过程工程学报 ›› 2026, Vol. 26 ›› Issue (10): 1100-1108.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225329
王成龙1,2, 唐湘毅1,2*, 黄永春1,2,3*, 黄凯4, 黄承都1,2, 张昆明1,2
Chenglong WANG1,2, Xiangyi TANG1,2*, Yongchun HUANG1,2,3*, Kai HUANG4, Chengdu HUANG1,2, Kunming ZHANG1,2
摘要: 蔗糖属于国家战略储备资源,作为食物能够快速提供人体所需的能量,同时也是重要的工业原料之一。在蔗糖的工业生产过程中,蔗糖结晶工序属于制糖的核心环节,通过调节晶种添加量、糖液浓度、体系温度及搅拌速率,可得到理想的晶体形貌、粒径分布,进而提高最终产品的质量和产量。研究蔗糖结晶特性及结晶动力学对提高工业制糖效率、降低能耗、提高产品质量有着重要意义。由于蔗糖溶液具有黏度高、导电性差等性质,因此蔗糖结晶过程中的表征手段有限,传统离线取样检测方法难以实时监测过程中颗粒的变化,而聚焦光束反射测量技术(FBRM)能够直接将探头浸入糖液环境中记录颗粒的弦长分布,实现蔗糖结晶过程的实时监测。本工作使用FBRM在线监测了蔗糖的结晶过程,起晶操作是向低过饱和度蔗糖溶液中加入晶种,以此诱发结晶过程,实时记录结晶过程中蔗糖颗粒的弦长分布变化,研究不同晶种添加量、温度、过饱和度及搅拌速率对蔗糖结晶的影响。本工作统计并分析了蔗糖颗粒的弦长分布变化数据,得到特定条件下的晶体成核率和晶体生长率等结晶动力学数据,并将结晶动力学数据拟合出二次成核经验式,完善了蔗糖结晶的基础数据,为蔗糖工业生产优化提供理论基础。