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微生物发酵法生产丁二酸具有原料可再生、不依赖石油等优点，已成为国内外的研究热点。近几年来，随着发酵产丁二酸研究的不断深入，发酵液中丁二酸的分离纯化过程已成为生物基丁二酸产业化过程的主要研究内容。目前生物基丁二酸的分离方法有钙盐法、铵盐法、溶剂萃取法、膜分离等，无论利用何种方法均需要通过结晶得到丁二酸产品。而生物法制备的丁二酸发酵液中，丁二酸是以丁二酸盐的形式存在，酸化结晶的过程中会形成高浓度的无机盐，因此本文对高盐体系中丁二酸的结晶过程进行了研究。 本文研究了不同盐酸盐（氯化钠、氯化镁、氯化铵和氯化钙）对丁二酸饱和溶解度的影响，结果表明:强极性的氯化物争夺自由水分子，丁二酸的浓度随盐浓度的增加而显著降低，其中氯化镁、氯化钠对丁二酸溶解度影响较为显著，采用λh和Yaws模型分别对溶解度数据进行了关联，结果表明Yaws模型可准确预测不同盐酸盐在不同温度下对丁二酸溶解度的影响。在此基础上考察了高浓度钠盐体系下pH与温度对丁二酸的溶解度的影响，结果表明，。在277.2～333.2K的温度范围内，丁二酸的饱和溶解度均随体系pH的降低而迅速下降，说明丁二酸解离状态及氯化钠的积累对丁二酸溶解度具有显著影响，采用简化（理想溶液）模型、Apelblat模型、Yaws模型对实验数据进行关联，以温度和pH为变量，获得了相应的溶解度方程，结果表明:Yaws模型拟合的方程具有较好的内插性，可预测高钠盐体系不同温度与pH环境中生物基丁二酸的溶解度数据。 在丁二酸溶解度研究的基础上，考察了丁二酸的降温-反应结晶工艺，研究了反应温度、丁二酸初始浓度、降温速率、搅拌速率、晶种添加、养晶时间、色素含量对结晶过程的影响。通过对不同结晶条件下产品收率、纯度以及晶体粒径分布的比较，得到了优化后的结晶工艺条件:发酵液脱色至透射比96％，初始浓度为250.0 g·L-1，搅拌速率为200 rpm，降温速率为10 K·h-1，晶种添加量为1.5％，养晶时间3h。利用优化后的工艺对真实的发酵液体系进行结晶，丁二酸的结晶收率达到87.73％，晶体纯度为99.83％。晶体粒径分布较为集中，晶型呈菱形。 针对高色素浓度影响丁二酸一次结晶品质的问题，研究了丁二酸的重结晶工艺，详细考察了丁二酸粗晶体中色素含量、初始浓度、冷却速率和养晶时间对丁二酸重结晶的影响，结果表明:将粗晶体溶解后，若透射比≥92.8％，则无需脱色处理，初始浓度300.0g·L-1，冷却速率10 K·h-1，养晶时间3h，即可得到合格产品。同时为了减少丁二酸的结晶损失，用重结晶母液代替纯水配制丁二酸重结晶溶液，实验表明重结晶母液可循环使用，循环4次，丁二酸的结晶收率损失率仅2％，但循环至第3次时，产品中氯离子含量超标，说明需要对晶体进行洗涤处理。其结晶收率为97.85％，晶体纯度99.85％。 通过以上实验结果，初步设计了1000吨/年规模的生物基丁二酸的结晶工艺，通过物料衡算，发现结晶母液循环1次后，浓缩液中氯化钠浓度已达到327.3 g·L-1，将近其饱和溶解度，将会在结晶过程中与丁二酸发生共结晶。