JP2022170211A - 晶析方法、晶析装置、および晶析システム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の第1の態様は、内周面を有する有底円筒状の反応槽と、前記反応槽の内部に前記反応槽と同心状かつ回転可能に配置されるとともに径方向に貫通する複数の孔を備える円筒状の撹拌翼と、前記反応槽の内部に第1反応液を供給するための第1給液部と、前記反応槽の内部に第2反応液を供給するための第2給液部と、を備える晶析装置において、前記第1反応液を前記第1給液部から前記反応槽の内部に供給する第1給液ステップと、前記撹拌翼の回転に伴い前記反応槽の前記内周面に前記第1反応液の液膜を形成する液膜形成ステップと、前記撹拌翼の内周面と前記第1反応液の前記液膜とから離れた位置から前記液膜に向けて前記第2反応液を供給し前記第1反応液と前記第2反応液を反応させる第2給液ステップと、を備えることを特徴とする晶析方法である。
晶析装置4は、鉛直方向を向いた中心軸O1を備えるとともに内周面1iを有する有底円筒状の反応槽1と、円筒状の撹拌翼Wと、を備える。この実施形態の反応槽1は中心軸O1を鉛直に立てた状態で配置されているが必要に応じて中心軸O1を傾けたり横倒しに配置したりすることも可能である。撹拌翼Wは、撹拌翼Wの中心から上方に延びる回転軸3を中心に回転可能であり、中心軸O1を同一の中心軸として反応槽1の内部に収容されている。回転軸3は、晶析装置4の外部に設けられる不図示の原動機から例えば不図示のベルトを介して供給される回転力により回転する。なお、原動機はモータやエンジンなど回転動力を発生させる装置であれば、いずれも採用可能であり特に限定されない。また、原動機の回転力を回転軸3に伝達する手段は、ベルト、チェーン、歯車など回転力を伝達できれば特に限定されないし、原動機の回転軸に直結されていても良い。なお、反応槽1の底面は、図示されるような平面状である代わりに、下方に対して凸となる円錐形状等であっても良い。反応槽1の上部には反応槽1で生成された粒子(結晶)を含むスラリを次工程に排出可能な排出口6が設けられている。排出口6は、反応槽1の内周面1iの全周に亘って形成された環状の溝の底面に接続されていてもよいし、内周面1iの周方向に間隔を空けて複数の排出口6が形成されていても良い。
晶析装置4を備える晶析システムSは、晶析装置4の下流に滞留槽10が設けられており、晶析装置4で生成された粒子を含むスラリD1が滞留槽10に移送される。滞留槽10の上部にはスラリD1を排出する排出口が設けられるとともに、滞留槽10には第1反応液L1の第1の原液S3が不図示のタンクから供給される。滞留槽10には、第1の原液S3とスラリD1の混合液を外部に排出する管路が設けられており、この管路がポンプPを介して晶析装置4に接続されている。この管路が滞留槽10から晶析装置4に至るまでに、必要に応じてポンプPの上流に第1反応液L1の第2の原液S2を供給しても良いし、ポンプPの下流から残留スラリD2をさらに排出しても良い。
ここで、第1の原液S3とスラリD1の混合液の循環量は、ポンプPの回転数を変化させるか、もしくは、ポンプPの下流側に設置された循環量調節バルブ(図示せず)の開度調節により調整される。滞留槽10における混合液の滞留時間は、滞留槽10内に保有されるスラリの液レベルを変化させることで調整される。滞留槽10内のスラリの液レベルは、滞留槽10の側面の異なる高さに多数設置されたスラリD1の排出口(図示は1つのみ)の何れかを選択して使用するか、滞留槽10のレベルを検知するレベル計Lv1の数値が所定値となるように、ポンプPの下流から晶析システムS外へ残留スラリD2を排出する流量を排出口に取り付けられた自動弁V2の開度調整により自動調節するかにより調整される。
