生化工艺——第九章 结晶 ppt课件

1、第九章第九章 结结晶晶第一节第一节结晶根本结晶根本原理原理第二节第二节结晶的类结晶的类型型学习目的学习目的n了解结晶的类型；n掌握结晶的根本原理；n了解结晶操作控制要点，可以找出提高晶体质量的方法；n可以正确进展结晶操作，会分析结晶过程中相关问题并进展正确处置。结晶的概念结晶的概念n溶液中的溶质在一定条件下，因分子有规那么的溶液中的溶质在一定条件下，因分子有规那么的陈列而结合成晶体，晶体的化学成分均一，离子陈列而结合成晶体，晶体的化学成分均一，离子和分子在空间晶格的结点上呈规那么的陈列和分子在空间晶格的结点上呈规那么的陈列n固体有结晶和无定形两种外形固体有结晶和无定形两种外形n结晶结晶n析出速

2、度慢，溶质分子有足够时间进展陈列，粒析出速度慢，溶质分子有足够时间进展陈列，粒子陈列有规那么子陈列有规那么n无定形固体无定形固体n析出速度快，粒子陈列无规那么析出速度快，粒子陈列无规那么n只需同类分子或离子才干陈列成晶体，因只需同类分子或离子才干陈列成晶体，因此结晶过程有良好的选择性。此结晶过程有良好的选择性。n结晶过程具有本钱低、设备简单、操作方结晶过程具有本钱低、设备简单、操作方便，晶体外观好，适于商品化及包装，同便，晶体外观好，适于商品化及包装，同时可以满足纯度要求，广泛运用于氨基酸、时可以满足纯度要求，广泛运用于氨基酸、有机酸、抗生素、维生素、核酸等产品的有机酸、抗生素、维生素、核酸等

3、产品的精制。精制。一、过饱和溶液的构成一、过饱和溶液的构成饱和溶液饱和溶液过饱和溶液：过饱和溶液： 溶质只需在过饱和溶液中才干以溶质只需在过饱和溶液中才干以晶体方式析出；晶体方式析出；n结晶是指溶质自动从过饱和溶液中析出，结晶是指溶质自动从过饱和溶液中析出，构成新相的过程构成新相的过程n这一过程包括：这一过程包括：n溶质分子凝聚成固体溶质分子凝聚成固体n分子有规律地陈列在一定晶格中分子有规律地陈列在一定晶格中n只需当溶质浓度超越饱和溶解度后，才只需当溶质浓度超越饱和溶解度后，才可以有晶体析出。可以有晶体析出。n首先构成晶核，微小的晶核具有较大的首先构成晶核，微小的晶核具有较大的溶解度。本质上，

4、在饱和溶液中，晶核溶解度。本质上，在饱和溶液中，晶核是处于一种构成是处于一种构成溶解溶解再构成的动态再构成的动态平衡之中，只需到达一定的过饱和度以平衡之中，只需到达一定的过饱和度以后，晶核才可以稳定存在。后，晶核才可以稳定存在。n过饱和溶液的构成过饱和溶液的构成n晶核的构成晶核的构成n晶体生长晶体生长n 其中，溶液到达过饱和外形是结晶的其中，溶液到达过饱和外形是结晶的前提；过饱和度是结晶的推进力。前提；过饱和度是结晶的推进力。n结晶也是一个质量与能量的传送过程，它与体结晶也是一个质量与能量的传送过程，它与体系温度的关系非常亲密。系温度的关系非常亲密。n溶解度与温度的关系可以用饱和曲线和过饱和溶

5、解度与温度的关系可以用饱和曲线和过饱和曲线表示曲线表示n在温度在温度-溶解度关系图中，溶解度关系图中，SS曲线下方为稳定曲线下方为稳定区，在该区域恣意一点溶液均是稳定的；区，在该区域恣意一点溶液均是稳定的；n而在而在SS曲线和曲线和TT曲线之间的区域为介稳区，曲线之间的区域为介稳区，此刻如不采取一定的手段如参与晶核，溶此刻如不采取一定的手段如参与晶核，溶液可长时间坚持稳定；液可长时间坚持稳定；n参与晶核后，溶质在晶核周围聚集、陈列，溶参与晶核后，溶质在晶核周围聚集、陈列，溶质浓度降低，并降至质浓度降低，并降至SS线；线；n介于饱和溶解度曲线和过饱和溶解度曲线之间介于饱和溶解度曲线和过饱和溶解度

