JPH01266804A - 圧力晶析方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、圧力晶析方法に関し、詳細には、特に原料混
合物中の種結晶の沈降速度が大きな場合において、製品
の収率を向上する圧力晶析方法に関する。

（従来の技術） 圧力晶析法とは、複数成分を含む液相またはスラリから
なる原料を高圧容器に導入した後、母液排出管路を閉鎖
した状態で該容器内にて該混合物に高圧力（例えば、１
０００気圧を超えるような圧力）を加えて特定成分の結
晶析出を促進させる方法であり、この操作によって特定
成分の結晶と残留′ａ、（母液）からなる固液共存状態
が得られる。そして、この後、母液排出管路の閉鎖を解
除して前記固液共存状態にピストン圧力を加え、母液を
フィルタ経由で系外へ排出し、残った固相を圧搾しなが
ら更に固液を分離し、母液を排出すると、高純度の特定
成分の結晶を回収することができるものである。

かかる圧力晶析方法の詳細は、例えば、第１図に示す如
きものである。即ち、第１図は圧力晶析のプロセスフロ
ー及び装置の概念を示す図であり、この図に基づき説明
すると、原料混合物Ａは予備冷却槽（１）で適当な温度
まで冷却された後、スラリポンプ（２）から原料供給管
路り、を通して圧力晶析装置（３）の高圧室（４）内に
送り込まれる。そしてピストン（５）を駆動して高圧室
（４）内の原料を加圧し、原料中の特定成分の結晶を増
加もしくは生成させた後、液相成分（母液）はフィルタ
から母液排出管路Ｌ２．Ｌ３を通して圧搾・排出し、し
かる後高圧室（４）内に残った特定成分の結晶を回収す
るものである。尚、第１図において、Ｖ＋、Ｖｚ、Ｖｓ
、Ｌ、Ｖｓは開閉弁、Ｎは排出ノズル、（６）は排液タ
ンク、（７）は加圧ユニメトを示すものである。

上記圧力晶析法を工程順に示すと下記の通りである。

（ａ）二開閉弁ｖ２を閉じ、開閉弁Ｖ、を開いて圧力晶
析装置（３）の高圧室（４）内へ原料混合物を供給する
工程。

（ｂ）：開閉弁Ｖ、、Ｖ、を閉し、ピストン（５）を作
動して原料混合物に高圧を付与して特定成分の結晶を増
加もしくは発生増加させる工程。

（Ｃ）二開閉弁Ｖｚ、Ｖｓを開き、高圧室（４）内の母
液をフィルタ及び母液排出管路り、、Ｌ３経由で排出さ
せる工程。

（ｄ）：ピストン（５）を作動して高圧室（４）内に残
った母液を圧搾除去する工程。

（ｅ）：高王室（４）を開放して特定成分の結晶（以降
、製品という。）を取り出す工程。

上記（ｅ）の工程を終えた後は、再び（ａ）の工程り戻
り、この摸作を繰り返すことによって特定成分の分離・
回収が連続的に行われる。第２図は、上記一連の工程を
実施する際の経時的な圧力変化を概念的に示したもので
ある。

（発明が解決しようとする課題） 以上に述べたような圧力晶析方法に準拠して、本発明者
らは前記製品の回収率の向上を図るべ（種々研究を重ね
ているが、その研究過程で従来の圧力晶析方法には次の
ような問題点があることが確認された。即ち、それは、
実際に得られる製品の回収率が理論値に対してかなり低
いという問題点であり、特に原料混合物中の種結晶の沈
降速度の大きな場合はこの傾向が顕著であることが判っ
た。

本発明は、この様な事情に着目してなされたものであっ
て、製品の回収率の向上が図れる圧力晶析方法の提供を
課題とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記課題を達成するために、本発明は次のような構成の
圧力晶析方法としている。即ち、特定成分を含む２種以
上の成分から成る混合物を高圧容器に供給した後、該容
器内にて該混合物を加圧して特定成分の結晶を析出させ
る圧力晶析を行って固液共存状態と成し、続いて液相分
を該容器外に排出することにより該容器内に特定成分の
固体状製品を形成させ、該容器より該製品を取り出す圧
力晶析方法において、前記混合物の加圧を、該混合物に
超音波エネルギを付与して種結晶を均一に分散させなが
ら、行うことを特徴とする圧力晶析方法である。

（作　用） 本発明に係る圧力晶析方法は、以上説明したように、高
圧容器に供給された混合物に超音波エネルギを付与して
種結晶を均一・に分散させながら、該混合物の加圧を行
うようにしている。このようにしているのは、従来法に
おける前記問題点の発生原因について究明した結果得ら
れた知見に基づくものである。以下に、得られた知見に
基づき、本発明に関する作用を説明する。

