甘氨酸作为一种重要的精细化工产品,几十年来随着生产技术的不断革新,它的应用向多元化发展,部分应用领域已发展成熟,如医药、食品及饲料方面。但在实际生产中甘氨酸存在着粒度分布不均匀和易结块等问题。因此,将实验和理论相结合对甘氨酸结晶过程中的关键因素进行研究,对于解决上述问题具有十分重要意义。本文通过研究甘氨酸的热力学性质,以及不同操作条件对甘氨酸粒度尺寸的影响,并采用Fluent模拟实验室结晶器结晶情况,为结晶器的放大和优化提供理论依据。本文首先采用静态法测定了甘氨酸在293.15-343.15 K温度下不同浓度甲醇-水溶剂中的溶解度数据。甘氨酸的溶解度随着温度的升高而増大,随甲醇浓度的增加而减小。分别采用Apelblat方程、λh方程和CNIBS/R-K方程对溶解度数据进行了关联,结果均很好。对溶解过程进行热力学分析,结果表明甘氨酸在实验范围内的溶解过程是吸热且非自发的,溶解所需能量主要为熵贡献。采用直接法测定了不同条件下甘氨酸的介稳区宽度。接着本文还分别考察了搅拌速率、降温速率、晶种量、甲醇添加速率、甲醇添加温度,对冷却-溶析结晶过程中甘氨酸粒径尺寸的影响。由于五者之间相互影响,通过5因素4水平的正交实验来优化结晶参数,以在最佳条件下得到较窄的晶体粒度分布(CSD)。最终得到优化条件:冷却速率为0.2 K/min,搅拌速度为400 r/min,晶种的添加量为8%,溶析剂的加入温度为323.15 K,溶析剂的添加量为0.185 mL/min。最后,通过Fluent模拟计算实验室结晶器尺寸的模型中得到以下规律:搅拌桨附近区域湍流程度较强,结晶器壁面区域流速比较慢,靠近搅拌桨区域的流体流动速度大于结晶器底部的流体流动速度。故在工业结晶器放大时,为了促进溶液的混合,应考虑到在结晶器四周添加挡板。搅拌速率的增加会使结晶器的混合状态明显好转,但是,较高的搅拌速率会加剧粒子间的碰撞,使得二次成核的几率增大,因此,实际生产中需综合考虑来确定搅拌速率的大小。本工作为工业甘氨酸的结晶条件的选取提供了理论依据。