6、曲线之间的区域，可以进一步划分养晶区和刺激结晶区的区域，可以进一步划分养晶区和刺激结晶区n在在TT曲线的上半部的区域称为不稳定区，在该曲线的上半部的区域称为不稳定区，在该区域恣意一点溶液均能自发构成结晶，溶液中区域恣意一点溶液均能自发构成结晶，溶液中溶质浓度迅速降低至溶质浓度迅速降低至SS线饱和；线饱和；n因此，工业消费中通常采用参与晶种参与的因此，工业消费中通常采用参与晶种参与的晶体，并将溶质浓度控制在养晶区，以利于晶体，并将溶质浓度控制在养晶区，以利于大而整齐的晶体构成。大而整齐的晶体构成。n饱和曲线是固定的饱和曲线是固定的n不饱和曲线受要素的影响不饱和曲线受要素的影响n产生过饱和度的速度

7、冷却和蒸发速度产生过饱和度的速度冷却和蒸发速度n加晶种的情况晶种大小和多少加晶种的情况晶种大小和多少n机械搅拌的强度机械搅拌的强度n晶体产量取决于溶液与固体之间的溶晶体产量取决于溶液与固体之间的溶解解析出平衡；析出平衡；n固体溶质参与未饱和溶液固体溶质参与未饱和溶液溶解；溶解；n固体溶质参与饱和溶液固体溶质参与饱和溶液平衡平衡Vs=Vdn固体溶质参与过饱和溶液固体溶质参与过饱和溶液晶体析出晶体析出n结晶过程和晶体的质量都与溶液的过饱和度有结晶过程和晶体的质量都与溶液的过饱和度有关，溶液的过饱和程度可用过饱和度关，溶液的过饱和程度可用过饱和度S%来来表示，即：表示，即：n 过饱和溶液的浓度，过饱

8、和溶液的浓度，g溶质溶质/100g溶剂；溶剂；n 饱和溶液的浓度，饱和溶液的浓度，g溶质溶质/100g溶剂。溶剂。%100CCS = CC 结晶的首要条件是产生过饱和，采用何种结晶的首要条件是产生过饱和，采用何种途径产生过饱和会对目的产品的规格产生重要途径产生过饱和会对目的产品的规格产生重要影响，制备过饱和溶液普通有四种方法。影响，制备过饱和溶液普通有四种方法。 热饱和溶液冷却等溶剂结晶热饱和溶液冷却等溶剂结晶适用于溶解度随温度升高而添加的体系；适用于溶解度随温度升高而添加的体系；溶解度随温度升高而降低，那么采用升温结晶溶解度随温度升高而降低，那么采用升温结晶法法 自然冷却、间壁冷却、直接接触

9、冷却自然冷却、间壁冷却、直接接触冷却n部分溶剂蒸发法等温结晶法部分溶剂蒸发法等温结晶法n 借蒸发除去部分溶剂，而使溶液借蒸发除去部分溶剂，而使溶液到达过饱和的方法。适用于溶解度随温到达过饱和的方法。适用于溶解度随温度降低变化不大的体系。度降低变化不大的体系。n 加压、减压或常压蒸馏加压、减压或常压蒸馏n化学反响结晶化学反响结晶n 参与反响剂或调理参与反响剂或调理pH，产生一个，产生一个可溶性更低的物质，当其浓度超越其溶可溶性更低的物质，当其浓度超越其溶解度时，就有结晶析出。解度时，就有结晶析出。nn盐析反响结晶盐析反响结晶 n 参与一种物质另一种溶剂或另一参与一种物质另一种溶剂或另一种溶质于溶

10、液中，使溶质的溶解度降种溶质于溶液中，使溶质的溶解度降低，构成过饱和溶液而结晶析出的方法，低，构成过饱和溶液而结晶析出的方法，称为盐析反响结晶。称为盐析反响结晶。n 参与的溶剂必需能和原溶剂互溶。参与的溶剂必需能和原溶剂互溶。n除单独运用上述四种方法外，还常将以上除单独运用上述四种方法外，还常将以上几种方法结合运用几种方法结合运用n n成核成核n晶体生长晶体生长n 以过饱和度为推进力，在晶体的长大过以过饱和度为推进力，在晶体的长大过程中，仍有可以产生晶核。程中，仍有可以产生晶核。n一种是溶液过饱和后自发构成晶核的过程，一种是溶液过饱和后自发构成晶核的过程，称为称为“一次成核。一次成核。n向介稳

