibarətdir:
1. Kristallaşma mərkəzlərinin – yəni, maddənin ifrat doymuş məhlulunda
kristal rüşeymlərinin yaranma mərhələsi;
2. Kristalların böyüməsi – yəni, yaranmış rüşeymlərin ölçülərinin inkişafı
mərhələsi.
K r i s t a l l a r  –  bircins mühitdə, son dərəcə xırda kristalcıqların əmələ
gəlməsi   zamanı   yaranmağa   başlayırlar.   Əgər   məhlul   tamamilə   bircinslidirsə   və
kənar   qarışıqlardan   azaddırsa,   onda   rüşeymlər,   az   kinetik   enerjiyə   malik   bərk
maddə molekullarının qarşılaşması zamanı yaranırlar. Bu hissəciklər qrup şəklində
birləşir   və   ifrat   domuş   məhlulların   hərəkətə   gəlməsini   şərtləndirən   kristallaşma

---

mərkəzlərinin   yaranmasına   başlanğıc   verirlər.   Məlumdur   ki,   ifrat   doymuş
məhlulların bərk silkələnməsi və ya qarışdırılması, kristalların yaranmasına səbəb
ola   bilər.   Lakin,   praktikada   kristallaşma   həmişə,   hər   hansı   bir   kənar   səthdə
(məsələn, aparat və ya boruların divarlarında, məhlulda olan tozların və ya qaz
qabarcıqlarının səthində və s.) baş verir. Belə səthlər rüşeymlərin əmələ gəlməsini
asanlaşdırır. 
Yaranmış rüşeymlər kiçik olduqca, yenidən molekullara parçalanırlar, daha
böyük rüşeymlər isə parçalanmayıb, kristalların təməlini təşkil edirlər. Kristalların
təməlini   qoyan   rüşeymlərin   ölçüləri   məhlulun   ifrat   doyma   əmsalından,
temperaturdan,   eyni   zamanda   həll   olan   maddənin   və   həlledicinin   xassələrindən
asılıdır.   Yaranmış   rüşeymlərin   parçalanmayıb,   kristal   mərkəzlərini   yaratdıqları
ölçüləri   k r i t i k    ö l ç ü l ə r   adlanır.
Kristallaşma mərkəzlərinin yaranmasını asanlaşdırmaq məqsədi ilə aparata
bəzən kristallaşdırılacaq maddənin narın xırdalanmış tozu – maya daxil edilir. Toz
hissəcikləri   süni   kristallaşma   mərkəzi   rolunu   oynayır.   İfrat   doymuş   məhlullara
ultrasəslə təsir etməklə də kristallaşma mərkəzlərini yaratmaq mümkündür. Bu və
ya digər yolla yaradılmış kristallaşma  mərkəzlərinin (rüşeymlərin) ölçüləri ifrat
doymuş məhlulda böyüməyə başlayırlar. Prosesin sürəti iki faktordan asılıdır:
1. Kristallaşan maddənin kristal səthinə yaxınlaşması sürətindən;
2. Molekulların kristal səthinə çökməsi sürətindən asılıdır. 
Kristallaşmanın hərəkətverici qüvvəsi isə qatılıq fərqidir. 
Kristallaşma   prosesinin   material   balansı.  İtkilər   nəzərə   alınmadıqda
kristallaşma prosesinin material balansı (1) şəklində ifadə edilir:
G
W
G
G
k
n



, kq                            (1)
Kristallaşan   maddənin   quru   maddəsi   nəzərə   alınmaqla   prosesin   material
balansı (2) şəklində ifadə olunur:
Gx
x
G
x
G
k
k
n
n


, kq                            (2)

---

burada: G
n
 – ilkin məhsulun kütləsi, kq;
G
k
 – kristallaşmadan sonra ana məhsulun kütləsi, kq;
G – ayrılan kristalların miqdarı, kq;
W – məhsuldan kənarlaşan həlledicinin miqdarı, kq;
x
n
 – kristallaşan maddənin verilən məhsuldakı qatılığı, %;
x
k
  – kristallaşmadan sonra ana məhsuldakı kristallaşan maddənin
qatılığı, %;
x – kristallarda kristallaşan maddənin miqdarı, %.
K r i s t a l l a ş d ı r m a     ü s u l l a r ı.   Sənayedə istifadə edilən
kristallaşdırma üsullarını iki qrupa bölmək olar: 
1. Həlledicinin bir hissəsinin kənarlaşdırılması yolu ilə kristallaşdırma. Bu
metod   zamanı   məhlulun   ifrat   doyma   halı,   həlledicinin   bir   hissəsinin
buxarlandırılması   sayəsində   yaradılır   və   saxlanılır.   Həlledici   müvafiq
konstruksiyalı   buxarlandırıcıda   qaynadılaraq   buxarlandırılır.   Bu   üsul   şəkər
sənayesində   çox   geniş   tətbiq   olunur;   Həlledicinin   bir   hissəsi,   qaynama
temperaturundan aşağı temperaturlarda da kənarlaşdırıla bilər. Bu zaman məhlul
qaynadılmır, ancaq məhlulun buxarlandırılaraq qatılaşdırılması həyata keçirilir. Bu
əməliyyat normal atmosfer təzyiqində və ya vakuumda yerinə yetirilir. 
2. Qaynar doymuş məhlulun soyudulması zamanı kristalların ayrılması ilə
kristallaşdırma. Bu üsul I üsulla kombinə edilmiş şəkildə tətbiq edilir. Belə ki,
şəkər   istehsalında   kristallaşdırma,   əvvəlcə   buxarlandırıcı   aparatlarda   başlanır,
sonra isə soyutma ilə kristallaşdırıcılarda davam etdirilir. Hər iki üsul fasiləli və ya
fasiləsiz keçirilə bilər, lakin qida sənayesində fasiləli kristallaşdırma üsulu daha
çox tətbiq edilir.
K r i s t a l l i z a t o r l a r.     Məhsulun soyudulması üsulu ilə edilən
aparatlar –  k r i s t a l l i z a t o r l a r     adlanır. Bu aparatlar quruluşlarındakı
sadəliyə görə fərqlənir və sənayedə çox geniş tətbiq olunurlar. 
Aşağıda təsvir olunan şəkillərdə bəzi kristallizatorların sxemi göstərilir.

---