JP5024578B2 - 非スクロース物質の結晶化方法 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、狭い準安定過飽和領域を有する物質の結晶化方法に関するものである。本発明はとりわけ、良好な結晶収率並びに均質な結晶構造及び狭い結晶寸法分布を有する結晶生成物を与える、このような化合物の制御された結晶化に関するものである。
【０００２】
本発明は、従来、結晶化のための明確なモデルが知られておらず、それ故、しばしば、非常に制御されない方法で結晶化される物質の結晶化を制御するために有用である。本発明はとりわけ、ベタイン、塩化カリウム、塩化アンモニウムなどのような、狭い準安定過飽和領域を有する化合物の結晶化において適合される。
【０００３】
普通の砂糖又はスクロースは、産業において最も一般的に結晶化された化合物の一つであり、そしてスクロースの結晶化のためのモデル及び自動化技術を開発するために、多大の労力が投入された。別々に又は互いに絡み合った組み合わせにおいて結晶化プロセスに影響を及ぼす多数のパラメーターが存在することは、この分野で周知である。
【０００４】
結晶化の二つの基本工程は、結晶種の形成（核形成）及び結晶成長である。殆どの工業プロセスにおいて、結晶化は主に結晶成長に基づいている。結晶化に関する最新技術は、例えば、１９９５年に英国，サフォーク(Suffolk) のブラッキーアカデミックプロフェッショナル(Blackie Academic Professional) 社から出版された、マスロウチ，エム．(Mathlouthi,M.) 及びライサー，ピー．(Reiser,P.) （編集者）による「スクロース，性質及び用途(Sucrose,Properties and Applications) 」の第４９頁以降に記載されている。この文献は、核形成及び結晶成長の両方に対する結晶化機構を説明している。スクロースの工業的結晶化に関して、前記文献は、例えば、前記溶液を核形成領域、すなわち、自発的な核形成が容易に起こる領域まで濃縮することは避けなければならない（第５８頁）；制御されない数の種の生成は避けなければならない（第５９頁）；及び前記結晶化は、核形成領域及び飽和曲線に接近し過ぎない準安定領域にて行われるべきである（第６０頁ないし第６１頁及び第６３頁ないし第６４頁）と述べている。
【０００５】
前記準安定領域は、結晶が既に存在する場合のみ、自発的結晶形成が溶液中で起こる領域である。スクロースの結晶化は、それ故、前記準安定領域内で好適に行われる。スクロースは、殆どの有機化合物、とりわけ炭水化物と同様、充分に広い準安定領域を有する化合物なので、前記領域内の適するシーディングポイントを選択するために、そして更に前記領域内の結晶化の進行を制御するために、結晶化装置において、過飽和度を監視することが可能である。
【０００６】
自発的又は積極的シーディング及びその後の冷却により、高い粘度及び過飽和度を有する溶液から有機化合物を結晶化させる方法は、同一出願人によるＷＯ刊行物第９６２７０２９号に記載されている。前記発明は、如何なる重大な意味を持つ結晶成長をも有しない結晶化を提供することを目的としている。
【０００７】
前記溶液のシーディングは、溶液内に導入された種が、実質的な結晶成長が主に起こる核形成中心を提供するので、結晶化において通常用いられる。前記溶液内への多量の種の投与は、自発的核形成を最小化し、そして、均質な構造及び狭い結晶寸法分布を伴う高い結晶収率を得る結果になる。
【０００８】