11、区不能发生初级成核过饱和度较向介稳区不能发生初级成核过饱和度较小的溶液中参与晶种，就会有新的晶核产生，小的溶液中参与晶种，就会有新的晶核产生，称为二次成核。称为二次成核。n在工业结晶中，二次成核过程为晶核的主要在工业结晶中，二次成核过程为晶核的主要来源。来源。 成核过程从实践上可分为两类成核过程从实践上可分为两类n均相成核；均相成核；n非均相成核非均相成核一次成核分为均相成核和非均相成核一次成核分为均相成核和非均相成核工业结晶的成核景象通常为二次成核工业结晶的成核景象通常为二次成核n二次成核中有两种起决议作用的机理：二次成核中有两种起决议作用的机理：n液体剪切力成核液体剪切力成核n接触成核接触

12、成核占主导位置占主导位置n 在工业的结晶过程中，接触成核有以下在工业的结晶过程中，接触成核有以下3种方式，其中又以第一种方式为主：种方式，其中又以第一种方式为主：n 晶体与搅拌器螺旋桨或叶轮之间的晶体与搅拌器螺旋桨或叶轮之间的碰撞；碰撞；n 晶体与晶体的碰撞；晶体与晶体的碰撞；n 晶体与结晶器壁间的碰撞。晶体与结晶器壁间的碰撞。n n定义：单位时间内在单位体积溶液中生成新核定义：单位时间内在单位体积溶液中生成新核的数目。的数目。n是决议结晶产品粒度分布的首要动力学要素；是决议结晶产品粒度分布的首要动力学要素；n成核速度大：导致细小晶体生成成核速度大：导致细小晶体生成n因此，需求防止过量晶核的产

13、生因此，需求防止过量晶核的产生n晶核一旦构成，立刻开场长成晶体，与晶核一旦构成，立刻开场长成晶体，与此同时新的晶核也在不断的构成。此同时新的晶核也在不断的构成。n晶体大小决议于晶体生长的速度和晶核晶体大小决议于晶体生长的速度和晶核构成的速度之间的对比关系。构成的速度之间的对比关系。n杂质杂质n搅拌搅拌n温度温度n操作要求：温度不宜太低，搅拌不宜太快，最好控操作要求：温度不宜太低，搅拌不宜太快，最好控制在介稳区内结晶。使较长时间里只需一定量晶核制在介稳区内结晶。使较长时间里只需一定量晶核生成，而使原有的晶核不断生长为晶体。生成，而使原有的晶核不断生长为晶体。n自然起晶法自然起晶法n刺激起晶法刺激

14、起晶法n晶种起晶法：该方法容易控制、所得晶体外形晶种起晶法：该方法容易控制、所得晶体外形大小均较理想，是一种常用的工业起晶方法。大小均较理想，是一种常用的工业起晶方法。)/(33pspsLLWW 四、晶习及产品处置四、晶习及产品处置n晶习是指在一定环境中，晶体的外部外形。晶习是指在一定环境中，晶体的外部外形。n结晶的过程中，晶体的晶习、晶体的大小和纯度结晶的过程中，晶体的晶习、晶体的大小和纯度是影响结晶产质量量的重要要素。是影响结晶产质量量的重要要素。n工业上常希望得到粗大而均匀的晶体。易过滤、工业上常希望得到粗大而均匀的晶体。易过滤、洗涤，在存储中也不易结块。但是抗生素作为药洗涤，在存储中也

15、不易结块。但是抗生素作为药品时有其特殊的要求。品时有其特殊的要求。n晶体质量包括三个方面的内容：晶体质量包括三个方面的内容：n晶体大小、外形和纯度晶体大小、外形和纯度n影响晶体大小的要素：影响晶体大小的要素：n 晶核构成晶体生长速度、温度、杂质、晶核构成晶体生长速度、温度、杂质、搅拌等搅拌等n影响晶体外形的要素：影响晶体外形的要素：n 过饱和度、搅拌、过饱和度、搅拌、pHn影响晶体纯度的要素：影响晶体纯度的要素：n 母液中的杂质、结晶速度、晶体粒度母液中的杂质、结晶速度、晶体粒度及分布及分布产品的处置产品的处置 n结晶后的产品还需经过固液分别、晶体的洗涤或结晶后的产品还需经过固液分别、晶体的洗

