Образовавшиеся центры кристаллизации продолжают расти в результате присоединения к решетке новых молекул. Скорость присоединения молекул пропорциональна энергии их осаждения. Присоединение в первую очередь произойдет там, где при осаждении молекулы выделяется максимум энергии. Поэтому при росте кристалла прежде всего должно быть закончено построение уже имеющегося нарастающего слоя до ребра, ограничивающего данную грань. Затем возникает и до конца достраивается ближайший параллельный монослой.
Рис. 13 Схема кристаллизации
Скорость роста кристаллов выражается сталла сахарозы скоростью линейного перемещения грани в направлении, перпендикулярном к поверхности растущей грани, или приростом массы кристалла на единицу поверхности за единицу времени.
Согласно диффузионной теории растущий кристалл окружен неподвижным слоем раствора толщиной h (рис. 13). Непосредственно у самой грани кристалла концентрация раствора равна концентрации насыщения С∞. На расстоянии h от граней кристалла раствор пересыщен, его концентрация равна С. Вследствие разности концентраций (С-С∞) молекулы сахара диффундируют через неподвижный слой раствора h и, достигнув граней кристалла, беспрепятственно выкристаллизовываются на них.
Таким образом, у граней кристалла концентрация раствора не изменяется и остается равной С∞. Следовательно, скорость кристаллизации определяется скоростью диффузии молекул сахара и подчиняется уравнению Фика, решение которого в нашем случае имеет вид
(2-18)
где G - масса продиффундировавшего сахара;
D - коэффициент диффузии.
Скоростью кристаллизации v называется количество сахара, которое выкристаллизовалось на 1 м2 поверхности кристаллов за 1с. Подставляя значения F и r в уравнение (2-18), получим
(2-19)
Коэффициент диффузии, по Эйнштейну, зависит от абсолютной температуры Т и вязкости среды ƞ:
(2-20)
где k1-постоянная величина.
Подставляя значение D в уравнение (2-19), получим
(2-21)
Уравнение (2-21) дает возможность установить влияние ряда факторов на скорость кристаллизации.