スクロース溶液のシーディングは、スクロースの結晶化において使用される通常の制御技術の一部を形成する。スクロース溶液のシーディングのための技術を述べている刊行物は、例えば、マドセン，アール．エフ．(Madsen,R.F.) により、１９７６年，ブリティッシュシュガー株式会社(British Sugar Corp.) ，第２３回技術報告にて提出されたレポート「真空パン自動化及び製糖所コンピューター制御」であり、ここに、パン中の白下(massecuite)がシーディングのための正当な状態を有するかどうかを測定する手段が記載されている。この手段は電気伝導度，レオロジー又は屈折率の測定を含む；ＤＥ１９５３５０１７は、１．２ないし１．３の過飽和度が得られるまでスクロース溶液を冷却し、その後、前記スクロース溶液内に気泡を導入することについて述べている；ＳＵ７９８５６５は、別の冷却された循環チューブ内での自発的結晶形成を監視し、そして、前記チューブ及び対照チューブを通過する光に関して観察される差に基づいて準安定領域内のスクロース溶液をシードすることを述べている。前記冷却されたチューブ内での結晶形成は、何らかの自発的な結晶化が実際のクリスタライザー中で起こる３分ないし１０分前に開始する。
【０００９】
先行技術において、スクロース以外の化合物、すなわち非スクロース化合物のシーディングを如何に制御すべきかに関する記述は殆ど見出されない。幾つかの非スクロース化合物は、その核形成及び結晶化挙動においてスクロースに類似し得るが、幾つかの他のものは非常に異なる挙動をすることが示されている。非スクロース化合物の結晶化をどのように制御すべきであるかは、当業者にも明らかでない。
【００１０】
スクロース溶液にシードするための前記技術は自然に、むしろ広い準安定領域内で前記溶液を上手くシードする必要性を考慮に入れる。狭い準安定領域を持つ化合物に対して、前記シーディング及びその後の結晶化は、殆どの場合、飽和度が準安定領域に達したことを示す尺度は、過大な自発的シーディングが起こる前にシードすることを可能にする程には充分正確でないので、制御することがより一層困難である。前記溶液は、純度，濃度，密度，粘度，伝導度，沸点上昇，屈折率等のパラメーターについて分析され且つ監視され得る。これらのパラメーターは、前記溶液が飽和に近づきつつ有り、それ故、正確なシーディングポイントに近づきつつ有るときを示す。しかしながら、狭い準安定領域を持つ化合物に対して、これら周知のパラメーターの監視は、正確なシーディングポイントの予測を可能にするための充分正確な情報を与えることは見出されなかった。多くの場合、装置のキャリブレーション精度は充分正確ではなく、そして前記結晶化パラメーターはバッチ毎に変化し、その結果、これらパラメーターに基づくシーディングポイントの予測決定は、不可能では無いとしても困難である。この様な場合の好ましいシーディングは、作業者による非常な熟練及び装置に関する経験を必要とする。
【００１１】
不正確なシーディングの結果、得られる結晶は構造的に不均質でありがちで、そして母液からの前記結晶の分離を困難にする広い結晶寸法分布を持ち得る。均質でない寸法分布はまた、不良な最終結晶品質を持つ製品を与える。結晶寸法分布は、さらさら感，吸湿性，嵩密度等のような製品パラメーターに影響を及ぼす。
【００１２】
本発明は、狭い準安定領域を有する物質の結晶化制御の問題を克服するために努力する。
【００１３】
本発明は、非スクロース化合物のシーディングを制御する手段を提供する。本発明はとりわけ、狭い準安定過飽和領域を有する非スクロース化合物のシーディングを制御するために適合されている。
【００１４】
