结晶的定义(终极版)
化工分离工程：第8章 结晶
FLGC
如对于硫酸钡： σ =0.13J/m2 M =0.233kg/mol ρs=4500kg/m3 V=2 T=298k R=8.3J/mol.k
粒度为1μm(r=5×10-7m)时，c/c*=1.005，即溶解度增加0.5% 粒度为0.01μm时，c/c*=1.72，即溶解度增加72%
由此可见，微小的晶核具有较大的溶解度
FLGC
8.2.2.1 晶核形成和成核速率
初级成核：无晶种存在。分为均相成核和非均相成核。 均相成核：溶液在较高过饱和度下自发生成晶核的过程 非均相成核：溶液在外来物的诱导下生成晶核的过程，可
在较低的过饱和度下发生。 二次成核：有晶种存在。剪切力成核和接触成核，指含
有晶体的溶液在晶体相互碰撞或晶体与搅拌器或器壁碰 撞时所产生的微小晶体的诱导下发生的。 晶核的大小为几个纳米至数十个微米的数量级
FLGC
8.1.3 结晶分离过程
结晶分离：利用固体物质溶解性或凝固点的不同，以及 溶解度受温度变化影响不同，使一种物质先结晶而达到 分离目的。
溶液结晶的推动力是浓度差，即溶液的过饱和度；熔融结晶的推动 力是过冷度
•结晶：析出速度慢，溶质分子有足够时间进行排列，粒 子排列有规则 •无定形固体：析出速度快，粒子排列无规则-沉淀
FLGC
结晶与溶解度之间的关系
• 固体溶质加入未饱和溶液——溶解； • 固体溶质加入饱和溶液——平衡（Vs=Vd） • 固体溶质加入过饱和溶液——晶体析出 • 晶体产量取决于溶液与固体之间的溶解—析出平
衡；
FLGC
8.2.1 溶解度
一. 溶解度与温度的关系
溶解度与温度的关系可以用饱和曲线和过饱和曲线表示
氯化钠晶体 9
FLGC
第八章 结晶
第一节 概述
一、基本概念
结晶：使溶于液体中的固体溶质从溶液中析出晶体的单元操作。
二、结晶的应用
用于分离提纯，它不仅能从溶液中提取固体物质，而且能使溶质 和杂质分离，提高纯度。结晶产品外表美观，形状规则，便于包装、 运输和储存，生产装置方便、经济，在化工生产中有广泛应用。
三、与结晶联用的其他操作
控制过饱和度、控制温度、控制压力 控制晶浆固液比、缓慢控制平稳运行、防止结垢结疤
蒸发—满足结晶条件 过滤、沉降、离心分离—提纯、防止形成晶簇
第二节 结晶的基本原理 一、结晶相关基本概念
1.溶解度
在一定的温度压力下，物质在一定量溶剂中溶解的最大量。 •固体溶解度：在一定温度下于100g水（或其他溶剂）溶解溶质的最多克数。
2.饱和溶液
在一定温度下，溶质在溶剂中溶解的量达到最大时的溶液，即达到溶 解度的溶质，就是饱和溶液。
1、结晶的过程
溶质从溶液中结晶出来，要经历两个步骤： 晶核形成：首先要产生微观的晶粒作为结 晶的核心，这个核心称为晶核。 晶体成长：晶核形成后，晶核长大，成为 宏观的晶体，这个过程称为晶体成长。
2、结晶的动力
成核过程和晶体成长过程，都以溶液的过饱和 度作为推动力。
3、成核形式
成核可分为三种形式：初级均相成核、初级非 均相成核及二次成核。 二次成核：在溶液中含被结晶物质晶体的条件 下出现的成核。二次成核主要是接触成核，在 工业结晶器中的成核大都属于接触成核。
主体是一敞口或闭式的长槽，底部半圆形。 槽外装有水夹套，槽内则装有长螺距低速 螺带搅拌器。全槽常由2～3个单元组成。
1—结晶槽；2—水槽（冷却水夹套）
3—搅拌器；4，5—接管
（2）工作原理
化学结晶知识点总结
化学结晶知识点总结一、结晶的定义结晶是指物质由溶液中析出形成有序排列的晶体的过程。
