結(jié)晶對(duì)于我們大家來說并不陌生，那么什么是結(jié)晶呢?結(jié)晶是指溶質(zhì)自動(dòng)從過飽和溶液中析出形成新相的過程。此結(jié)晶過程因內(nèi)部結(jié)構(gòu)的質(zhì)點(diǎn)（原子，離子，分子》作規(guī)律排成一定晶格，此與表面分子化學(xué)建力變化有關(guān)，因此又是一個(gè)化學(xué)反應(yīng)過程。    

       結(jié)晶過程需要經(jīng)過兩步驟來完成：首先是產(chǎn)生晶核；其次是晶核在良好的環(huán)境中長(zhǎng)大。無論是產(chǎn)生晶核還是晶核 長(zhǎng)大，都需要過飽和度來作推動(dòng)力，來推動(dòng)晶體過程的順利進(jìn)行，因此過飽和度的大小會(huì)影響晶核的形成速度和晶體的長(zhǎng)大速度，這兩格速度又影響最終晶體產(chǎn)品時(shí)的粒度和晶體粒度分布，因此，過飽和度是工業(yè)上考慮結(jié)晶問題。

       結(jié)晶的關(guān)鍵是飽和度，那么什么是飽和度溶液呢？飽和溶液就是當(dāng)溶質(zhì)濃度超過飽和度時(shí)油晶體析出，從而是溶液達(dá)到飽和。通常工業(yè)上制備飽和溶液有以下幾種：一、蒸發(fā)法：借蒸發(fā)除去部分溶劑結(jié)晶方法，它使溶液壓或減壓下加熱蒸發(fā)除去一部分溶劑，以達(dá)到或維持溶液過飽和度。此法利用了溶劑與溶質(zhì)的沸點(diǎn)大小不同，使溶劑變?yōu)檎羝撾x溶液而使溶質(zhì)的濃度增大，從而達(dá)到飽和溶液。二、冷卻法：此法不除去溶劑，我們?cè)鴮W(xué)過溶質(zhì)的溶質(zhì)大部分隨著溫度的升高而增大，因此可利用冷卻發(fā)來分離混合物，比如氯化鈉和硝酸鉀混合物使混合物在加熱的條件下充分溶解，氯化鈉的溶解度隨溫度的升高變化不大，而硝酸鉀的溶解度隨溫度的升高變化大，可利用冷卻法析出硝酸鉀晶體，從而分離兩種物質(zhì)。三、化學(xué)反應(yīng)結(jié)晶法：調(diào)節(jié)溶液的PH或向溶液中加入反映劑，生成新物質(zhì)。當(dāng)其濃度超過它的溶解度時(shí)，就有晶體析出。不同物質(zhì)在不同的PH下也有不同的溶解度，調(diào)節(jié)PH使其成為過飽和溶液而使其晶體析出；向溶液中加入反應(yīng)劑利用了溶解度大的經(jīng)過反應(yīng)生成溶解度小從而使晶體析出。例如青霉素結(jié)晶就是利用了其鹽類不溶與有機(jī)溶劑而游離酸不溶于水的特性使其結(jié)晶析出。四、鹽析結(jié)晶法：可向物質(zhì)中加入某種物質(zhì)，從而使溶質(zhì)在溶液中的溶解度降低，形成飽和溶液而結(jié)晶析出。加入的物質(zhì)可以是和原來溶劑互溶的另一種溶劑或溶質(zhì)。例如，向蛋白質(zhì)中加入硫酸銨，蛋白質(zhì)在硫酸銨中的溶解度小而使蛋白質(zhì)析出。五、等電點(diǎn)法：利用某些生物物質(zhì)具用兩性化合物，使其在等電點(diǎn)（PI）時(shí)于水溶液中游離而直接結(jié)晶的方法。另外還有復(fù)合法、共沸蒸餾結(jié)晶法。