本発明は、本明細書中にそれ自体取り込まれている添付された請求項に定義されている。本発明は、狭い準安定過飽和領域を有する物質の結晶化方法において、前記物質の溶液の飽和度が徐々に増大され、そして前記溶液が結晶化のためにシードされる方法に関するものである。本発明は、シーディングが、前記方法から受信された差し迫っている又は初期の自発的核形成を示す信号に対応して選択されるシーディングポイントにて行われ、前記シーディングは該シーディングにより提供された核の周辺の結晶成長に基づく制御された結晶化を開始し、且つ均一な結晶構造及び狭い結晶寸法分布を有する結晶状生成物の生成を可能にすることを特徴とする。
【００１５】
シーディング後の結晶化は慣用の方法により監視され得るか、又は結晶化すべき物質により要求される所定条件を与えられ得る。この様な結晶化条件は当業者により容易に選択され、そしてそれらは本発明の一部を形成しない。
【００１６】
本記載及び請求項において、用語”狭い準安定領域”は、自発的核形成又は結晶形成を起こすことが無い飽和状態が非常に狭い状態で溶液が存在することができる領域を意味する。本発明の結晶化すべき物質は、それ故、次式：
ｓ＝［Ｑ^* ｘ／（１００−ｘ）］／［Ｑ^* Ｌ／（１００−Ｌ）］；
ｓ＝ｘ／（１００−ｘ）^* （１００−Ｌ）／Ｌ
〔式中、
Ｑ＝乾燥物質％としての前記溶液の純度
ｘ＝全質量に対する質量％として与えられる、母液の乾燥物質含有率
Ｌ＝純度Ｑにおける質量％として与えられる溶解度〕
のように計算される過飽和（群）が１．０であるか又は１．０に近い過飽和において前記方法の結晶化条件で結晶化するものである。
【００１７】
この様な化合物の例は、塩化カリウム及び塩化アンモニウム、無水又は１水和物の形態のベタイン、塩酸ベタインのような塩である。狭い準安定過飽和領域を有する本発明の好ましい非スクロース化合物はベタインである。
【００１８】
ベタインの結晶化は、アメリカ合衆国特許第４３５９４３０号及び上述のＷＯ刊行物第９６２７０２９号に先行技術として記載された。ベタイン溶液のシーディングは、実験的試行により経験を獲得し、従って、自分達の結晶化装置を熟知した作業者により、伝統的に行われてきた。
【００１９】
本発明における用語”シーディングポイント”は、前記溶液の積極的なシーディングが行われる時点を示す。
【００２０】
用語”制御された結晶化”は、前記結晶化が温度，液体供給量，真空度等の様な結晶化パラメーターの通常の監視下に、再現可能で且つ予測可能な線に沿って進行することを示すために使用される。
【００２１】
本発明の結果として、溶液中の結晶は均質な結晶化条件下で成長を開始し、従って、”均質な結晶構造”を有する。これは、例えば、同一物質の異なる結晶形態の生産の可能性が存在するとき、本発明に基づいて生産された結晶は殆ど同一結晶形態を有することを意味する。前記結晶はシーディングにより生じた核の周囲に成長するので、得られる生成物もまた狭い結晶寸法分布を有し、これはそれ故、前記結晶の好ましい回収のため及び大変さらさらとした均質な結晶生成物を与えるために重要である。
【００２２】
用語”狭い結晶寸法分布”は、前記生成物が、平均して並びに如何なる微粉及び過大寸法の塊をも除去した後に、狭い範囲内に多くの比率の前記結晶を有することを意味すると受け取るべきである。結晶寸法分布は、結晶収量物の品質を示すために多く使用されるパラメーターである。それは、標準的な方法により、ふるい分け試験の結果から決定される。最も一般的に使用される計算方法は、ＩＣＵＭＳＡ〔砂糖分析の均質法のための国際委員会(International Commission for Uniform Methods of Sugar Analysis)〕により採用された、いわゆるパワーズ法(Powers method) である。平均結晶寸法及び変動係数(Coefficient of Variation;ＣＶ）は、寸法分画の累積重量パーセンテージから計算される。前記ＣＶは、次式：