溶质分子在溶液中受到溶剂的包围，当受到外界条件的变化时，如温度、浓度等，会导致溶质分子聚集在一起形成晶体。
晶体的结构是由具有周期性、有序性的晶格构成的。
晶体的晶格可以使溶质分子有固定的排列位置，从而形成晶体的几何形状和特定的物理化学性质。
二、结晶的过程1. 溶解：将固体溶质溶解在溶剂中形成溶液。
在溶解过程中，溶质分子和溶剂分子之间会发生相互作用，使得溶质分子逐渐被溶解在溶剂中。
2. 过饱和：当溶质溶解度逐渐达到饱和状态时，如果继续加热溶液或者加入其他物质，会导致溶质在溶剂中超出饱和状态形成过饱和溶液。
3. 结晶核形成：过饱和溶液中的溶质分子会在一定条件下聚集在一起形成晶核，晶核是结晶的起始点。
晶核的形成过程是一个热力学的过程，需要一定的活化能才能克服溶质分子之间的相互排斥作用。
4. 晶体生长：晶核形成后，溶质分子会逐渐在晶核上沉积，形成有序排列的晶体。
晶体生长需要一定的时间，通常会随着时间的推移而增长。
三、结晶的影响因素1. 温度：温度是影响结晶的重要因素。
在一定范围内，温度的升高会使溶解度增大，促进结晶的形成。
而温度的降低则会使溶解度减小，不利于结晶的形成。
2. 浓度：溶液中溶质的浓度也是影响结晶的重要因素。
当溶质浓度超过饱和度时，会形成过饱和溶液，有利于结晶的形成。
3. 晶种：晶种是影响结晶过程的另一个重要因素。
晶种的大小、形状和表面性质会影响晶体的形成和生长速度。
合适的晶种可以促进结晶的形成，加快晶体生长速度。
4. 搅拌和氧气气泡：在溶液中加入搅拌棒搅拌或者通入氧气气泡可以增加溶液的氧气含量，增大氧气和溶质的接触面积，有利于结晶的形成。
5. 杂质：溶液中存在的杂质也会影响结晶的过程。
有些杂质会使溶质分子更容易聚集形成晶核，促进结晶的形成。
而有些杂质则可能阻碍结晶的形成，影响晶体的纯度和质量。
四、结晶的应用1. 工业生产：结晶技术在化工、制药、食品等工业生产中有着广泛的应用。
结晶
• 结晶过程中，体系总的自由能变化分为两部 分，即：表面过剩吉布斯自由能（ΔGs）和 体积过剩吉布斯自由能（ ΔGv） • 晶核的形成必须满足： ΔG= SΔGs+ VΔGv<0 通常ΔGs>0，阻碍晶核形成； ΔGv<0
ΔGv—形成单位体积晶体的吉布斯自由能变化
临界半径与成核功
• 假定晶核形状为球形，半径为r，则ΔGv= 4/3(πr3 ΔGv)；若以σ 代表液固界面的表面 张力，则ΔGs= σ A=4 πr2 σ； • 因此，在恒温、恒压条件下，形成一个半径 为r 的晶核，其总吉布斯自由能的变化为： ΔG=4 πr2(σ+(r/3) ΔGv)
结
晶
结晶：结晶是指固体物质以晶体状态从溶液、 蒸汽或熔融物中析出的过程。熔融结晶和溶 液结晶。 结晶在化工过程中的应用： 1.大宗的无机盐：糖、盐、硝酸铵、尿素等。 糖+盐>100兆吨，化肥 > 1兆吨 2.冶金和材料工业中，结晶也是关键单元操 作。 3.医药等精细化学品。 在高新技术领域中的应用越来越广，如蛋白 质、纳米粒子和超纯材料的制造。
间接换热釜式结晶器 (a)、(b)为内循环式； (c)为外循环式
溶液结晶的类型
• 部分溶剂蒸发法（等温结晶法）
适用于溶解度随温度降低变化不大的体系， 或随温度升高溶解度降低的体系； 方法：
加压、减压或常压蒸馏 例如： 氯化钾、硫酸镁等溶液
溶液结晶的类型
• 真空蒸发冷却法
使溶剂在真空下迅速蒸发，并结合绝热冷 却，是结合冷却和部分溶剂蒸发两种方法的一 种结晶方法。
的几何规律排列，各质点间有力的作用，它是晶体
结构中的键。 • 由于键的存在，质点得以维持在固定的平衡位置上， 彼此保持一定距离，形成空间晶格。
