磁场影响溶液结晶过程研究进展

磁场对溶液结晶的影响

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磁场影响溶液结晶过程研究进展胡爱军郑捷，海 726) ( .南理工大学轻化工研究所， 1华广州 50 4;海南亚太酿酒套司质检部，口 5 00 160 2摘要：论述了磁场对溶液结晶过程影响的研究进展情况，出磁场不仅可以强化溶液结晶过程， .指刺激结晶成棱 .提高结晶生长速率，控制晶体粒径的分布 .也可抑制溶液的结晶，低结晶生长速率。针对不同的工程目的 .抨合降选理的磁处理参数显得尤为重要。并提出磁场技术目前存在的问题和展望。 关键词：磁场；溶液；晶结

中图分类号：∞65呻 .

文献标识码： ^

文章编￣:0 2 162 )1 03 0 -10一I 1f∞0 0— 00— 3

工业结晶技术是跨学科的分离与生产技术，o 2年来在国际上取得了突出的进展。不仅传统工业结

比. 9的函数表示；——动力学系数；——能量项 K^能级。过饱和比定义为实际溶液浓度 c与平衡浓度比值值与溶解性有关对个给定的过饱和比，解度越大，核速率越大。根据扩散理葩，溶成 晶体生长速率为 J= (—c )——传质系数， c , n值在 1~2之同。由此可知，核速率和结晶生长速成率都依赖于溶液的浓度，因此物质的结晶受浓度控制。当浓度低于 c, 溶液未饱和，可能结晶；度不浓在 C和 c ( s 溶液中晶体出现时的有效浓度 )间，之 体系为亚稳定状态，除非过饱和比大于 1否则成桉，

晶操作技术与设备在不断更新，且新兴行业，生而如物工程与生命科学、料工业、化剂制造、源与材催能环境、信息与通讯、子行业也都离不开结晶技术。电 工业结晶作为跨世纪发展的化工技术，成为 2将 l世纪高新技术发展的基础手段之一

影响整个结晶过程的因素很多，如溶液的过饱和度、杂质的存在、拌速度以及各种物理场等。在搅

工业结晶器中，追求高的晶体生长速率是为了提高设备的生产能力，实际上晶体生长速率通常

受到但所要求的晶体产品质量或设备结垢等问题的限制 . 不允许采用提高过饱和度来提高生长速率，在适要当的过饱和度下，寻求其他方法去推动晶体生长过程。应用磁场强化处理可望推动晶体生长过程，缩短结晶时间，高设备的生产能力和产品质量。但提磁场处理也可抑制溶液的结晶。本文就磁场影响溶液结晶的研究进展情况进行论述

速率太低，不能形成晶体。但是如果在溶液中加而入晶种，即会生长。若浓度大于 c,它 自发成核和晶体生长竞相发生过饱和度是结晶成核的驱动力，以通过改变一些条件的方法获得。玲却结晶可

法通过降低温度而使结晶所需的溶液过饱和度降低得到结晶。晶体粒径的分布主要由不同区域的滞留时间分布昕控制 ( 1图 )成核与生长

l结晶的基本原理 1 l溶液结晶过程是物质从液态转变为结晶态的过口‘

程，要羟历 2个步骤：结晶成核和晶体生长。结晶成核是在过饱和溶液中生成一定数量的晶核，晶核在的基础上成长为晶体，为晶体生长。结晶成核的则I

厂\、、 | \l政

{ⅡⅢ、

速率公式为^=K x[/I )。式中 J—— e一4 (卢 p n单位时间单位体积形成晶核的数量，以用过饱和可

圈 I过饱和比与时间或空间的函数 ( 无晶种加^

收稿日期： O一1一嘶 2 l 1 O

作者简介：胡爱军(9 8,,土研究生， 16一)男博主要从事物理场强化化工传质和溶{莅结晶方面的研究：

磁场对溶液结晶的影响

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蔫 3卷第 2 0期

胡爱军等：磁场影响溶瘟结晶过程研嚣展

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如图 1示结晶成核区(所 I区)晶体生长区( 、Ⅱ区；—结晶成核自发进行时的过饱和比 )滞口—的留时间决定了粒径分布的宽度，平均粒径是在晶而体生长区(Ⅲ区)的滞留时间的函数。

磁处理技术设备较简易、能，制又较方便 .节控因而在制糖工业的应用有广阔的前景。罗文波等研究了磁场一溶剂协同作用对谷氨酸结晶过程的影响及

磁场作用下谷氨酸过饱和溶液表面张力、电导率的变化，并对磁场促进谷氨酸结晶的作用机理进行 r 探讨 .究结果表明

:场对谷氨酸结晶有促进作研磁用，磁场一溶剂协同作用加速了晶体的成核过程，生

2磁场影响溶液结晶磁场是具有一种特殊能量的场。这种能量作用在物质上可以改变其微观结构，而影响物质的物从

成的晶粒均匀，晶率高，出 r种利用磁场一溶结提一剂协同作用制备谷氨酸晶种的新方法

理化学性质。而流体的宏观性质与分子的势垒、分子内聚力 (即吸引力 )性质有很大关系。溶液经等

影响磁处理效果的因素很多，主要因素有：流体性质 (要体现为流体磁化率的绝对值 )磁感应强主、

磁场处理后，分子势垒、分子内聚力发生变化，然必引起流体的宏观性质变化，而影响溶液的结晶过从程。

度、磁处理器的结构型式、流过磁场的宏观流速流体等。不同流体存在一个最佳磁化条件，质进行磁物

2 1磁场可以强化溶液的结晶过程， .促进结晶 JDD nl o oad n等在 18 s 9 3年研究了磁场对海水结晶过程的影响，明磁处理后海水结晶颗粒的尺表寸增大，淀物总量减少。日本学者 K Hi s t i沉 g ta af n i等 3 19在 92年用光散射方法研究了磁 …… 此处隐藏：4402字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……