Введение Во многих инновационных процессах химической, пищевой и других смежных отраслях промышленности в производственном потоке сырьевых ресурсов, полуфабрикатов и т. д. используются порошкообразные материалы с частицами определенного размера. Такой важный и зависящий от степени однородности частиц по размеру технологический процесс, как кристаллообразование, определяется дисперсностью инициирующего этот процесс затравочного материала [1]. Чтобы подготовить порошок с заданной областью размера частиц необходимо, с одной стороны, обладать технологией получения взвеси требуемого дисперсионного состава, с другой – располагать для реализации процесса фракционирования обоснованной методикой количественной оценки статистических характеристик порошка при его обработке. Анализируя состояние рассматриваемого в статье вопроса, следует подчеркнуть, что в различных областях производства основным критерием качества промежуточной и готовой продукции в ряде технологий считают гранулометрический состав и связанные с ним показатели (удельная поверхность, пористость, реакционная способность, глубина химических превращений и т. д.). Поэтому анализ дисперсности является распространенным методом исследований веществ многих технологических процессов. Относительно рассматриваемого в работе предмета – обработке взвеси – в вопросе морфологии частиц применяется следующая терминология: 1– 100 нм – ультрадисперсные порошки; 100 нм – 10 мкм – тонкодисперсные; 10–200 мкм – среднедисперсные; 200–1000 мкм – грубодисперсные. Проблеме инициации и особенностям зарождения центров кристаллизации и протекания процесса кристаллообразования в технологии производства процессом фракционирования, а сепарируемый материал рекомендуется обрабатывать на нескольких машинах или направлять его на повторную обработку. Для большей эффективности работы технологической линии эксплуатируемые на предыдущих этапах машины должны обеспечивать благоприятные условия сепарировании на следующем в цепочке оборудовании. В работах [9–14] внимание уделено анализу процессов формирования и роста кристаллов в производствах различного назначения. В работах [15–17] исследованы проблемы разделения и фракционирования слабо концентрированной тонкодисперсной жидкостной системы на центробежном оборудовании различных типов, а также приведены расчетные зависимости процесса классифицирования по размеру полидисперсной фазы этой системы. Анализ содержания литературных источников показывает, что во многих областях технического и прикладного характера научные вопросы по проблеме фракционирования сыпучих смесей, в том числе для подготовки затравочного материала, являются предметом исследования многих научных и технических специалистов. Применительно к проблеме технологии процесса кристаллизации в химическом, пищевом и других производствах ряд вопросов нуждается в дальнейшем изучении и углубленном теоретическом анализе. В статье с методических позиций и по этапам проведения процесса фракционирования обосновывается процедура его протекания и управления. Для этого с целью инициации процесса кристаллообразования в сахарном производстве на основе гомогенизированного по составу затравочного материала предлагается базирующаяся на технологии центробежного разделения гетерогенной жидкостной системы в тарельчатом сепараторе методика реализации процесса фракционирования порошкообразной сахарсодержащей суспензии. При обосновании расчета этого процесса в качестве исходных данных по гранулометрическому составу применяемого в процессе кристаллизации затравочного материала используются результаты опытных наблюдений [18]. С новых позиций и в рамках проблематики расчета процесса фракционирования затравочной субстанции как концентрированной среднедисперсной суспензии, а также на базе опытных данных по дисперсионному составу представлено (с использованием современных информационных технологий) теоретическое и количественное моделирование этого процесса. Объекты и методы исследования Объектом исследования стала суспензия типа «метастабильный раствор + частицы затравочного материала», твердая фаза которой полидисперсна (диаметр δ). Чтобы выделить из жидкостной смеси частицы с заданной (целевой) крупностью, твердую фазу подвергали процедуре фракционирования, используя центробежный сепаратор. В качестве основы для проведения пробного объекта исследования был выбран сепаратор марки А1-ОЦМ-5. Конструктивные и режимные параметры машины: номинальная производительность Q0 = 5 м3 /ч; число тарелок Z = 53; полуугол конусности тарелки α = 40°; минимальный и максимальный диаметр тарелки d0 = 0,05 м и d1 = 0,105 м соответственно (r0 = 0,078 и r1 = 0,163 м); межтарелочный зазор h = 7×10–4 м; угловая скорость ротора ω = 650 c–1 (рис. 1) [19]. Параметры суспензии: динамическая вязкость жидкости µ = 0,1 Па∙с; плотность жидкости ρ = 1450 кг/м3 , твердой фазы ρ1 = 1560 кг/м3 ; концентрация твердой фазы с = 0,1. Размер пробных частиц δ1 = 2×10–5 м и δ2 = 3×10–5 м. Предполагается, что двухфазная жидкостная система с объемной концентрацией с твердой фазы и заданной f(δ) плотностью ее распределения по крупности равномерно перемешана. Причем плотность ρ1 твердой фазы превышает плотность ρ жидкости. Обрабатывая суспензию в сепарирующей машине, нужно выделить из нее частицы