生物分离工程曹学军结晶生物分离工程

结晶,概述 特点： (1) 选择性高 (2) 纯度高 (3) 设备简单， 操作方便 (4) 影响因素多,23 结晶,结晶的基本原理,结晶,溶液的饱和与过饱和度 溶解度 饱和溶液 过饱和溶液,饱和曲线与过饱和曲线,结晶,A 稳定区： 不饱和区 B 第一介稳区：加入晶种结晶会生长，但不产 新晶核 C 第二介稳区：加入晶种结晶会生长，同时有 新晶核产生 D 不稳区：瞬时出现大量微小晶核，发生晶核 泛滥 溶解度与颗粒大小的关系,结晶,S=C/C*,结晶,结晶过程：,结晶,(1) 过饱和溶液的形成 (2) 晶核生成 (3) 晶体的生长,过饱和溶液的形成方法,结晶,(1) 冷却 (2) 溶剂蒸发 (3) 改变溶剂性质 (4) 化学反应产生低溶解度物质,晶核的形成,结晶,(1) 初级成核:过饱和溶液中的自发成核现象 a 均相成核：没有外来表面的均相溶液中 b 非均相成核：外来表面的溶液中 (2) 二次成核：向介稳态过饱和溶液中加入晶种，会有新晶核产生 机理: 附着在晶体表面的微小晶体受到剪切作用， 或碰撞而脱离晶体，形成新的晶核。,结晶,结晶,结晶,晶体生长,结晶,是以浓度差推动力的扩散传质和晶体表面反应（晶格排列）的两步串连过程,结晶,结晶的类型,结晶,分类方法 分批结晶 步骤： (1) 结晶器的清洁 (2) 加料到结晶器中 (3) 产生过饱和度 (4) 成核与晶体生长 (5) 晶体的排除 优点：a生产出指定纯度，粒度分布及晶形的产品 缺点： 成本高， 操作和产品质量稳定性差。,连续结晶,结晶,特点： (1) 较好地使用劳动力 (2) 设备寿命长 (3) 多变的生产能力 (4) 晶体粒度及分布可控 (5) 较好的冷却与加热装置 (6) 产品稳定并使损耗减少到最小,结晶过程的预测与改善,结晶,产率：提高起始浓度，降低溶解度, 提高纯度 杂质的存在原因： a 母液带入; b 杂质包埋; c 单晶中包含母液; d 杂质取代晶格分子 晶习： 一定环境中，结晶的外部形态。 晶体大小分布：改变成核和生长速度，控制过饱和度进程 过滤速度：大晶体与窄的粒径分布过滤效果好 结垢：晶体沉积在容器中进行 多晶形现象：,结晶技术的进展,结晶,理论方面：动力学，热力学，分子模拟 新技术推广 a 超临界结晶 b 超声结晶：诱导成核，代替晶种，二次成核，提高晶体纯度。,超声结晶,结晶,思考题：,结晶,1 理解概念：晶种，晶核，晶型, 饱和溶液，过饱和溶液，饱和度 2 粒子大小与溶解度有何关系？ 3 有哪些方法造成溶液过饱和？ 4 初级成核与次级成核是如何形成的？,