6.3.4 结晶
10、（广东）下图是A、B两种物质的溶解度曲线，根据图示回答 下列问题：
（1）t1℃时，A、B两种物质的溶解度是A B（填“>”、 “<”或“=”，下同）。 （2）将t3℃的A、B两种物质的饱和溶液各200g，降温至t1℃，析出 晶体的质量关系是A B。 （3）t2℃时，100g水中溶解50gA刚好饱和，那么50g水中 溶解 gB也刚好达饱和，此时溶液的质量分数是 （精 确到0.1%）。
从两种物质的溶解度随温度的变化情况可知道：氯化钠的 溶解度随着温度的升高变化不大，要获得氯化钠晶体不宜 采用冷却热的饱和溶液的方法，而要采取蒸发溶剂的方法 ，所以夏天晒盐（蒸发其中的溶剂）。而纯碱的溶解度随 着温度的升高而显著增大，宜采用冷却饱和溶液的方法获 得晶体，所以冬天捞碱。
五、混合物的分离
课堂练习
一、填空题。 1、将实验室高锰酸钾制取氧气完全反应后的剩余固体分 离。 ①若回收二氧化锰，操作步骤为 溶解 过滤
洗涤
。
②若回收锰酸钾，操作步骤为 溶解 过滤 蒸发结晶 干燥 。
（提示：锰酸钾易溶与水，二氧化锰难溶与水）
2、如右图是A、B、C三种物质（都不含结晶水）的溶解度 曲线： S/g
1、结晶法
（1）适用范围：将几种可溶性固体分离 （2）原理：利用混合物中物质的溶解度受温度的影响不同。
（3）步骤；
高温下制成 热饱和溶液 （KNO3、 NaCl）
溶解度 /g 1 2 0
110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 10 0
松 沥 青 香
各 种 玻 璃 （ 塑 料 ） 有 机 玻 璃
四、结晶的方法
1、蒸发结晶（蒸发溶剂法）：将固体物质的溶液加热蒸 发，使溶液由不饱和状态变为饱和状态，再继续蒸发溶剂 ，使溶质析出。 适用对象：溶解度受温度影响较小的物质。 例如：氯化钠等。
食品分离技术.
一、结晶的基本概念
1 、结晶定义： 凡是从匀相中形成固体
颗粒者，统称为结晶
结晶是制备纯品的有效方法，由于晶体外 观好，易于被消费者喜爱，一般生产中常 以结晶作为最后一步的精制操作。 比如在食品配料和添加剂都是通过结晶获 得的。如葡萄糖酸，蔗糖、谷氨酸钠等。
2、工业结晶过程
①从水溶液中结晶以获得固体产品； ②从稀溶液中由水的冻结以浓缩溶质，即 冷冻浓缩； ③控制结晶操作以获得某些流变学特性。 本章主要讨论从水溶液中结晶出所需产 品的结晶过程，属于物理分离手段。
(1)食品工业中的结晶过程
从水溶液中结晶：包括两种情况。
一是结晶操作作为获得纯净固体的一种物理分离手段。 例如制造葡萄糖； 另一种是结晶必须加以控制的场合，如蜂蜜中的糖分， 冰淇淋中的乳糖等。
2、不纯糖液中蔗糖溶解度用饱和系数表示
3、过饱和系数：过饱和程度的大小用过饱和 系数来表示，符号： 。
4、溶液的过饱和度与结晶的关系
图中的 AB 线为平衡溶解度曲线 (Solubility Equilibrium curve)或溶解度曲线 CD线代表溶液过饱和而能自发地产生晶核的浓度曲线， 也称过饱和曲线 (Supersolubility curve)或过溶解度 曲线，它与平衡溶解度曲线大致平行。这两根曲线将浓 度-温度图分割为3个区域。 1、在AB曲线以下是稳定区，在此区中溶液尚末达到饱 和，因此没有结晶的可能。
AB线以上为过饱和溶液区，此区又分为两部分：
