Уравнение материального и теплового балансов

Кристаллизация с удалением части растворителя за счет выпаривания влаги (изогидрическая)

.

Введем обозначения: тпер, ткр,.

т_м — массы исходного пересыщенного раствора, кристаллов и маточного (межкристального) раствора, кг (кг/с); в_пер, в_м — массовая доля сухих веществ в пересыщенном и маточном (межкристальном) растворах, %; в_кр — массовая доля сухих веществ в кристаллах, %; W — масса удаляемой влаги, кг (кг/с).

Тогда материальный баланс по продуктам составит:

Баланс по сухому веществу:

Решаем совместно (13.9) и (13.10) относительно ш_кр: или.

Отсюда:

При кристаллизации без удаления влаги W = 0.

Если вещество кристаллизуется в безводной форме (например, сахароза), то в_кр = 100%.

Тепловой баланс непрерывной кристаллизации.

Приход теплоты: • с пересыщенным исходным раствором:

• с теплоносителем (насыщенным паром):

• теплота кристаллизации:

Расход теплоты:

• с кристаллами:

• с маточным раствором:

• с испаренным раствором:

• с охлаждающим агентом:

• теплопотери в окружающую среду: Q_n. Тогда получим:

При кристаллизации с охлаждением: Q₂ = 0 и Q₆ = 0 (изогидрическая кристаллизация).

При вакуум-кристаллизации с испарением: Q₇ = 0 (изотермическая кристаллизация).

Из уравнения теплового баланса определяют:

• • при изотермической кристаллизации расход пара на испарение;
• • при изогидрической кристаллизации расход охлаждающей воды.

Расчет кристаллизатора сводится к определению поверхности теплопередачи из основного уравнения теплопередачи.