ＣＶ＝１００ｘ（ａ１６％−ａ８４％）／２／ａ５０％
（式中、”ａ”は所定の値の開口を示す）
のように、累積パーセンテージ８４％及び１６％に対応する２種の開口部の算術平均を計算し、次いで５０％における開口部で割って算出される。
【００２３】
前記シーディングは、スラリー，粉末，気泡，超音波等を導入することにより行われ得る。その種は生成物と同一結晶物質であってもよく、又は前記シーディングは、それ自身周知の他の手段により行われてもよい。
【００２４】
本発明の好ましい態様において、前記シーディングにより開始される制御された結晶化は、平均して０．２５ｍｍを越え、好ましくは０．３５ｍｍないし１．０ｍｍである結晶寸法を有する結晶を与える。
【００２５】
本発明の操作において、前記溶液の熟成が監視され、その結果、シーディングを行うべき正確且つ臨界的な点を正しく検出することができる。
【００２６】
従って、前記溶液がシーディングのための熟成状態にある、すなわち、前記飽和が準安定領域に入っていることを示す信号を検出するために、前記溶液は監視される。前記物質は非常に狭い準安定領域を有するので、前記シーディングポイントは大変重大で、スクロースに対して使用されるような過飽和を測定するための通常の手段は一般的に言って充分敏感でない。前記過飽和に対して通常監視するパラメーターは、勿論、前記溶液がシーディングポイントに接近しつつあることを示すために使用され得る。このようなパラメーターは、密度，粘度，稠度，伝導度，屈折率，沸点上昇等から選択され得る。これらの伝統的な手段に基づいてのみ前記シーディングを行う試みが成されるとき、前記シーディングは十中八九不成功であり、種が溶解するか、又は自発的なシーディングが起こっている。その結果はあたかも、シーディングが行われなかったように結晶化が進行する。
【００２７】
本発明に基づいて、前記溶液の熟成、すなわち、自発的核形成が差し迫っているか、又は丁度開始されたことを示す信号は、光学的、音波的、化学的、物理的、物理化学的及び／又は電気的手段により検出され得る。
【００２８】
前記信号は、好ましくは、前記溶液中の最初の自発的核形成の観察として、視覚的手段により光学的に検出され、そして前記シーディングは、この信号に応答して即座に行われる。
【００２９】
前記視覚的観察は、顕微鏡を用いて行われ得る。しかしながら、溶液中の固体粒子を検出し得る光電池又は別の装置により、それを自動的に記録することも可能である。
【００３０】
前記信号は、都合良くは、前記溶液の主要部分とは異なる物理的条件を与えられる前記溶液の一部分中にて検出され得る。それ故、前記溶液の一部分は、視覚的観察手段及び／又は濾過若しくは他の物理的手段により微小結晶を検出するための手段を備えたパイプに誘導され得る。
【００３１】
前記信号はまた、自発的核形成が差し迫っている及び／又は開始される場合に、結晶化装置から発生する音又は他の振動の変化として音波的に検出され得る。前記音は、増幅され得及び／又は聴診器を用いて検出され得、そして前記音の小さな変化を感じ得るコンピューターに記録され得る。
【００３２】
特別な状況、とりわけ、前記溶液中の物質の純度が非常に高く、９５％以上、又はより好ましくは、９８％ないし１００％である場合、前記信号は前記溶液の温度勾配の変化として検出され得ることが見出された。この驚くべき特徴は、とりわけ、非常に高い純度を有する無水ベタインの場合に明らかである。
【００３３】
本発明に基づいてシーディング及び結晶化すべき物質は、好ましくはベタイン、その塩又は誘導体、無機塩、又は狭い準安定過飽和領域を有する同様の結晶化可能な化合物である。代表的な物質は、ベタイン、塩酸ベタイン、塩化カリウム又は塩化アンモニウムである。
【００３４】