在AB与CD线之间称为介稳区 (Metastable region)，在 这个区域中，不会自发地产生晶核，但如果溶液中已加了 晶种 (在过饱和溶液中人为地加入少量溶质晶体的小颗粒， 称为加晶种)，这些晶种就会长大，称长晶。 CD线以上是不稳区 (Labile region)，在此区域中，溶液 能自发地产生晶核，若原始浓度为E的结晶溶液在没有溶 剂损失的情况下冷却到F点，溶液刚好达到饱和，但不能 结晶，因为它还缺乏作为推动力的过饱和度。
结晶
结晶1.结晶的概念结晶是指固体物质以晶体状态从蒸气、溶液、或者熔融的物质中析出的过程。
它是获得纯净固态物质的一种单元操作。
结晶分为溶液结晶、熔融结晶、升华结晶和沉淀结晶。
在工业生产中大多数结晶是溶液结晶。
2.结晶的特点（1）结晶操作可以从含杂质较多的溶液中分离出高纯度的晶体（形成混晶的情况除外）；（2）因沸点相近的组分其熔点可能有显著差别，故高熔点混合物、相对挥发度小的物系及共沸物、热敏性物质等难分离物系，可考虑采用结晶操作单元；（3）结晶操作能耗低，对设备要求不高，一般无三废排放；（4）结晶产品外观优美，生产操作弹性大。
3. 结晶的基本原理一种物质溶解在另一种物质中的能力叫溶解性，溶解性的大小与溶质和溶剂的性质有关。
相似相容理论认为：溶质能溶解在与它结构相似的溶剂中。
在一定条件下，一种晶体作为溶质可以溶解在某种溶剂之中而形成溶液。
在固体溶质溶解的同时，溶液中同时进行着已溶解的溶质粒子重新变成固体而从溶液中析出的过程，即结晶。
溶解与结晶是可逆过程。
当固体物质与其溶液接触时，如溶液尚未饱和，则固体溶解，；当溶液恰好达到饱和时，固体与溶液达到动态平衡，溶解速度与结晶速度相等，此时溶质在溶剂中的溶解量达到最大限度，如果溶质量超过此限度，则有晶体析出。
4.结晶的相平衡过程结晶过程是溶质由液相转移到固相的传质过程，因此遵循传质的一般规律。
一定条件下，溶质在某溶剂中可以溶解的最大数量称为溶质的溶解度。
溶质的浓度达到溶解度的溶液称为饱和溶液。
浓度超过溶解度的溶液称为过饱和溶液。
溶质可以继续溶解于未饱和溶液中，至其浓度达到溶解度为止。
过饱和溶液析出过多的溶质称为饱和溶液，即结晶只能在过饱和溶液中进行。
S溶解度= f (物质，温度)溶解度表示：溶质在溶液中的质量分数，x%；100kg溶剂中溶解的溶质数，kg溶质/100kg 溶剂；体积质量分数，g/L。
溶解度曲线：以溶解度为纵坐标，温度为横坐标，绘制出溶解度与温度的变化关系曲线。
结晶的定义(终极版)
表观二次成核
晶尘成核 聚晶成核 宏观磨损
成核 真正二次成核
论
晶体－－晶体 接触成核 晶体－－搅拌器
晶体－－结晶器壁
流体剪切成成核
<4>盐析法：如① NaCl 加入到饱和 NH4Cl 母液中 ②乙醇溶剂加入到水溶液中
③酰胺类物质加入到 NaCl 或 Na2CO3 溶液中
<5>反应结晶法
重 钙 制 磷 酸 二 氢 钾 ： CaH2PO4 ＋ K2SO4
CaSO4·H2O＋ KH2PO4 （三）成核
1 、成核过程分类
均相成核 一次成核
6、连续结晶缺点 ............ 4 7、分批结晶器操作 ........ 4 8、冷却速率对及加入晶种 对结晶操作的影响 .................. 4 9、晶种质量粒度和产品质 量粒度的关系 .......................... 4
10、连续结晶器的操作 .. 4 11 、连续结晶过程中采取 的措施 ..................................... 4 12、细晶消除 .................. 4 13、细晶消除的好处 ...... 5 14、细晶消除方法 .......... 5 15 、结晶器模型放大方法 条件为： .................................. 5 （七）熔融结晶过程与设备 .. 5 1、熔融结晶过程与设备 5 2、熔融结晶的基本操作模 式三种方式 .............................. 5 3、提纯手段 .................... 5 4、倾斜塔结晶器 ............ 6
