蛋氨酸是人体和禽畜类动物生长所必需的氨基酸之一,广泛应用于医药营养品,食品和饲料赋形剂等。但是在蛋氨酸的工业生产过程中,存在着诸多尚未解决的问题。首先,DL-蛋氨酸在生产和储运过程中不同晶型之间易发生固态转晶,会破坏产品的稳定性。其次,DL-蛋氨酸重结晶得到的产品多呈鳞片状或粉末状,形貌差,堆密度低,严重影响晶浆过滤,洗涤和干燥等后处理过程。同时,蛋氨酸结晶时易发生伴随成核现象,导致产品多为两种晶型的混合物,影响产品的溶解等理化性质。因此,本文针对DL-蛋氨酸的晶型与晶习调控进行了系统的研究,特别地,探究晶型间可逆互变转晶机理和添加剂对多晶型与晶习调控规律与机制。首先利用DSC、热台-偏光显微镜、变温PXRD和原位显微拉曼对DL-蛋氨酸的固态转晶进行了研究,确认两种晶型为可逆互变体系,互变转晶温度点在305-316 K之间。同时,采用静态法测定了DL-蛋氨酸α和β晶型在水-甲醇二元混合溶剂中的溶解度,利用溶解度法和推导的热力学方程确定了蛋氨酸互变体系的转晶温度点为319.60±1.71 K,并证明了该互变转晶点与所处的溶剂体系无关。在此基础上,通过热分析和光谱分析,揭示了温度变化导致的分子构象变化和特征晶面的滑移在DL-蛋氨酸固态转晶过程中扮演了核心的角色。以上研究结果为DL-蛋氨酸固体产品的转晶速率的控制以及晶型控制提供了理论研究基础。其次,在溶液结晶过程中,我们研究了甘氨酸,DL-丙氨酸,DL-2-氨基丁酸,DL-缬氨酸和DL-亮氨酸添加剂对DL-蛋氨酸多晶型成核的影响,发现这些氨基酸都能促进介稳晶型的结晶,且添加浓度越高,作用越明显,其中亮氨酸作用最明显。在不同浓度DL-缬氨酸和亮氨酸作用下,本文测定了DL-蛋氨酸成核诱导期,开展了溶剂介导转晶实验,发现两种氨基酸都能抑制DL-蛋氨酸稳定晶型的成核和介稳晶型向稳定晶型的转化,且随着添加剂浓度的增加,抑制作用越明显。综合分析发现氨基酸添加剂主要是通过抑制β晶型的成核与生长,从而实现DL-蛋氨酸结晶过程中α晶型的选择性结晶。最后,本文开展了氨基酸添加剂对DL-蛋氨酸晶习的研究,发现添加亮氨酸后晶习从长的梭形晶体变为规则的六边形厚片状晶体,产品的堆密度得到提升,粒度分布变得均匀,流动性也明显改善。利用MS软件进行分子动力学模拟,通过分析溶剂分子,添加剂分子与蛋氨酸晶体各主要晶面之间的相互作用,探讨了添加剂对晶习的调控机制,结果表明添加剂分子主要通过选择性的吸附在特征晶面并抑制其生长进而实现对产品晶习的调控。