kristallisoituminen

Kristallisoituminen on prosessi, jossa aine järjestäytyy säännölliseksi kiteeksi. Se voi tapahtua liuoksesta, sulasta aineesta tai kaasusta, esimerkiksi kun liuos ylikyllästyy tai nestettä jäähdytetään.

Prosessi alkaa nukleaatioista, joissa pienet järjestäytyneet yksiköt muodostuvat kiteiksi. Nukleaatio voi olla homogeeninen (tapahtuu puhtaassa liuoksessa) tai heterogeeninen (pinnalla tai epäpuhtauksien avulla). Supersaturaatio eli ylikyllästymä on usein välttämätön, sillä ilman sitä kiteiden muodostuminen on hidasta tai mahdotonta.

Kidekasvu alkaa, kun nukleaatioista kehittyneet kiteet keräävät lisää molekyylejä niiden pinnalle ja suurentuvat kiteiksi. Kasvunopeuteen vaikuttavat lämpötila, supersaturaatio, liuotin, epäpuhtaudet sekä sekoitus.

Kiteillä on erilaisia muotoja, joita kutsutaan habitiksi, ja ne voivat esiintyä useina polymorfisina muotoina; sama aine voi olla eri rakenteisina kiteinä, mikä vaikuttaa liukoisuuteen, kestävyyteen ja stabiilisuuteen.

Kiteytyksen hallinnassa käytetään menetelmiä kuten siemenkiteiden lisääminen (seeding), ohjelmallisesti säädelty jäähdytys, anti-solventointi sekä epäpuhtauksien poisto. Yleisimmät kiteytysmenetelmät ovat evaporatiivinen kristallisoituminen, jäähdytys- ja saostuskiteytys sekä sulkiteytys.

Käyttökohteita ovat teollisuusprosessi: sokerin ja suolan tuotanto, lääketeollisuus sekä uusien materiaalien valmistus. Luonnossa kristallisoituminen liittyy mineraalien, jään ja biomineralien muodostumiseen sekä ilmastollisiin kiteytymistapahtumiin.