所期望的晶体产品，首先就要使溶液达到过饱和状态。
结晶
等电点结晶罐
立式大罐 H/D=1-1.2 搅拌：桨式搅拌器， d/D=1/2-1/3,两档搅拌， 搅拌桨倾角 10-20 度。促 使液流上升，下档不宜太 高，防止罐底晶种下沉。 搅 拌 转 速 20-60r/min 罐 底装有轴承。 冷却装置：蛇管。 冷却剂：冷冻盐水、氨。 罐身保温。
卧式结晶箱
溶液过饱和度过大，成核和长大速率过快，结晶热必须以 很快的方式放出，以适应快速成核和迅速长大的需要，因 为比表面积越大，放热越快，这样就容易形成比表面大的 片状、针状结晶和树枝状晶簇，这种结晶或晶簇易包裹母 液，因此结晶质量大幅度下降。 相对而言，表面反应速度高，扩散速率低，则晶体质量好。 即受扩散速率控制的晶体的生长良好。 表面反应速率与结晶温度的关系很大，结晶温度提高，表 面反应速率加快，扩散速率基本不变，有利于晶体的生长， 扩散速率与浓度差呈正比，一切提高浓度差的因素都会增 加扩散速率。 当扩散速率〉表面反应速率时，晶体质量就会下降。
晶体的分类
立方晶系 四方晶系 六方晶系 正交晶系 单斜晶系 三斜晶系 三方晶系
晶胞——组成空间点阵结 构的基本单位——最小基 本单元 晶体有明显的晶角和平滑 的晶面外形 同种晶体具有相同的晶面 角
结晶操作的特点
只有同类分子或离子才能排列成晶体，因 此结晶过程有良好的选择性。 通过结晶，溶液中大部分的杂质会留在母 液中，再通过过滤、洗涤，可以得到纯度 较高的晶体。 结晶过程具有成本低、设备简单、操作方 便，广泛应用于氨基酸、有机酸、维生素、 核酸等产品的精制。
起晶过程
特点
此法需要控制较高的 过饱和系数，浓缩时 此法起晶速度快，晶核 间长，而且晶核不整 也较整齐、均匀．但晶 齐，数量难控制，是 核数量仍难控制，一般 一种古老的起晶方法，用于生产粉体味精。 目前己不采用。
结晶的具体概念
结晶的具体概念
结晶是指物质由液态、气态或溶液状态向固态过渡的过程，在此过程中，物质中的微观粒子逐渐排列有序并形成具有一定结构的晶体。
结晶是化学、物理和材料科学中一个非常重要的概念，涉及到我们日常生活中大量的化学品和材料。
在结晶过程中，物质中的原子、分子或离子会通过吸引力和排斥力相互作用，逐渐排列有序形成晶体。
晶体具有一定的几何形状和内部结构，这种结构性的有序性是晶体与非晶体相比的最显著的特点之一。
晶体的形态是由晶体内部排列的微观粒子的空间组织所决定的，不同的晶体可能有不同的形状。
结晶过程中，存在着许多因素会影响晶体的形态和结构，例如温度、压力、物质成分、搅拌强度、溶剂等。
对于同一种物质，结晶条件的不同可能会导致晶体形态和内部结构的不同。
因此，控制结晶条件对于制备理想的晶体具有至关重要的作用。
结晶技术是一种常见而又重要的分离、纯化技术。
通常，结晶用于制备高纯度的单一化合物，以及从混合物中分离出所需的物质。
因为不同的化合物具有不同的物理化学性质，所以调节结晶条件可以获得特定纯度的晶体。
此外，因为结晶在制备晶体管和半导体器件中是一个关键步骤，因此结晶还被广泛应用于电子器件制造、制药工业、化学工业、冶金工业等领域。
总之，结晶是一种重要的化学和物理过程，它涉及到了许多各种化学品和材料的
