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甜菊糖是一种从甜叶菊中提取分离得到的非营养性、天然高倍甜味剂，在食品行业应用前景甚广，被誉为“世界第三糖源”。高纯度的甜菊糖(糖苷含量≥95%)产品必须要经过结晶分离提纯获得，然而目前甜菊糖结晶过程存在工艺繁琐、周期长、溶剂耗用量大及总苷得率低下等问题，结晶产品存在形貌差、过滤性能低下、干燥易结块等缺点。其关键问题在于难以控制晶体的成核与生长。针对这些问题，本文研究了甜菊糖的结晶热力学与动力学，并基于此开发了一种操作简单、溶剂耗用量少、糖苷得率与质量可兼顾的冷却结晶工艺。
由于缺乏合适的热力学数据导致莱鲍迪苷A结晶溶剂选择不合理、过饱和度难控制，针对这个问题，本文采用动态法测定了莱鲍迪苷A在几类有机溶剂与水的二元混合溶剂中的溶解度，结果表明溶解度随温度升高而增大，溶剂的极性与氢键相互作用是影响溶解度的关键因素；采用了Van’tHoff模型、ThemodifiedApelbalt模型以及λh模型对溶解度数据进行较好的关联；并基于热力学研究结果选择了可保证产品得率和纯度的甲醇-水混合溶剂作为结晶溶剂。
面对由于成核机理不明导致结晶过程不可控的难题，研究了成核与生长动力学。利用激光动态法测定了莱鲍迪苷A在甲醇-水中的介稳区，结果表明莱鲍迪苷A的介稳区宽度随着溶剂中甲醇含量的增加与降温速率的增加而变宽，随着搅拌速率的增加而变窄；基于介稳区模型计算了莱鲍迪苷A的临界晶核尺寸?????等成核参数，发现初始温度高于318.15K时，渐进成核是莱鲍迪苷A主导的成核方式；反之则以瞬时成核为主。此外，采用间歇动态法测定了莱鲍迪苷A的冷却结晶动力学，研究发现莱鲍迪苷A晶体的生长为粒度相关生长，进而利用ASL粒度相关生长速率模型得到了其在冷却结晶过程中的成核与生长速率方程。
基于热力学与动力学的研究结果，本文考察了操作参数对甜菊糖晶种的影响，发现操作曲线是制备出粒度均匀、长径比适当的晶种的关键因素；研究了晶种、溶剂组成等工艺参数对甜菊糖冷却结晶的影响，结果表明溶剂组成与操作曲线会显著影响结晶产品的质量。根据以上研究提出了甜菊糖一步冷却间歇结晶工艺，简化了工艺的复杂性，兼顾了产品的质量与得率；结晶周期缩短至10h，溶剂用量降低至传统结晶方式的一半，产品总苷含量不低于96.5%、总苷得率高于50%，产品形貌得到明显改善，过滤性能显著提高，后续干燥不结块。本文的研究对成分复杂的糖类物系的分离和精制具有一定的借鉴意义。
由于缺乏合适的热力学数据导致莱鲍迪苷A结晶溶剂选择不合理、过饱和度难控制，针对这个问题，本文采用动态法测定了莱鲍迪苷A在几类有机溶剂与水的二元混合溶剂中的溶解度，结果表明溶解度随温度升高而增大，溶剂的极性与氢键相互作用是影响溶解度的关键因素；采用了Van’tHoff模型、ThemodifiedApelbalt模型以及λh模型对溶解度数据进行较好的关联；并基于热力学研究结果选择了可保证产品得率和纯度的甲醇-水混合溶剂作为结晶溶剂。
面对由于成核机理不明导致结晶过程不可控的难题，研究了成核与生长动力学。利用激光动态法测定了莱鲍迪苷A在甲醇-水中的介稳区，结果表明莱鲍迪苷A的介稳区宽度随着溶剂中甲醇含量的增加与降温速率的增加而变宽，随着搅拌速率的增加而变窄；基于介稳区模型计算了莱鲍迪苷A的临界晶核尺寸?????等成核参数，发现初始温度高于318.15K时，渐进成核是莱鲍迪苷A主导的成核方式；反之则以瞬时成核为主。此外，采用间歇动态法测定了莱鲍迪苷A的冷却结晶动力学，研究发现莱鲍迪苷A晶体的生长为粒度相关生长，进而利用ASL粒度相关生长速率模型得到了其在冷却结晶过程中的成核与生长速率方程。
基于热力学与动力学的研究结果，本文考察了操作参数对甜菊糖晶种的影响，发现操作曲线是制备出粒度均匀、长径比适当的晶种的关键因素；研究了晶种、溶剂组成等工艺参数对甜菊糖冷却结晶的影响，结果表明溶剂组成与操作曲线会显著影响结晶产品的质量。根据以上研究提出了甜菊糖一步冷却间歇结晶工艺，简化了工艺的复杂性，兼顾了产品的质量与得率；结晶周期缩短至10h，溶剂用量降低至传统结晶方式的一半，产品总苷含量不低于96.5%、总苷得率高于50%，产品形貌得到明显改善，过滤性能显著提高，后续干燥不结块。本文的研究对成分复杂的糖类物系的分离和精制具有一定的借鉴意义。