16、涤或重结晶、枯燥等一系列操作，其中晶体的分别与重结晶、枯燥等一系列操作，其中晶体的分别与洗涤对产质量量的影响很大。洗涤对产质量量的影响很大。n1分别和洗涤分别和洗涤 n真空过滤和离心过滤。真空过滤和离心过滤。n母液在晶体外表的吸藏经常需洗涤或重结晶降低母液在晶体外表的吸藏经常需洗涤或重结晶降低或除去杂质。或除去杂质。n母液在晶簇中的包藏，用洗涤的方法不能除去，母液在晶簇中的包藏，用洗涤的方法不能除去，只能经过重结晶来除去。只能经过重结晶来除去。 洗涤的作用：改善结晶废品的颜色，并可提高洗涤的作用：改善结晶废品的颜色，并可提高晶体纯度，有利于提高产质量量。晶体纯度，有利于提高产质量量。 洗涤的关

17、键：洗涤剂确实定和洗涤方法的选择。洗涤的关键：洗涤剂确实定和洗涤方法的选择。2晶体结块晶体结块n晶体结块是一种导致结晶产质量量劣晶体结块是一种导致结晶产质量量劣化的景象，导致晶体结块的主要缘由化的景象，导致晶体结块的主要缘由有：有：n结晶实践结晶实践n毛细管吸附实践毛细管吸附实践防止晶体结块方法防止晶体结块方法n参与惰性型防结块剂参与惰性型防结块剂;n参与外表活性剂型防结块剂参与外表活性剂型防结块剂;n惰性型与外表活性剂型防结块剂结合运惰性型与外表活性剂型防结块剂结合运用。用。第二节第二节 结晶的类型结晶的类型q根据结晶操作过程的反复性根据结晶操作过程的反复性 结晶方法结晶方法 一次结晶一次结

18、晶 重结晶重结晶 分级结晶分级结晶 冷却结晶冷却结晶 蒸发结晶蒸发结晶 真空结晶真空结晶 反应和盐析结晶反应和盐析结晶 q按照结晶操作过程的延续性程度按照结晶操作过程的延续性程度1.1.分批结晶分批结晶n选用适宜的结晶设备，用孤立的方式，在全过程选用适宜的结晶设备，用孤立的方式，在全过程中进展特殊的操作，并且这个操作仅仅间接地与中进展特殊的操作，并且这个操作仅仅间接地与前面和后面的操作有关系，这样的结晶操作称为前面和后面的操作有关系，这样的结晶操作称为分批结晶。分批结晶。n设备构造简单，对操作人员的技术要求不高。设备构造简单，对操作人员的技术要求不高。n操作步骤：结晶器的清洁；参与固料或液料操

19、作步骤：结晶器的清洁；参与固料或液料到结晶器中；用任何适宜的方法产生过饱和度；到结晶器中；用任何适宜的方法产生过饱和度；成核和晶体生长；晶体的排除。成核和晶体生长；晶体的排除。n分批结晶操作最主要的优点是能经过控制传热，分批结晶操作最主要的优点是能经过控制传热，消费出满足质量要求的合格晶体，其缺陷是操作消费出满足质量要求的合格晶体，其缺陷是操作本钱比较高，操作和产质量量的稳定性较差。本钱比较高，操作和产质量量的稳定性较差。2.2.延续结晶延续结晶n消费规模较大时，为提高消费效率，往往采用消费规模较大时，为提高消费效率，往往采用延续结晶。延续结晶。n延续结晶过程可以运用多种方式的结晶器。延续结晶

