盐糖类晶体结块机理研究及定量预测

摘要

晶体产品更倾向于被制备成单颗、分散状态的产品，以具备良好的流动性和稳定性。这样的产品往往具有明显的商业竞争力。然而，在晶体后处理过程（干燥、运输和存储等）中，结块现象极易发生，成为产品质量的主要障碍，对生产效益造成严重损失，对晶体产品的贮存、包装、销售等环节带来严重的负面影响。为解决晶体结块问题，本文针对目前国内外晶体结块研究领域中的粘附阶段机理不清，晶体结块无法定量预测等瓶颈开展研究考察，补充和完善了晶体结块机理，并初步完成了晶体结块行为的定量预测，为晶体抗结块指标的定量设计提供了可行的思路。
　　首先，采用范德华酸碱理论，通过搭建毛细管上升法装置测定特定形状和尺寸的晶体粒子与探针液体的接触角，计算了晶体粒子在不同溶剂中的粘附能，从热力学角度解释了粒子间的粘附/排斥规律，并连同溶解度，与结块率建立关联，以此考察了溶剂种类、粒子形状、粒子尺寸对于粒子粘附和晶桥生长的影响。完成了对晶体结块机理的补充完善。
　　其次，采用PFC3D软件建立粒子堆积模型，结合晶体吸湿DVS曲线和结晶热力学，预测晶桥尺寸随时间的生长规律，建立晶桥尺寸和粒子尺寸关联，再与结块强度和结块率建立联系，从而实现晶体粒子结块率及结块强度的动态定量预测。
　　最终，基于对晶体结块热力学研究和定量预测方法的搭建，从调控环境温度和湿度、溶解度、晶习、晶体尺寸和粒度分布等方面讨论了预防结块的方法。提出通过结合软件模拟粒子堆积、吸湿特性表征和有效晶桥直径指标这三方面快速易得的数据进行系统性的晶体抗结块指标的定量设计。
　　以上相关研究内容尚未见文献报道。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 晶体粒子结块概述

1.2 晶体粒子结块机理国内外研究进展

1.3 本文的研究目的、意义和内容

第二章 晶体粒子粘附及晶桥生长阶段的热力学研究

2.1 文献综述

2.2 技术路线设计

2.3毛细管上升实验

2.4 结块率实验

2.5 溶解度实验

2.6 晶体干燥结块机理的热力学讨论

2.7 防止晶体结块的热力学控制手段

2.8 本章小结

第三章 基于PFC3D模拟软件定量预测麦芽糖醇结块行为

3.1 文献综述

3.2 技术路线设计

3.3 接触角测量方法的优化

3.4 DVS吸湿实验

3.5 PFC3D软件模拟及结块行为的定量预测

3.6 本章小结

第四章 结论与建议

4.1 结论

4.2 建议

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

附录

致谢