Кристаллизация – процесс разделения однородных жидких растворов на твердую и жидкую фазы: растворенное вещество и растворитель. При этом может быть выделение твердого растворенного вещества из его раствора (кристаллизация из раствора) или процесс выделения твердой фазы при затвердевании веществ, находящихся в расплавленном состоянии (кристаллизация из расплава).
Процесс кристаллизации широко применяют при получении сахарозы, глюкозы, поваренной соли, лимонной и молочной кислот, глютамата натрия и др.
Кристаллизация из растворов основана на ограниченной растворимости твердых веществ. Раствор, содержащий максимальное количество растворенного вещества в данном количестве растворителя при определенной температуре, называется насыщенным. Если раствор содержит большее количество растворенного вещества, чем его растворимость, то он является пересыщенным. Если же раствор содержит меньшее количество растворенного вещества, то называется ненасыщенным.
Растворение — процесс, образования однородного раствора из твердой и жидкой фаз, процесс обратный кристаллизации. Растворение происходит при концентрации растворяемого продукта, меньшей концентрации насыщения.
Этот процесс включает следующие стадии:
- перенос растворителя к поверхности кристалла;
- химическая межфазная реакция на поверхности кристаллов;
- отвод продукта растворения от поверхности реакции.
Ненасыщенные растворы сами по себе устойчивы, но если к ним добавить растворимое твердое вещество, то оно будет растворяться до тех пор, пока раствор не станет насыщенным.
Если растворы перенасыщены, то они неустойчивы и из них выделяется избыточное количество растворенного вещества, т.е. происходит процесс кристаллизации.
После выделения кристаллов раствор становится насыщенным. Этот насыщенный раствор, полученный в результате выделения кристаллов, называется маточным раствором или маточником. Отделение маточного раствора от кристаллов производится центрифугированием и другими методами.