20、过程可以运用多种方式的结晶器。n劳动力本钱是延续结晶器优于分批过程的一个劳动力本钱是延续结晶器优于分批过程的一个重要要素。其消费效率取决于多方面的要素，重要要素。其消费效率取决于多方面的要素，普通比分批结晶的效率要高，其显著特点包括：普通比分批结晶的效率要高，其显著特点包括：可较好地运用劳动力；设备的寿命较长；可较好地运用劳动力；设备的寿命较长；有多变的消费才干；晶体粒度大小及其分有多变的消费才干；晶体粒度大小及其分布可控；有较好的冷却和加热安装；产品布可控；有较好的冷却和加热安装；产品稳定并使损耗减少到最小程度等。稳定并使损耗减少到最小程度等。3.3.重结晶重结晶n经过一次粗结晶后，得到的晶

21、体通常会含有一经过一次粗结晶后，得到的晶体通常会含有一定量的杂质。此时工业上经常需求采用重结晶定量的杂质。此时工业上经常需求采用重结晶的方式进展精制。的方式进展精制。n杂质产生的缘由主要包括：某些杂质与产物杂质产生的缘由主要包括：某些杂质与产物的溶解度相近，产生共结晶景象；有些杂质的溶解度相近，产生共结晶景象；有些杂质会被结合到产品的晶格中；因洗涤不完全，会被结合到产品的晶格中；因洗涤不完全，而使晶体上带有母液和杂质。因此需求重结晶，而使晶体上带有母液和杂质。因此需求重结晶，以提高产品的纯度。以提高产品的纯度。重结晶是利用杂质和结晶物质在不同溶剂重结晶是利用杂质和结晶物质在不同溶剂和不同温度下

22、的溶解度不同，将晶体用和不同温度下的溶解度不同，将晶体用适宜的溶剂再次结晶，以获得高纯度的适宜的溶剂再次结晶，以获得高纯度的晶体的操作。晶体的操作。与被提纯的有机化合物不起化学反响。与被提纯的有机化合物不起化学反响。对被提纯的有机物应具有热溶，冷不溶性质。对被提纯的有机物应具有热溶，冷不溶性质。杂质和被提纯物质，应是一个热溶，一个热不溶。杂质和被提纯物质，应是一个热溶，一个热不溶。对要提纯的有机物能在其中构成较整齐的晶体对要提纯的有机物能在其中构成较整齐的晶体溶剂的沸点，不宜太低易损，也不宜太高溶剂的沸点，不宜太低易损，也不宜太高难除。难除。价廉易得无毒。价廉易得无毒。 溶解过程溶解过程 防止

23、溶解过程中出现油珠状物产生，应留意以下两方面的问题：所选择的溶剂的沸点应低于溶质的熔点；如不能选择沸点较低的溶剂时，应在比熔点低的温度下溶解固体。除去杂质除去杂质n热过滤：除去不溶性杂质；n活性碳除去溶液的颜色、悬浮状微粒。晶体析出晶体析出n要求晶体大小适度。n滤液静置，缓慢冷却，可防止晶体过细；n假设晶体过大，可悄然摇动。晶体搜集和洗涤晶体搜集和洗涤l搜集：抽气过滤或称减压过滤l洗涤：用少量纯溶剂洗掉晶体外表的母液。晶体枯燥晶体枯燥n 根据化合物的性质选择适当的枯燥方法，常用的枯燥方法有：n 晾干、加热枯燥、红外线枯燥、枯燥器枯燥、减压恒温枯燥第三节第三节 结晶操作控制结晶操作控制一、过饱和

24、度一、过饱和度溶液的过饱和度是结晶过程的推进力，溶液的过饱和度是结晶过程的推进力， 直接影响结晶速率和晶体质量；直接影响结晶速率和晶体质量；固体产品的内在质量如纯度与其固体产品的内在质量如纯度与其外观性状如晶形、粒度等亲密外观性状如晶形、粒度等亲密相关。普通，晶形整齐和色泽洁白相关。普通，晶形整齐和色泽洁白的固体产品，具有较高纯度。的固体产品，具有较高纯度。必需根据产品在粒度大小、分布、晶必需根据产品在粒度大小、分布、晶形以及纯度等方面的要求，选择适形以及纯度等方面的要求，选择适宜的结晶条件，并严峻控制结晶过宜的结晶条件，并严峻控制结晶过程。程。n提高过饱和度，可提高结晶速率和收率。溶液黏度增