好ましい結晶生成物は無水ベタイン又はベタイン１水和物であり、それ等の溶液は無水ベタイン又はベタイン１水和物の結晶を用いてシードされる。
【００３５】
微粉及び過大寸法の塊を普通に除去した後、無水ベタインの平均結晶寸法は好ましくは０．４ｍｍないし０．５ｍｍであり、そしてベタイン１水和物の平均寸法は通常僅かに大きく、０．４ｍｍないし０．７ｍｍである。
【００３６】
結晶収量物の寸法分布は前記結晶の平均寸法に依存し、従って、絶対的な数値を与えることができない。しかしながら、狭い寸法分布に対する変動係数（ＣＶ）は、通常４０％以下、好ましくは３０％以下である。０．４ｍｍないし０．５ｍｍの平均寸法を有する結晶に対して、本発明のシーディングに伴って、２５％（ＣＶ）までもの低い寸法分布を得ることができる。不良な結晶寸法分布において、ＣＶは約４０％以上であり、そして恐らく５０％以上でさえあり得る。
【００３７】
本発明の結晶化方法は、蒸発結晶化又は冷却結晶化であってよい。それは好ましくはバッチプロセスであるが、しかし、本発明は都合良くは、連続的結晶化の開始において使用される。
【００３８】
本発明のシーディングポイントは、好ましくは、最初の自発的結晶化が検出された直後にシーディングを行うように選択される。しかしながら、例えば、前記溶液の温度勾配の変化により、又は、前記溶液の別の部分における核形成により、差し迫っている自発的核形成が検出されたとき、前記信号と前記シーディングポイントと間に間隔を設けてもよい。
【００３９】
本発明の蒸発結晶化において、結晶化すべき非スクロース物質の不飽和溶液が、パンの熱交換要素を覆うために必要な高さにより通常定義される予め決定されたレベルに達するまで、真空パン内に供給される。
【００４０】
代表的な沸騰シーケンスにおいて、パン中のレベルはゼロから所定の点まで上昇し、そして密度は通常この段階で、前記供給溶液の不飽和条件に相当する。
【００４１】
真空及び熱が前記パンに適用されるとき、不飽和溶液の溶媒水は蒸発し、そして前記溶液の密度は経時的に増加し、そして前記パン中のレベルは通常、不飽和溶液の追加供給により、前記の所定レベルに維持される。前記溶液の濃度は飽和まで増加し続ける。前記濃度が飽和に近い所定値に達したとき、溶液(liquor)の供給は好ましくは停止し、そして前記溶液は、シーディングが行われるべきであることを示す信号に対して監視される。
【００４２】
前記溶液は、シーディングの前後に、冷却結晶化のために冷却クリスタライザーに移送されてよい。
【００４３】
前記信号が検出されたとき、前記バッチはシードされる。その後、前記バッチは沸騰又は冷却の開始のために準備され、そして制御された結晶化が継続される。
【００４４】
本発明の好ましい態様に基づいて、前記溶液のシーディングは、前記溶液中の最初の自発的結晶形成が検出された直後に行われる。好ましくは、シーディングは、自発的結晶形成が検出された直後に、小さな結晶のスラリー又は粉末を添加することにより行われる。顕微鏡による視覚的観察はしばしば最も好ましいが、しかし、以下に記載したように、観察の自動化手段も存在する。
【００４５】
幾つかの場合、前記シーディングと前記積極的な結晶化段階の開始との間に、予め決定された時間間隔が存在し得るけれども、沸騰又は冷却は通常、シーディングの直後に実質的に開始する。
【００４６】
結晶化の間の飽和条件は、結晶の最適な成長をシーディングにより作られた核の周囲にのみ可能とするために観察されるべきである。結晶がその最終寸法に成長したとき、前記沸騰又は冷却停止の準備が整い、前記クリスタライザーが空にされる。
【００４７】
結晶化は一定飽和レベル以上でのみ起こるので、幾つかの化合物は母液中に残留し、それ故、１回又は２回以上、前記母液に対する結晶化を繰り返すのが好ましい。
