食品百科

4.2.1 食品工业常用的结晶方法

2023-02-14

如前所述,在溶液中建立适当的过饱和度并加以控制是结晶过程的首要问题。因此 人们常把在溶液中产生过饱和度的方式作为结晶方法和结晶器分类的依据。按此结晶方 法可分成三种:冷却法结晶、蒸发法结晶、真空结晶法。

(1) 冷却法结晶 冷却法结晶过程基本上不去除溶剂,而是使溶液冷却降温或控制 其他条件,使溶液成为过饱和而析出结晶,其所用的设备为冷却式结晶器。此法主要适用 于溶解度随温度降低而显著下降的物质的结晶,如硝酸钠、硫酸镁、硫酸钠(Na2SO4· 10H2O)、钾矾、谷氨酸等。

(2) 蒸发法结晶 蒸发法是使溶液在常压或减压下蒸发浓缩而形成过饱和溶液的方 法。此法适用于溶解度随温度的降低而变化不大的物质,如氯化钠;或具有逆溶解度的物 质的结晶,如无水硫酸钠和碳酸钠(Na2CO3·H2O)。蔗糖和味精也采用蒸发法结晶。

(3) 真空结晶法 真空结晶法也称真空冷却法,是使溶剂在真空下快速蒸发而绝热 冷却,实际上是兼借冷却及蒸发浓缩这两种效应来产生过饱和度。此法适用于溶解度中 等物质的结晶。该方法由于主体设备较简单、操作稳定、生产效率较高,便于工业化生产 而获得较多行业上的应用。许多食品物料结晶多采用该法,如葡萄糖、葡萄糖酸、苹果酸、 柠檬酸等。

上述三种方法的划分并非绝对的,某些物质的结晶既可用冷却法,又可用蒸发法或真 空冷却法,也可采用其他方法。如谷氨酸结晶采用冷却降温来控制过饱和度,更重要的是 控制其等电点使其具有最低溶解度,故工业生产上称该法为等电点结晶法。很多食品物 料若采用蒸发浓缩结晶法,温度对其质量及操作影响较大,故多数采用真空浓缩结晶法。 后者实际上是浓缩与结晶互相紧密联系的操作过程,物料的浓度靠真空浓缩提高到或接 近饱和浓度,然后紧接着靠冷却结晶控制结晶物的生成和提高产率。

此外,在工业生产中,还有向物系加入某些物质来降低溶质在溶剂中的溶解度的盐析 结晶法;也有利用气体与液体或液体与液体之间进行化学反应以产生固体沉淀的反应结 晶法,喷雾式结晶法以及成球法等。