На кинетику кристаллизации сахарозы оказывают влияние различные факторы: концентрация раствора, температура, частота перемешивания, вязкость и др.

С увеличением начальной концентрации сахарозы в растворе при постоянной температуре растет пресыщение. Из уравнения (2-11) следует, что с увеличением пересыщения раствора критический размер зародыша уменьшается. Поэтому в концентрированных растворах центры кристаллизации образуются более легко и в большем количестве, резко увеличивая суммарную поверхность кристаллизации, на которой откладываются молекулы растворенной сахарозы.

Влияние начальной концентрации сахарозы на кинетику кристаллизации показано на рис. 15.

Рис. 15. Изменение концентрации растворов сахарозы при 40°С во времени и различной начальной концентрации.

С повышением начальной концентрации величина латентного периода сначала медленно, а затем резко сокращается, происходит более быстрый спад концентрации, в результате чего процесс кристаллизации заканчивается за меньший отрезок времени.

При небольшом коэффициенте пересыщения (С/С_∞ = 1,08) образование центров кристаллизации происходит при длительном (около 90 мин) индукционном периоде (рис. 16), процесс развивается медленно и протекает при нестационарном режиме.

Рис. 16. Скорость образования центров кристаллизации сахарозы как функция времени при 40°С и различном пересыщении.

С увеличением пересыщения фазовый переход начинается почти сразу после начала перемешивания. Максимальное значение скорости достигается за менее продолжительное время. После скачкообразного изменения концентрации раствора скорость образования новых центров кристаллизации некоторое время еще продолжает увеличиваться, достигает максимума и быстро уменьшается до нуля.

Кинетика возникновения центров кристаллизации, положение и величина максимума скорости процесса определяются взаимодействием релаксационного и концентрационного факторов по уравнению Фольмера - Зельдовича (2-17). Обработка кривых скорости по этому уравнению позволяет установить ряд параметров процесса. При изменении пересыщения раствора а_О от 1,07 до 1,15 и температуре 40°С радиус критического зародыша уменьшается с 1,9 до 1,1 нм, а число молекул в нем - с 80 до 15. Величина поверхностного натяжения на границе кристалл - раствор изменяется незначительно и равна приблизительно 10³ Дж/м².