即ち、従来法の工程で採用されている前記工程の中、工
程（ａ）では高圧室（４）内へ種結晶を含む原料混合物
を供給し、工程（ｂ）では供給された原料混合物に高圧
を付与して特定成分の結晶を増加もしくは発生増加させ
るものであるが、この高圧を付与するとき高圧容器内の
原料混合物中の種結晶の分布は均一であることを前提と
している。

しかしながら、従来法における前記問題点の発生原因に
ついて究明した結果、実際には工程（ｂ）の高圧付与の
開始時点において、種結晶の分布は均一な状態ではなく
、下層部分は種結晶の濃度が高い液（固相濃厚・液）と
なり、上層部分は種結晶の濃度が低い液（清澄液）とな
り、略２層に分離された状態になる事が確認された。ま
た、これは、一般的に高圧室（４）内への原料混合物の
供給に約２０数秒の時間を要している事、且つ種結晶の
密度は母液の密度より大きい事により、原料混合物供給
中において結晶の沈降が生じるからであるという裏付け
が得られた。従って、この分離度合（不均一性の程度）
は、種結晶の沈降速度が大きい場合程、大きいものとな
る。

上記の如く、高圧を付与するとき高圧容器内の原料混合
物が略２層に分離され、種結晶の分布が不均一であると
、加圧条件が適合していないものとなる。即ち、上層の
清澄液部分では、種結晶が殆ど無い状態から一挙に加圧
され超過飽和状態となるため、−成核発生の割合が増加
し、生成・成長する結晶粒径が極めて小さいものとなる
。その結果、加圧により発生した大半の結晶は、液中に
浮遊しており、次工程（ｃ）の母液排出工程（分離工程
）においてフィルタに捕捉されず、これらの結晶は母液
と共に排出される。従って、製品回収率が低下するので
ある。

また、加圧条件によっては、清澄液部分での過飽和状態
が維持され、結晶の生成が皆無になる場合もある。過飽
和成分は、下層の固相濃厚部分に移動して最終的には種
結晶上に成長することになるが、その速度は拡散速度律
速であるため、結晶成長に長時間を要する。従って、こ
の場合も製品回収率が低下する。

更に、工程（ｂ）の高圧付与の開始時点では種結晶の分
布が均一であっても、時間の経過に伴って種結晶の沈降
が生じる。また、生成された結晶の沈降が生しる。その
結果、製品の回収率が低下する。

以上説明したように、高圧を付与するとき原料混合物中
の種結晶の分布が不均一であり、この事が実際製品の回
収率を理論値より低い値にさせる主原因であるというこ
とが判った。また、それ故、特に種結晶の沈降速度が大
きい場合は、不均一性の程度が大きくなり、製品回収率
の低下が顕著なものとなる事が判った。

かかる原因究明により得られた知見に基づき、本発明に
係る圧力晶析方法は、高圧容器に供給された混合物に超
音波エネルギを付与して種結晶を均一に分散させながら
、該混合物の加圧を行うようにしているのである。この
ようにすると、混合物の加圧の開始時点から加圧の終了
時点まで種結晶の分布および生成された結晶の分布が加
圧中宮に均一に保たれている。従って、加圧条件が常に
どの部分でも適合したものとなる。その結果、製品回収
率が向上する。

上記本発明に係る圧力晶析方法において、種結晶分布の
均一性の程度が高い程、製品回収率が向上する。この均
一性の程度を高める事は、混合物へ付与する超音波エネ
ルギを高くするという簡単な操作により、実現できる。

尚、高圧を付与する時間は、比較的短時間であるので、
混合物への超音波エネルギの付与は、工程（ｂ）の高圧
付与の開始時点だけ行う事によっても、製品回収率を向
上し得る。また、高圧付与の開始直前にだけ行う事によ
っても、製品回収率を向上し得る。しかし、種結晶の沈
降速度が大きい混合物の場合は、工程（ｂ）の高圧付与
中、超音波エネルギの付与を行う事が望ましい。

また、高圧付与の工程（ｂ）が終了した時点ては、超音
波エネルギの付与は停止したほうがよい。

それは、高圧付与の工程（ｂ）の終了時点以降も超音波
エネルギを付与すると、固相と液相とが混ざった状態に
なっており、両者の分離が進行し難く、そのため次工程
（ｃ）の母液排出工程に支障が生じるからである。

以上のように、本発明に係る圧力晶析方法は、種結晶の
分布が加圧中均一に保たれた状態で、圧力晶析を行い得
るので、製品回収率を向上し得るものである。

（実施例） 本発明に係る実施例を、内容ｉｔ　１．５ｊ２の圧力晶
析パイロットプラントによる運転結果に基づき、比較例
と比較して説明する。尚、この比較例に用いたプラント
の構成は、第１図（圧力晶析のプロセスフロー及び装置
の概念を示す図）に示したものと同一である。また、実
施例に用いたプラントの構成は、この第１図に示したも
のに、更に超音波エネルギの付与装置を付加したもので
ある。