【００４８】
本発明はとりわけ、シロップ中の不純物量が毎回増加する複数回の結晶化を行うために大変適合している。溶液中の増加する不純物にも係わらず、本発明に従って正確なシーディングポイントが検出され、その結果得られるものは、本発明を使用することなく得られる生成物よりも良好な性質の生成物である。
【００４９】
以下に、幾つかの実施例に言及することにより、本発明を説明する。
【００５０】
実施例１：ベタイン沸騰バッチの手動シーディング−蒸発結晶化，工業級品質
純度８９％ベタイン／乾燥物質（ｄｓ）の工業級品質のベタイン供給液(liquor)を用いて結晶化を行った。カランドリアを覆うまでのジュース導入を用いて、本方法を開始した。前記溶液の濃度は高まり、そして追加液を前記パンに供給した。屈折計が飽和が近づいたことを示すまで、−０．７７ｂａｒ（−７８ｋＰａ）の真空度で、スチームの一定供給と共に、前記濃縮を継続した。液の供給を停止した。作業者は、前記パンの側面ガラス窓に適用される顕微鏡を通して、前記溶液の変化を観察し始めた。最初の自発的結晶化が観察されたとき、微粉砕された種結晶を含むスラリーを用いて、前記パンに即座にシードした。前記溶液の温度は９８．８℃であり、そして乾燥物質含有率は７７．７％（ｗ／ｗ）であった。
【００５１】
シーディング後、全パン３０ｍ³ までの沸騰のために前記ジュース導入を再び開始した。最後の白下を排出し、そして遠心した。結晶を乾燥し、冷却し、塊を除去するためにふるい分けし、そして最後に包装した。
【００５２】
ベタイン無水製品の結晶寸法をふるい分けにより決定した。前記結晶の平均寸法は０．４５ｍｍであり、結晶寸法分布は２５％（ＣＶ）であった。
【００５３】
実施例２：屈折計によるベタイン沸騰バッチの自動シーディング−蒸発結晶化，純粋ベタイン
高純度（＞９９％ベタイン／乾燥物質）のベタイン供給液を用いて結晶化を行った。前記供給液及びスチームを同一レベルに保持しながら、そして−０．７８ｂａｒ（−７９ｋＰａ）の真空度で、異なる供給液を用い、同一パンを使用し、そして同一装置を用いて、実施例１に記載された方法を複数回繰り返した。純粋ベタイン溶液の屈折率を連続的に観察し、そして最初の自発的結晶の出現における値は、全ての場合において、７５．８％ブリックス（Ｂｒｉｘ）度であることを見出した。この値は、前記パンに対する設定値として採用された。
【００５４】
その後、先にカランドリアを覆うまでのジュース導入を用いたように、沸騰を開始した。コンピューターに結合した屈折計により屈折率を連続的且つ自動的に監視しながら、前記溶液の濃度を高めた。この濃縮を、−０．７８ｂａｒ（−７９ｋＰａ）の真空度で、スチームの一定供給と共に継続した。屈折計の値が設定値近傍に達したとき、液の供給を停止した。７５．８％ブリックス度の設定値に達したとき、微粉砕された種結晶を含むスラリーを用いて、前記パンを自動的にシードした。温度は９７．２℃であった。
【００５５】
実施例１に記載されたように、次いで全パンまでの沸騰を継続し、そして最後の白下を排出し、そして遠心した。結晶を乾燥し、冷却し、微粉及び塊を除去するためにふるい分けし、そして最後に包装した。
【００５６】
ベタイン無水製品の結晶寸法は０．４２ｍｍであり、結晶寸法分布は２６％（ＣＶ）であった。
【００５７】
実施例３：温度によるベタイン沸騰バッチの自動シーディング−蒸発結晶化，純粋ベタイン