制备和应用。
通过控制结晶条件，可以获得高质量和纯度的晶体。
结晶技术是现代化学和物理学的重要组成部分，对于材料科学和工业制备具有重要的意义。
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.（一）大批结晶的概念 (2)1、结晶的定义: (2)2、结晶的特点: (2)3、结晶的分类: (2)4、结晶过程4个阶段 (2)（二）过饱和溶液 (2)1、过饱和溶液 (2)2、溶解度定义： (2)3、溶解度作用： (2)3、工业结晶方法: (2)（三）成核 (2)1、成核过程分类 (2)2、影响接触成核的因素33、影响初级成核的因素34、均相成核与非均相成核的判别 (3)（四）成批结晶条件下的晶体生长 (3)1、单晶法和大批结晶法32、粒度分布的矩量方程（堆积密度） (3)3、悬浮密度： (4)4、晶面消长律 (4)5、Kossel与Strauski理论（理想晶体模型） (4)（五）重结晶 (4)1、重结晶定义： (4)2、重结晶发生的原因：43、重结晶对产品的影响： (4)4、重结晶应用： (4)5、结晶物质及产品的主要性质 (4)6、堆密度 (4)7、结块性: (4)（六）溶液结晶过程与设备.. 51、DTB型结晶器 (5)2、DTB结晶器优点 (5)3、分批结晶与连续结晶操作比较 (5)4、间歇结晶优缺点 (5)5、连续结晶优点 (5)6、连续结晶缺点 (6)7、分批结晶器操作 (6)8、冷却速率对及加入晶种对结晶操作的影响 (6)9、晶种质量粒度和产品质量粒度的关系 (6)10、连续结晶器的操作. 611、连续结晶过程中采取的措施 (6)12、细晶消除 (6)13、细晶消除的好处 (7)14、细晶消除方法 (7)15、结晶器模型放大方法条件为： (7)（七）熔融结晶过程与设备.. 71、熔融结晶过程与设备72、熔融结晶的基本操作模式三种方式 (8)3、提纯手段 (8)4、倾斜塔结晶器 (8)（一）大批结晶的概念1、结晶的定义:结晶是固体物质以晶体状态从蒸汽、液体或熔融物中析出的过程。
结晶过程就是将我们需要的产品从一个复杂的混合体系中分离并提纯的过程。
2、结晶的特点:能从杂质相当多的溶液或者多组元的熔融混合物中分离出高纯或超纯的晶体。
许多用其他分离方法难以分离的物系，用结晶法效果很好，并且耗能较低．3、结晶的分类:结晶方式主要可以分成，冷却结晶、蒸发结晶、反应结晶、盐析结晶、熔融结晶这么几大类。
实际生产中具体选择哪种方式更加合适主要取决于物系本身的性质，还有生产要求。
4、结晶过程4个阶段1、过饱和溶液或过冷熔体的形成（过饱和度）2、晶核的出现（晶体成核速率）3、晶体的生长（晶体生长速率）4、再结晶过程（二）过饱和溶液1、过饱和溶液过饱和溶液是晶体生长的推动力，所以要得到我们所期望的晶体产品，首先就要使溶液达到过饱和状态。
几个基本概念：1、溶解度曲线2、超溶解度曲线3、介稳区宽度2、溶解度定义：溶解度最常用的单位是100份的溶剂中溶解多少份的无水物质。
物质溶解度与它的化学性质, 溶剂的性质及温度有关。
一定的物质在一定溶剂中的溶解度主要是随温度的变化。
3、溶解度作用：1、结晶过程的产量决定于固体与其溶液之间的相平衡关系。
2、物质的溶解度特征对选择结晶方法有相当大的影响（大小、变化趋势）。