例えば、第1実施形態の晶析装置4は、内周面1iを有する有底円筒状の反応槽1と、 反応槽1の内部に反応槽1と同心状かつ回転可能に配置されるとともに径方向に貫通する複数の孔hを備える円筒状の撹拌翼Wと、反応槽1の内部に第1反応液L1を供給するための第1給液部5aと、反応槽1の内部に第2反応液L2を供給するための第2給液部Nと、を備える晶析装置4において、第1反応液L1を第1給液部5aから反応槽1に供給する第1給液ステップと、撹拌翼Wの回転に伴い反応槽1の内周面1iに第1反応液L1の液膜を形成する液膜形成ステップと、撹拌翼Wの内周面2iと第1反応液L1の液膜とから離れた位置から第1反応液L1の液膜に向けて第2反応液L2を供給し第1反応液L1と第2反応液L2を反応させる第2給液ステップと、を備える晶析方法であると見なすことができる。このような晶析方法によれば、第1実施形態の晶析装置4と同様の効果を得ることができる。
2 円筒部
3 回転軸
4 晶析装置
5a 第1給液部
6 排出口
8 円盤部
h 孔
N 第2給液部
Claims (8)
- 内周面を有する有底円筒状の反応槽と、
前記反応槽の内部に前記反応槽と同心状かつ回転可能に配置されるとともに径方向に貫通する複数の孔を備える円筒状の撹拌翼と、
前記反応槽の内部に第1反応液を供給するための第1給液部と、
前記反応槽の内部に第2反応液を供給するための第2給液部と、を備える晶析装置において、
前記第1反応液を前記第1給液部から前記反応槽の内部に供給する第1給液ステップと、
前記撹拌翼の回転に伴い前記反応槽の前記内周面に前記第1反応液の液膜を形成する液膜形成ステップと、
前記撹拌翼の内周面と前記第1反応液の前記液膜とから離れた位置から前記液膜に向けて前記第2反応液を供給し前記第1反応液と前記第2反応液を反応させる第2給液ステップと、
を備えることを特徴とする晶析方法。 - 前記液膜の表面は、回転する前記撹拌翼の前記内周面から前記撹拌翼の径方向内側に2mm以内に位置することを特徴とする請求項1に記載の晶析方法。
- 前記撹拌翼の周速は、5m/秒以上55m/秒以下であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の晶析方法。
- 内周面を有する有底円筒状の反応槽と、
前記反応槽の内部に前記反応槽と同心状かつ回転可能に配置されるとともに径方向に貫通する複数の孔を備える円筒状の撹拌翼と、
前記反応槽に設けられるとともに前記反応槽の内部に第1反応液を供給し、前記撹拌翼の回転に伴い前記反応槽の前記内周面に前記第1反応液の液膜を形成するための第1給液部と、
前記撹拌翼の内周面と前記第1反応液の前記液膜とから離れた前記反応槽の内部の前記第1給液部と異なる位置から前記液膜に向けて第2反応液を供給し前記第1反応液と前記第2反応液を反応させるための第2給液部と、
を備えることを特徴とする晶析装置。 - 前記撹拌翼よりも上部の前記反応槽の前記内周面に円環状の堰板が設けられており、前記反応槽の中心軸に平行な断面で見た場合、前記堰板の内周端は前記第2給液部の外周端よりも前記反応槽の径方向外側に位置することを特徴とする請求項4に記載の晶析装置。
- 前記第2給液部は複数設けられていることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の晶析装置。
- 前記撹拌翼の外周面と前記反応槽の前記内周面との間のクリアランスが5mm以下であることを特徴とする請求項4から請求項6のいずれか一項に記載の晶析装置。
- 請求項5から請求項7のいずれか一項に記載の晶析装置と、前記反応槽から圧送される生成物を貯留又は外部に排出する滞留槽と、前記生成物を前記滞留槽と前記晶析装置との間で循環させる循環ポンプと、を備えることを特徴とする晶析システム。
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