高純度（＞９９％ベタイン／乾燥物質）のベタイン供給液を用いて結晶化を行った。異なるパン中で、そして僅かに変化した液及びスチームの供給を用いて、実施例１に記載された方法を複数回繰り返した。真空度を−０．７８ｂａｒ（−７９ｋＰａ）に保持した。最初の自発的結晶の出現まで溶液の濃度が高まる間、純粋ベタイン溶液の温度を連続的に観察した。最初の自発的結晶形成が前記顕微鏡中で観察される直前、前記温度は、繰り返しそして再現的に９７．２℃で上昇を停止するのが確認された。温度勾配におけるこの変化は、差し迫っている自発的核形成を示すことが見出され、そして問題の真空のための設定値として採用された。
【００５８】
その後、先にカランドリアを覆うまでのジュース導入を用いたように、沸騰を開始した。コンピューターに結合した温度計により温度を連続的且つ自動的に監視しながら、前記溶液の濃度を高めた。この濃縮を、−０．７８ｂａｒ（−７９ｋＰａ）の真空度で、一定供給のスチームと共に継続した。温度計の読みが設定値近傍に達したときでさえ、液の供給を継続した。前記温度が９７．２℃で上昇を停止したとき、６０秒遅延させた後、前記パンを自動的にシードした。
【００５９】
実施例１に記載されたように、次いで全パンまでの沸騰を継続し、そして最後の白下を排出し、そして遠心した。結晶を乾燥し、冷却し、微粉及び塊を除去するためにふるい分けし、そして最後に包装した。
【００６０】
ベタイン無水製品の結晶寸法は０．４３ｍｍであり、結晶寸法分布は２６％（ＣＶ）であった。
【００６１】
実施例４：ベタイン沸騰バッチの手動シーディング−冷却結晶化，工業級品質
純度８８％ベタイン／乾燥物質の工業級品質のベタイン供給液を用いて結晶化を行った。カランドリアを覆うまでのジュース導入を用いて、パン内で本方法を開始した。次いで、全パン３０ｍ³ までの連続的なジュース導入の下で、蒸発により前記溶液を濃縮した。７５．１％（ｗ／ｗ）の濃度で、前記液体を、約９３℃の温度で冷却クリスタライザー内に排出した。
【００６２】
冷却を開始し、そして作業者は、前記クリスタライザーの側面ガラス窓の顕微鏡を通して、前記溶液の変化を観察し始めた。最初の自発的結晶化が観察されたとき、種結晶のスラリーを用いて、前記クリスタライザーを即座にシードした。前記温度は８２．３℃であった。
【００６３】
シーディング後、遠心のために最適な結晶含有率に白下を冷却した。最後の白下を排出し、そして遠心した。結晶を乾燥し、冷却し、ふるい分けし、そして最後に包装した。ベタイン１水和物製品の結晶寸法は０．５ｍｍであり、結晶寸法分布は３２％（ＣＶ）であった。
【００６４】
実施例５：温度による塩化カリウム沸騰バッチの自動シーディング−蒸発結晶化，純粋塩化カリウム
純度１００％の塩化カリウム供給液を用いて結晶化を行った。この溶液を、カランドリアを覆うレベルを一定に保持し、そして約８０℃の温度で前記溶液の濃度を高めながら、バッチ蒸発パン内に連続的に供給した。真空度を調節することにより、前記溶液の温度を一定値に保持した。
【００６５】
前記溶液の濃度を屈折計により監視し、そして該濃度が飽和値に接近するまで上昇したとき、液の供給を停止し、そしてスチーム及び真空を一定値に保持する。温度が上昇し始め、そして温度プロフィールが変化を示すとき、微粉砕された塩化カリウム結晶を用いて、前記溶液を３０秒後にシードする。前記シーディングポイントにおける過飽和度は１．００であり、そして濃度は３３．９質量％である。
【００６６】
シーディング後、前記ジュース導入を、パンのレベルを上昇させ且つ結晶寸法を増大させるため、全パン３０ｍ³ までの沸騰のために再び開始する。最後の白下は乾燥物質換算で６５％の濃度に達し、そしてこの塊を排出し、遠心する。結晶を乾燥し、冷却し、そしてふるい分けする。結晶収率は、良好な均一寸法の塩化カリウム結晶７２％である。
【００６７】
実施例６：塩化アンモニウム沸騰バッチの手動シーディング−冷却結晶化，工業級品質