25、大，杂质含量添加 ，可以会出现如下问题：n成核速率过快晶体细小；n结晶生长速率过快在晶体外表产生液泡结晶质量；n结晶器壁易产生晶垢影响结晶操作；n产品纯度降低。 n因此，过饱和度与结晶速率、成核速率、晶体生长速率及结晶产质量量之间存在着一定的关系，应根据详细产品的质量要求，确定最适宜的过饱和度。二、温度二、温度n生物大分子的结晶，普通在较低温度条生物大分子的结晶，普通在较低温度条件下进展，以保证生物物质的活性，还件下进展，以保证生物物质的活性，还可抑制细菌的繁衍。可抑制细菌的繁衍。n但温度上升，溶液的黏度下降，可以会但温度上升，溶液的黏度下降，可以会使结晶速率下降，因此应控制适宜的结使结晶速率

26、下降，因此应控制适宜的结晶温度。晶温度。三、晶浆浓度三、晶浆浓度 n 提高晶浆浓度,促进溶液中溶质分子间的相互碰撞聚集，获得较高的结晶速率和结晶收率。但相应杂质的浓度及溶液黏度也增大，悬浮液的流动性降低，不利于结晶析出；也可以呵斥晶体细小，使结晶产品纯度较差，甚至构成无定形沉淀。n因此，晶浆浓度应在保证晶体质量的前提下尽可以取较大值。n对于生物大分子，通常选择3%5%的晶浆浓度比较适宜；对于小分子物质如氨基酸类那么需求较高的晶浆浓度。四、流速四、流速较高的流速有利于过饱和度分布均匀，使结较高的流速有利于过饱和度分布均匀，使结晶成核速率和生长速率分布均匀；晶成核速率和生长速率分布均匀；提高流速有

27、利于提高热交换效率，抑制晶垢提高流速有利于提高热交换效率，抑制晶垢的产生；的产生；流速过高会呵斥晶体的磨损破碎。流速过高会呵斥晶体的磨损破碎。五、结晶时间五、结晶时间n包括过饱和溶液的构成时间、晶核的构成时间包括过饱和溶液的构成时间、晶核的构成时间和晶体的生长时间。和晶体的生长时间。n 过饱和溶液的构成时间与其方法有关，时过饱和溶液的构成时间与其方法有关，时间长短不同。间长短不同。n 晶核的构成时间普通较短，而晶体的生长晶核的构成时间普通较短，而晶体的生长时间普通较长；在生长过程中，晶体不仅逐渐时间普通较长；在生长过程中，晶体不仅逐渐长大，而且还可到达整晶和养晶的目的。长大，而且还可到达整晶和

28、养晶的目的。n 结晶时间普通要根据产品的性质、晶体质结晶时间普通要根据产品的性质、晶体质量的要求来选择和控制。量的要求来选择和控制。六、溶剂与六、溶剂与pHpH值值应使目的产物的溶解度较低，以提高结晶的收率。应使目的产物的溶解度较低，以提高结晶的收率。另外，溶剂的种类和另外，溶剂的种类和pH值对晶形也有影响；值对晶形也有影响；案例：普鲁卡因青霉素在水溶液中的结晶为方形案例：普鲁卡因青霉素在水溶液中的结晶为方形晶体，而在醋酸丁酯中的结晶为长棒。晶体，而在醋酸丁酯中的结晶为长棒。因此，需经过实验确定溶剂的种类和结晶操作的因此，需经过实验确定溶剂的种类和结晶操作的pH值，保证结晶产质量量和较高的收率

29、。值，保证结晶产质量量和较高的收率。 七、晶种七、晶种n 加晶种进展结晶是控制结晶过程、提高加晶种进展结晶是控制结晶过程、提高结晶速率、保证产质量量的重要方法之结晶速率、保证产质量量的重要方法之一。一。n 工业上常用晶种起晶法：将溶液蒸发后工业上常用晶种起晶法：将溶液蒸发后冷却至亚稳定区的较低浓度，参与一定冷却至亚稳定区的较低浓度，参与一定量和一定大小的晶种，使溶质在晶种外量和一定大小的晶种，使溶质在晶种外表生长。表生长。八、搅拌与混合八、搅拌与混合n增大搅拌速度，可提高成核速率增大搅拌速度，可提高成核速率n搅拌利于溶质的分散而加速晶体生长；搅拌利于溶质的分散而加速晶体生长；n但搅拌速率过快会