        對(duì)于工業(yè)上來說，結(jié)晶設(shè)備的類型繁多，有許多形式的結(jié)晶器專用于莫一種結(jié)晶，也有許多重要形式的結(jié)晶設(shè)備通用于各種不同的結(jié)晶方法。一、敝式結(jié)晶槽：最簡(jiǎn)單的冷卻結(jié)晶器是一口敝口槽，利用自然冷卻來實(shí)現(xiàn)結(jié)晶操作。熱飽和溶液加入結(jié)晶槽后，主要依靠器壁液面進(jìn)行散熱。二、攪拌式結(jié)晶槽：在簡(jiǎn)單時(shí)結(jié)晶槽的基礎(chǔ)上，設(shè)置有冷卻劑對(duì)溶液進(jìn)行冷卻的換熱結(jié)構(gòu)和循環(huán)機(jī)構(gòu)，便成了強(qiáng)制循環(huán)冷卻式結(jié)晶槽。三、冷卻式連續(xù)分級(jí)結(jié)晶器：采用泵作為強(qiáng)制循環(huán)動(dòng)力，具有特殊的建立飽和度，控制飽和度及內(nèi)部晶粒大小分級(jí)的系統(tǒng)。四、蒸發(fā)結(jié)晶器：利用蒸發(fā)使溶液濃縮，使溶質(zhì)結(jié)晶析出。五、蒸發(fā)式里連續(xù)結(jié)晶器：具有建立和解除溶液過不飽和度以及晶體分級(jí)的系統(tǒng)。六、蒸發(fā)冷卻式結(jié)晶器：溶液過飽和度的建立是由絕熱蒸發(fā)來完成的。另外還有Oslo型結(jié)晶器、DTB型結(jié)晶器、DP型結(jié)晶器等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展結(jié)晶設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜應(yīng)用越來越方便，生產(chǎn)的結(jié)晶越來越純。

        結(jié)晶技術(shù)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展越來越完善，在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用也很廣泛。結(jié)晶技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)例有以下幾個(gè)方面：一、化學(xué)反應(yīng)結(jié)晶：在抗生素的溶液中加入成鹽劑（酸、堿或鹽類）使抗生素以鹽的形式沉淀結(jié)晶出來。如，在頭孢菌素C的濃縮液中加入醋酸鉀，即析出頭孢菌素C鉀鹽。又如，向紅霉素的緩沖萃取液中，加20%氫氧化鈉堿至PH7.8—10.2,并加熱既有紅霉素游離堿結(jié)晶析出。二、利用濃差結(jié)晶：在濃度很稀時(shí)，使產(chǎn)品溶解，溶劑蒸發(fā)后，提高了濃度達(dá)到飽和狀態(tài)，結(jié)晶就析出。如，制霉菌素的乙醇提取液真空濃縮10倍，冷至5攝氏度，放置2小時(shí)，即制得霉菌素結(jié)晶。三、利用溫度差結(jié)晶；維生素B12水溶液經(jīng)氧化鋁層析柱，用50%丙酮洗脫，將其洗脫液加入4倍丙酮，在冰庫中放置3天，即得結(jié)晶。四、鹽析結(jié)晶（加入不同溶劑結(jié)晶）：利用生物物質(zhì)在溶劑中溶解度的大小不同，使生物物質(zhì)在原來的溶液中析出。如，多黏菌素E的脫鹽脫色液，以弱堿性樹脂中和近中性，鉀等量丙酮，多黏菌素E硫酸鹽就結(jié)晶析處。五、利用等點(diǎn)電結(jié)晶：利用某些生物具有兩性的特性—當(dāng)溶液PH調(diào)節(jié)到器等點(diǎn)電時(shí)其溶解度最小的性質(zhì)，使生物從溶液中沉淀析出。如6—氨基青霉烷酸(6—APA)的水溶液，當(dāng)調(diào)節(jié)PH至3.8—4.1，即調(diào)到6—APA的PI(PH=4.3)附近時(shí)，6—APA即從水溶液中沉淀析出結(jié)晶。六、鹽析和冷卻并用結(jié)晶：絲裂菌素易溶于甲醇，難溶于苯，利用此性質(zhì)將其粗品溶于少量甲醇中，假如2倍體積的苯，5攝氏度放置過夜，絲裂菌素結(jié)晶即析出。七、冷卻和化學(xué)反應(yīng)并用結(jié)晶：將青霉素鉀鹽溶于緩沖液中，冷至3—5攝氏度，滴加鹽酸普魯卡印，即得普魯卡因青霉結(jié)晶。八、重結(jié)晶：利用在溶劑中的溶解度不同而重結(jié)晶。如青霉鈉鹽重結(jié)晶是將青霉素鈉鹽結(jié)晶溶于90%丙酮中，在加多量無水丙酮，重結(jié)晶就析出。另外還有共沸蒸餾結(jié)晶等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展結(jié)晶技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用越來越重要。