結晶是指溶（róng）質自動從過飽和溶（róng）液中析出形成新相的過程。當溶液（yè）的濃度等於溶質的溶解度時，該溶液稱為飽和溶液，溶質的濃度超過溶解度時，該溶液則稱為過飽和溶液，溶質的析出隻能在過飽和溶液中才有可能析出。從溶液中析出的溶質大致可分為晶形沉澱和無定形沉澱。
結晶作為一種精製（zhì）提純的方法，廣泛地應用於醫藥、農藥（yào）、染料等生產中。
多數情況，溶解度與（yǔ）溫度有關，一般物質（zhì）的溶解度隨（suí）溫度升高而增大，也有少數例外，如紅黴（méi）素的溶解度隨溫度的升高而降低。晶體的產生雖取決於固體物質與溶液之間的平衡關係。若溶液未達到（dào）飽和，則固（gù）體溶（róng）解；如果（guǒ）溶液飽和，則固體與飽和溶（róng）液處於平衡狀態，其溶解速度等（děng）於（yú）沉澱速度。隻有當溶液濃（nóng）度超過飽和濃度達到過飽和（hé）時，才有可能析（xī）出結晶，因此過飽和度是結晶過程（chéng）的推動力和（hé）首要條件（jiàn）。
結晶是從均一的溶液中析出固相晶（jīng）體的過程，通常包含三個步驟：即（jí）過飽和溶液的形成，晶核的生成與晶體的成長。
製備過飽和溶（róng）液一般有4種方法：
1、冷卻結晶：使溶液（yè）冷（lěng）卻（què）降溫成過飽和溶液而析（xī）出結晶（jīng），常用方法（fǎ）之一。
2、蒸發結晶：在常壓（yā）或減壓下加（jiā）熱蒸發，除去部分溶劑，使溶液達到過飽和而析出結晶。為了避免（miǎn）產物在高溫下易破壞，生物合成藥物（wù）一般多采用（yòng）減壓蒸發。例如赤黴素的乙酸乙酯提取液在減壓下濃縮，除去溶劑後即有結晶（jīng）析出。
3、鹽析結晶（jīng）：在（zài）溶液中添加某些物質，從（cóng）而使溶質（zhì）在溶（róng）劑（jì）中的溶解度降低（dī）而析出。加（jiā）入的物質既（jì）可以（yǐ）是固（gù）體，也可以是（shì）液體。常用的有氯化鈉、硫酸銨等鹽（yán）類和甲（jiǎ）醇、乙醇（chún）、丙酮等有機溶劑。例如在巴龍黴（méi）素硫酸（suān）鹽的濃縮液中加人（rén）10～12倍體積的質量分數為95％的（de）乙醇，即可得（dé）硫（liú）酸巴龍黴素的（de）結（jié）晶。
4、化學反應結晶：調節溶液（yè）的pH值或加入反應劑，生成溶解度更小（xiǎo）的新物質（zhì），使其濃度超過它的溶解度而析（xī）出結晶。氨基酸等一些兩性化合物，常利用（yòng）它們在等（děng）電點時溶解度小的原理，隻需調節溶液的pH值就可獲得結晶。
晶核的生成
晶核的形成是一個新相產生的過（guò）程，晶核的生成的速（sù）度與（yǔ）過飽和度（dù）及溫（wēn）度相關，在一定溫度下（xià）成核速度（dù）速度隨過飽和度的增加而加快，但當超過某一（yī）值時，反而會使溶液的分子（zǐ）運動減慢，黏度（dù）增加，成核受到阻礙，在過飽（bǎo）和度不（bú）變的情況（kuàng）下（xià），溫度升高，成核速（sù）度也會（huì）加快。但溫度對過飽（bǎo）和度也有影響，一般但溫度升高時，過飽（bǎo）和度降（jiàng）低，所以溫度對成核速度的影（yǐng）響要以溫度和過飽和度的相互消長程度來決定。實際情況是成核（hé）速度開始隨溫度升高而升（shēng）高，達（dá）大值後，溫度繼續升高，成核速度反（fǎn）而降低。在（zài）工業生產上（shàng），結晶過程要求有適當的成核速度，成核速度過快，必將導致生成細小的晶體，影響產品質量。
晶體的（de）成長
在飽和溶液中，晶核一經（jīng）形成，立（lì）即開始長成晶（jīng）體，同時還在不斷生成新的晶核，得到晶體的大小，決（jué）定於晶核生成速度與晶體成長速度兩者的對比關係。若晶體成長速度大大超過晶核生成速度，過飽和度主（zhǔ）要用來使晶體成長，則可得到粗大而有規則的晶體；反之過飽和度主要用來生成新的晶核，則所得到的（de）晶（jīng）體顆粒（lì）參差不齊，晶體細小，甚至呈無定形。
在工業生產中，通常希望得到顆粒大、均勻的晶體，可以使後續（xù）的過濾、洗滌和（hé）幹燥操作比較方便，同時（shí）產品質（zhì）量也（yě）可提高。
綜上所述，影響晶體大小的因素主要有溶液的過飽（bǎo）和度、溫度、攪拌速度等。一般來說過飽和度增加，所得晶體細小。溫度的影響比較複雜，當溶液快（kuài）速（sù）冷卻時，達到過飽和度較（jiào）高，所得晶體也較細，而緩慢冷卻（què）常得到大顆粒。攪拌能促使成核和加速擴散，提高晶核成長的速度，但超（chāo）過一定範圍後，效果就不顯著。相反攪拌越快（kuài），晶體越細（xì）。
如果想獲得比較粗大和均勻的晶體，一般溫度不宜太低，攪拌不宜太快，並要控製好晶核生成速度，要小於晶體成長速度。盡（jìn）可能將（jiāng）溶液控製（zhì）在亞穩區內結晶，使（shǐ）其在較長的時間內，隻有一定量的（de）晶核生成（chéng），而使（shǐ）原有的晶核不斷成長為晶體。 此外，加入晶種也能控（kòng）製晶體（tǐ）的形狀、大（dà）小和均勻度。但首先晶種要有一定的形狀、大小（xiǎo）和比較均勻（yún）。加入晶種還可降低溶液的過飽和度，誘導結（jié）晶，提前生成晶核（hé）。所以在工業生產中如遇結晶液濃（nóng）度較低而結晶發生困（kùn）難（nán）時，可加入適量晶種，促使結晶順利（lì）地（dì）進行。
上述（shù）方法在工業生產上可單獨使用，也可結合起來使用，以強化過（guò）飽和度而獲得較多的結晶。