30、呵斥晶体的剪切破碎，影响但搅拌速率过快会呵斥晶体的剪切破碎，影响结晶产质量量。结晶产质量量。n工业消费中，为获得较好的混合外形，同时防工业消费中，为获得较好的混合外形，同时防止晶体的破碎，普统统过大量的实验，选择搅止晶体的破碎，普统统过大量的实验，选择搅拌桨的方式，确定适宜的搅拌速度，以获得需拌桨的方式，确定适宜的搅拌速度，以获得需求的晶体。求的晶体。n采用直径及叶片较大的搅拌桨，降低转速，或采用直径及叶片较大的搅拌桨，降低转速，或采用气体混合方式，以防止晶体破碎。采用气体混合方式，以防止晶体破碎。九、结晶系统的晶垢九、结晶系统的晶垢 为防止晶垢的产生，或除去已构成的晶垢，普通可采用下述方法：

31、器壁内外表采用有机涂料，坚持壁面光滑，可防止在器壁上进展二次成核而产生晶垢；提高结晶系统中各部位的流体流速，并使流速分布均匀，消除低流速区内晶体堆积结垢；外循环液体为过饱和溶液，应使溶液中含有悬浮的晶种，防止溶质在器壁上析出结晶；控制过饱和构成的速率和过饱和程度，防止壁面附近过饱和度过高而结垢；增设晶垢根除安装，或定期添加污垢溶解剂，除去已产生的晶垢。 第四节 结晶技术实施一、结晶工艺及操作一、结晶工艺及操作1.1.冷却结晶冷却结晶 按冷却方式分冷却结晶可分为：自然冷按冷却方式分冷却结晶可分为：自然冷却、间接换热冷却与直接接触冷却结晶。却、间接换热冷却与直接接触冷却结晶。图图9-7 9-7 内

32、循环结晶器内循环结晶器 图图9-8 9-8 外循环结晶器外循环结晶器2.蒸发结晶蒸发结晶 依托蒸发除去一部分溶剂的结晶过程称为蒸依托蒸发除去一部分溶剂的结晶过程称为蒸发结晶。它是使结晶母液在加压、常压或减压下发结晶。它是使结晶母液在加压、常压或减压下加热蒸发、浓缩而产生过饱和度。加热蒸发、浓缩而产生过饱和度。3.3.真空绝热冷却结晶真空绝热冷却结晶真空绝热冷却结晶是使溶剂在真空下绝热闪蒸，同时依托浓缩与冷却两种效应来产生过饱和度，这是广泛采用的结晶方法。左图为带有导流筒及挡板的结晶器，简称DTB型结晶器。4. 盐析结晶盐析结晶 盐析结晶经过向结晶体系参与添加剂盐析结晶经过向结晶体系参与添加剂(

33、亦称亦称媒晶剂媒晶剂),以降低溶质在原溶剂中的溶解度以降低溶质在原溶剂中的溶解度,促进溶促进溶质的析出质的析出,到达溶质从溶液中分别的目的。所参与到达溶质从溶液中分别的目的。所参与的添加剂可以是气体、液体或固体。的添加剂可以是气体、液体或固体。5. 反响结晶反响结晶 反响结晶是指两个或多个反响物均相反响，反响结晶是指两个或多个反响物均相反响，反响产物从溶液中结晶出来的过程。它是一种同反响产物从溶液中结晶出来的过程。它是一种同时涉及反响、传质、快速成核及生长以及可以发时涉及反响、传质、快速成核及生长以及可以发生的二次过程，如老化、熟化、凝聚和破裂等的生的二次过程，如老化、熟化、凝聚和破裂等的复杂过程。复杂过程。6.冷冻结晶冷冻结晶 冷冻结晶经过将待分别的物系降温冷却冷冻结晶经过将待分别的物系降温冷却, 梯梯度构成不同的结晶顺序度构成不同的结晶顺序,从而到达分别提纯的目的。从而到达分别提纯的目的。 7.熔融结晶熔融结晶 8.其它结晶工艺其它结晶工艺1结晶衍生物工艺结晶衍生物工艺2高压结晶技术高压结晶技术3萃取结晶技术萃取结晶技术4升华结晶升华结晶二、结晶工艺问题及处置二、结晶工艺问题及处置n蒸发结