3、工业结晶方法:<1>dc/dt大冷却法1)自然冷却：冷却速度慢、大晶体、纯度不高2)间壁冷却：晶疤或晶垢3)直接接触冷却：晶体细小<2>dc/dt小或＜0→蒸发法：加热面结垢<3>dc/dt中等→真空冷却法：无换热面<4>盐析法：如①NaCl加入到饱和NH4Cl母液中②乙醇溶剂加入到水溶液中③酰胺类物质加入到NaCl或Na2CO3溶液中<5>反应结晶法重钙制磷酸二氢钾：CaH2PO4＋K2SO4è CaSO4·H2O＋KH2PO4（三）成核1、成核过程分类⎪⎧⎨⎧均相成核一次成核2、影响接触成核的因素(1)晶体:粒度、硬度、光滑度(2)搅拌浆:材质、碰撞频率、碰撞能量（3）过饱和度：无机物（每次接触产生的晶核量与过饱和度成正比）、有机物（B与1/lnS成正比）（4）其它：添加剂（影响晶体形状、表面光滑度）3、影响初级成核的因素（1）温度（根据成核理论，介稳区宽度和成核速率对温度的关系还原成诱导时间对温度的关系，介稳区宽度随平衡溶液饱和温度的提高而减小，相应成核速率应增大）（2）杂质（3）溶液的热历程（过热度、过热时间）（4）过饱和速率（5）机械作用（6）外加圽4、均相成核与非均相成核的判别（1）非均相成核的晶核生成速率与溶液的过饱和度间通常没有明显的关系（2）非均相成核与热处理关系较大，若将溶液预先过热对成核速率有重大影响，就意味着在新相形成中固体杂质起着重要的作用（四）成批结晶条件下的晶体生长1、单晶法和大批结晶法（1）单晶法用途：晶体生长机制及生长速度结晶面的前进速度结晶长度的变化速度（2）大批结晶法用途：装置设计与操作条件的确定溶液浓度的变化速率测定晶体粒度分布2、粒度分布的矩量方程（堆积密度）定义n与x的规范化j阶矩为：设j=0至j=3，积分上式得：μ0＝1-exp(-x)μ1＝1-(1+x)exp(-xμ2＝1-(1+x+x2/2)exp(-x)μ3＝1-(1+x+x2/2+x3/6)exp(-x)x=L/G00-xLn=n exp-n=n eGττ⎛⎫−−−−→⎪⎝⎭令x jjjnx dx=nx dxμ∞⎰⎰3、悬浮密度：单位体积晶浆中全部粒度范围内晶体质量的总和微分质量分布主粒度LD （图）微分质量分布中晶体质量占主要份数的粒度4、晶面消长律线性生长速率较小的晶面在最终的晶体形态中将变得更大，较大生长速率的晶面将越来越小5、Kossel 与Strauski 理论（理想晶体模型） 假设： 没有晶格缺陷； 不含杂质；与液相接近平衡；（五）重结晶1、重结晶定义：已形成的结晶产品，如果与该物质的饱和溶液或过饱和溶液接触发生的固相溶解与结晶的现象。
2、重结晶发生的原因：结晶过程中的固液两相平衡是一种动态平衡，即两相平衡后仍然有晶体溶解和溶质结晶的现象发生，只是宏观上两相趋于稳定。
3、重结晶对产品的影响：重结晶过程中通常是较小的晶体被溶解（小的粒子溶解度大），而较大的晶体长大。
最终导致与溶液接触的晶体产品本身的粒度分布和组成发生了变化，变成由较大粒子组成的比较均一的晶体。
4、重结晶应用：1、分析化学中，制备容易过滤的晶体。
2、工业上，利用重结晶制取较纯的物质。
5、结晶物质及产品的主要性质结晶物质的物理化学特性有：密度、吸湿性、结块能力、晶形、晶体的粒度分布、化学活性、产品纯度、堆密度、流动性6、堆密度定义：单位体积内所能承装晶体的质量。
一、影响因素：1、晶体的粒度分布2、晶体的形状二、作用:这个指标对物质的贮存和运输具有重大的意义。
7、结块性:结块性是物质从松散状态转为团块或整体的一种性质。
()4306T v v M k nL dL k n G ρρτ∞==⎰33()1exp()6d dM x x x dx dx μ==-03Dd dM L G dL dLτ⎛⎫=−−−→= ⎪⎝⎭求解一、产生原因:1、粒子间在压力下附着在一起。
2、吸湿性强的物质在晶体表面形成液膜，从而使晶体之间产生晶桥。