止笠拠土 クレゾール混合物（ｐ−成分８０χ、ｍ−成分２０χ）
を１５０Ｇに冷却してスラリ状態とし、圧力晶析装置に
供給し、断熱的に１８００気圧の圧力（晶析圧力）まで
昇圧し、晶析させた後、続いてこの圧力を分離圧力とし
て保持しつつ液相分を排出して固液分離し、引き続き６
００気圧まで降圧して減圧発汗を行い、製品を得た。得
られた製品の収率は３７．３χであった。

止較拠叉 比較例２は、晶析圧力を１５００気圧にして運転したた
ものであり、その他の操作条件は、比較例１と同様であ
る。得られた製品の収率は３５．３χであった。

止較■主 比較例３は晶析圧力を１２００気圧にして運転したたち
のであり、その他の操作条件は、比較例１と同様である
。得られた製品の収率は３２．３χであった。

ス】１１１ クレゾール混合物（ｐ−成分８０χ、ト成分２０χ）を
１５０Ｃに冷却してスラリ状態とし、圧力晶析装置に供
給した後、超音波エネルギの付与装置により高圧容器内
の混合物に超音波エネルギを付与して種結晶を均一に分
散させながら、断熱的に１８００気圧の圧力（晶析圧力
）まで昇圧し、晶析させた後、続いてこの圧力を分離圧
力として保持しつつ液相分を排出して固液分離し、引き
続き６００気圧まで降圧して減圧発汗を行い、製品を得
た。尚、超音波エネルギの付与は、晶析直後停止した。

得られた製品の収率は４５．３χであった。晶析圧力が
同一の比較例１と比較すると、収量は１．２０倍に増加
していることが判る。

災施ｔＬ 実施例２は晶析圧力を１５００気圧にして運転したたも
のであり、その他の操作条件は、実施例１と同様である
。得られた製品の収率は４２．５Ｘであった。晶析圧力
が同一の比較例２と比較すると、収量は１．２１倍に増
加していることが判る。

災隻斑主 実施例３は晶析圧力を１２００気圧にして運転したたも
のであり、その他の操作条件は、実施例１と同様である
。得られた製品の収率は３９．２χであった。晶析圧力
が同一の比較例３と比較すると、収量は１．２１倍に増
加していることが判る。

以上の如く、同一晶析圧力を基準にして比較すると、超
音波エネルギを付与した場合（実施例１、実施例２．実
施例３）はいずれも、収量が大幅に増加している。これ
は、超音波エネルギの付与が種結晶を均一に分散させる
のに効果的であり、そして製品の収率向上に極めてを効
であることを示している。

（発明の効果） 本発明に係る圧力晶析方法によれば、製品の収率向上が
図れる。そして、この圧力晶析方法は、特に、種結晶の
沈降速度が大きな原料混合物を圧力晶析する場合におい
て、製品の収率向上に極めて効果的である。

また、上記の如く、製品回収率が向上するので、その結
果として液相分の排出量が低減し、そのため主に母液排
出工程からなる固液分離工程の所要時間が短縮される。

従って、該時間短縮および製品収率向上によって、生産
量が大幅に同上できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の圧力晶析のプロセスフロー及び装置の
概念を示す図、第２図は、従来の圧力晶析法における一
連の工程を実施する際の経時的な圧力変化を概念的に示
す図である。 （１）−一一一子備冷却槽　　　（２）−−−−スラリ
ポンプ（３）−−−一圧力晶折装置！　　　（４）−−
−一高王室（５）−−−−ピストン　　　　（６）−−
〜−徘液液タンク７）−−−一加圧ユニット　　八−一
一一原料混合物し＋−−−−原料供給管路　　Ｌｉ−−
−一母液排出管路Ｌ３〜−−−母液排出管路　　Ｎ−一
−−排出ノズルＶ＋、ｌｈ、Ｖｓ、Ｖ−、Ｖｓ−−−一
開閉弁特許出願人　株式会社　神戸製鋼所 代　理　人　弁理士　　全光　章−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）特定成分を含む２種以上の成分から成る混合物を
   高圧容器に供給した後、該容器内にて該混合物を加圧し
   て特定成分の結晶を析出させる圧力晶析を行って固液共
   存状態と成し、続いて液相分を該容器外に排出すること
   により該容器内に特定成分の固体状製品を形成させ、該
   容器より該製品を取り出す圧力晶析方法において、前記
   混合物の加圧を、該混合物に超音波エネルギを付与して
   種結晶を均一に分散させながら、行うことを特徴とする
   圧力晶析方法。