溶液结晶是指通过冷却和溶剂蒸发等方法使溶液达到过饱和从而使溶质自溶液中析出的过程。目前工业上采用溶液结晶法进行香料分离提纯的例子较多，多以乙醇、丙酮等低级醇或酮为溶剂，操作方法是在高温下按一定比例将香料粗品溶解于溶剂中，然后在静置或搅拌下降温结晶，最后过滤分离出固体并经干燥得香料精品。例如洋茉莉醛、麝香草酚及粉檀麝香结晶精制所使用的溶剂为乙醇，经过2～3次冷却结晶，精品的凝固点分别高于35℃、49℃和36℃。八角茴香油则以甲醇为溶剂进行结晶精制，结晶初温控制在8～10℃之间，终温为24℃，这样能保证较高的产品纯度和收率。
溶液结晶过程的特点是可得到具有一定粒度分布及晶形的颗粒状晶体产品，产品包装、储运及使用均较方便，但要求结晶装置具有良好的流体力学性能。目前国内香料企业采用的溶液结晶技术及设备比较落后，常见做法是在高温下将粗品溶解于溶剂中，然后倒入塑料桶等容器中静置于冷库，结晶结束后将晶浆倒入离心机进行固液分离。由于静置结晶过程易使晶体聚结成团(有时必须用大锤粉碎晶块)，难以得到粒度分布均匀且晶形完美的颗粒状产品，而且晶体聚结易引起杂质包藏，使结晶过程的提纯效果下降，需要多次重结晶才能达到纯度要求，导致收率的降低和操作成本的上升。
在溶液结晶过程中，操作条件及溶剂类型对产品的晶形(型)、纯度、色泽等有很大影响。其中，当几种溶剂可供选择时，一般从产品的晶形、溶剂的回收等方面进行考虑。在溶液结晶中，根据溶解度与温度的关系可分别采用冷却结晶、蒸发结晶、真空结晶等方法。溶液结晶法工艺简单，但一般只适用于与溶剂形成低共熔体系的物质的分离提纯。通常，溶液结晶过程产生的母液中一般还含有一定分量的目的产物，需采取其它方法进行浓缩回收，使溶质的含量达到一定浓度后再进行溶液结晶；而且过程中使用的溶剂也需进行回收处理。
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