3、含结晶水多的晶体由于温度变化使晶体发生溶解、结晶的过程，从而结块。
二、解决方法：1、设法降低吸湿性。
2、使用不同的添加剂来影响贮存过程中生成的晶桥强度。
3、改进晶形。
4、将晶体的颗粒做大。
（六）溶液结晶过程与设备1、DTB型结晶器2、DTB结晶器优点1、晶体不易在结晶器壁上结疤2、生产能力大3、可以生产颗粒较大的晶体3、分批结晶与连续结晶操作比较当生产规模大至一定水平时，通常采用连续操作，但是有许多结晶过程虽然生产规模很大还是可以合理的采用分批操作，主要是因为间歇结晶设备相对简单，热交换器表面上结垢现象不严重，特别是对于某些结晶物系只有间歇操作才能生产出指定的纯度、粒度分布及晶型的合格产品。
4、间歇结晶优缺点间歇结晶与连续结晶过程相比较，它的缺点是操作成本比较高，不同批产品的质量可能有差异，即操作及产品质量的稳定性较差，必须使用计算机辅助控制方能保证生产重复性。
在制药行业应用间歇结晶操作，便于批间对设备进行清理，可防止批间污染，而保证药的高质量，同理对于高产值低批量的精细化工产品也适用于间歇操作。
5、连续结晶优点1、冷却法及蒸发法结晶采用连续操作时经济效果较好，操作费用较低。
2、连续结晶操作的母液能充分利用，大约只有7%的母液需要重复加工，与之相比，分批操作则有约20到40%的母液需要重复加工。
3、当生产规模较小时，两种操作方式的劳动量相差不多，但当生产规模幅度扩展时，连续操作所需劳动量可以不增长，故可以节约劳动量。
4、相对而言，连续操作时的操作参数是稳定的，不像分批操作那样要按一定的操作程序不断地调节其操作参数。
5、两种操作方式相比，连续操作的结晶器单位有效体积的生产能力可高数倍至十数倍之多，占地面积也较小。
6、连续结晶缺点1、在换热面上及自由液面接触的器壁上容易结晶垢，并不断累积。
连续操作需要停机清理的周期通常在200到2000小时之间，在运行的后期，操作条件及产品质量逐步恶化，而分批操作则在每次操作开始之前都会有清理的机会。
2、与控制良好的分批结晶操作相比，连续操作的产品平均粒度较小。
3、操作较为困难，它要求操作人员有较高的水平及较丰富的经验。
有时操作稳定，但器内晶体粒度分布的波动无法避免。
7、分批结晶器操作加入晶种控制结晶：分批结晶过程中，为了控制晶体生长，获得粒度均匀的晶体产品，尽量避免初级成核现象，所以向溶液中加入适当数量及适当粒度的晶种，让被结晶的溶质只在晶种表面上生长。
同时用温和的搅拌，使晶体均匀的悬浮在溶液中，避免二次成核现象。
需要小心的控制溶液的温度或浓度，这种方式叫“加晶种的控制结晶”。
8、冷却速率对及加入晶种对结晶操作的影响9、晶种质量粒度和产品质量粒度的关系100g0.1mm大小的晶种有1亿多颗10、连续结晶器的操作连续结晶器的操作有以下几项要求：1、控制符合要求的产品粒度分布；2、结晶器具有尽可能高的生产强度；3、尽量降低结晶垢的速率，以延长结晶器正常运行的周期；4、维持结晶器的稳定性。
11、连续结晶过程中采取的措施1、采用细晶消除系统2、粒度分级排料3、清母液溢流技术采用这些技术可使不同粒度范围的晶体在结晶器内具有不同的停留时间，也可使晶体和母液具有不同的停留时间，从而使结晶器增添了控制产品粒度分布和晶浆密度的手段；再与适宜的晶浆循环速率相结合，便能使结晶器达到操作要求。
12、细晶消除在连续操作的结晶其中，每一粒晶体产品都是由一粒晶核生长而成的，晶核生成量越少，产品晶体就会长的越大。
反之，晶体粒度必然小。
比较普遍的情况是晶核数目太多，所以要把过量的晶核除掉，不让它们有机会长大，减少它们消耗的可结晶出来的溶质，好让其他晶体长大。