工業級品質の純度９５％ＮＨ₄ Ｃｌ／乾燥物質の水性塩化アンモニウム供給液を用いて結晶化を行った。カランドリアを覆うまでのジュース導入を用いて、本方法を開始する。次いで、加圧下及び約８５℃の温度で前記溶液の濃度を高めるために蒸発を開始する。濃縮及びジュース導入を全パン３０ｍ³ まで継続する。４０．８質量％の濃度で、前記液体を、８５℃の温度でバッチ冷却クリスタライザー内に排出する。
【００６８】
この溶液を約２℃ないし３℃の温度勾配にて冷却する。前記溶液の一部は、前記クリスタライザー本体より０．０５℃低い温度に冷却された循環ラインを通って連続的に循環される。光電池及び光源を前記ラインの透明部分に接続する。前記光電池が前記循環ライン中の最初の自発的結晶化の情報を記録したとき、赤ランプが点灯し、そして作業者は、顕微鏡を通して前記溶液を注意深く観察し始める。前記溶液の本体中に前記最初の自発的核形成が検出されるやいなや、前記クリスタライザーは、微粉砕されたＮＨ₄ Ｃｌ結晶のスラリーを用いてシードされる。シーディングにおける温度は８５℃であり、そして過飽和度は１．００である。
【００６９】
シーディング後、遠心のために最適な結晶含有率を与えるために、前記白下を２０℃に冷却する。最後の白下を排出し、遠心する。３３％の結晶収量を乾燥し、冷却し、ふるい分けし、そして最後に包装する。塩化アンモニウム製品の平均結晶寸法は０．８ｍｍである。

Claims (13)

1. ベタイン、ベタイン塩酸塩、塩化カリウム又は塩化アンモニウムから選択される狭い準安定過飽和領域を有する物質の結晶化方法において、
   前記物質の溶液の飽和度が徐々に増大し、そして前記溶液が結晶化のためにシード（ｓｅｅｄ）される方法であって、
   前記溶液は自発的核生成が始まるのを検出するために監視されること、及び
   シーディング（ｓｅｅｄｉｎｇ）は、前記方法から受信された初期の自発的核形成を示す信号として光学的に検出された最初の自発的結晶化の直後にて行われることを特徴とし、
   前記シーディングは該シーディングにより提供された核の周辺の結晶成長に基づく制御された結晶化を開始し、且つ均一な結晶構造及び４０％以下の変動係数（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｖａｒｉａｔｉｏｎ）を有する狭い結晶寸法分布を有する結晶状生成物の生成を可能にするところの方法。
2. 前記結晶寸法が、平均して０．２５ｍｍを越える、請求項１記載の方法。
3. 前記信号が、前記溶液中の最初の自発的核形成の観察として、視覚的手段により光学的に検出される請求項２記載の方法。
4. 前記視覚的観察が顕微鏡を用いて行われるか、或いは溶液中の固体粒子を検出し得る光電池又は別の器具により記録される請求項３記載の方法。
5. 前記物質がベタインである請求項１記載の方法。
6. 前記結晶生成物が無水ベタイン又はベタイン１水和物である請求項５記載の方法。
7. 前記溶液が無水ベタインの結晶又はベタイン１水和物の結晶を用いてシードされる請求項６記載の方法。
8. 前記ベタインが、乾燥物にて９９％、又はそれより高いベタイン純度を有する純粋な無水ベタインとして結晶化される、請求項５記載の方法。
9. 前記信号が、前記溶液の主な部分と異なる物理的状態に置かれている前記溶液の一部から検出される請求項１ないし８の何れか一項記載の方法。
10. 前記結晶化が蒸発結晶化又は冷却結晶化を含む請求項１ないし９の何れか一項記載の方法。
11. 前記結晶化がバッチ結晶化又は連続的結晶化の開始である請求項１０記載の方法。
12. 前記結晶寸法が、平均して０．３５ｍｍないし１．０ｍｍである請求項２記載の方法。
13. 前記結晶寸法が、平均して０．４ｍｍないし０．５ｍｍである請求項２記載の方法。