JPH06254303A - バッチ式圧力晶析方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 目的物質を含む原料混合物の所定量を温度調
整缶２に供給して該原料温度を圧力晶析装置10への給液
温度に調整し、これを圧力晶析装置10に供給して圧力の
作用で晶析及び固液分離するバッチ式圧力晶析方法にお
いて、固液分離の際に前記圧力晶析装置10から排出され
た排液分を、前記温度調整缶２にリサイクルして該缶内
残留原料と混合すると共に、該缶内原料混合物中の目的
成分濃度の低下に応じて該缶内温度を降下させつつ圧力
晶析装置10へ供給し、晶析及び固液分離し、該缶内温度
が所定の最終給液温度に至ると、その温度を維持して圧
力晶析装置10への供給及び圧力晶析を行うことを特徴と
するバッチ式圧力晶析方法。 【効果】 従来法（定常バッチ冷却晶析法）に比し、大
幅な生産効率の向上及び省エネルギー化が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、少量多品種の製品を生
産するファインケミカル分野における圧力晶析法に係る
もので、特に一定量の原料のみを処理するバッチ式圧力
晶析法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】晶析法は固液間の変態を利用する分離技
術であり、気液間の変態を利用する蒸留法に比べて潜熱
が１桁低い事から、省エネ分離法として近年見直されて
来ている。中でも圧力晶析法は冷却晶析法に比してエネ
ルギーコストが1/3 〜1/10に低下する事からファインケ
ミカルを中心とする分野でその適用が広がっている。こ
の圧力晶析法は、原料混合物を連続的に晶析装置に供給
しつつ晶析分離する所謂連続晶析法と、晶析装置に予め
所定量の原料を張り込み、原料の新たな補給を行う事な
く晶析分離するバッチ晶析法とに大別されるが、少量多
品種の生産を行うファインケミカル分野で用いられる晶
析法は、殆どがバッチ晶析法である。

【０００３】このバッチ式圧力晶析法において、原料中
の目的物質の濃度が或る程度高い場合に、１回の晶析操
作で所定の回収率を得ようとすると、圧力晶析装置への
原料供給温度を下げて予め高濃度スラリーを調整し、こ
れを圧力晶析装置に供給する必要があるが、かかる高濃
度スラリーは粘性も高く、スラリー移送が困難になる事
から、通常は数％〜25％程度のスラリーで供給し、排液
からの回収を含めて数回の圧力晶析操作で所定の回収率
を得る方策が採られている。即ち、１回目の圧力晶析操
作で分離した排液中には未回収の目的物質が相当量含ま
れているので、この排液を新たな原料として再度圧力晶
析装置に供給し、２回目の晶析分離を行うのである。こ
の２回目の晶析においては、原料中の目的物質濃度が初
期原料より低下し、固液平衡温度も低温側に移行してい
るので、所定量のスラリーを調整する為の予備晶析温度
は１回目よりも低くする。２回の晶析操作でもなお回収
率が不足する場合には、２回目の排液を更に低い温度に
調整して３回目の晶析を行う。必要に応じて更に同様の
操作を４回、５回と繰り返す事になる。

【０００４】従来、かかるバッチ式圧力晶析法を採用す
る背景には、必要な純度・収率を得るに際し、晶析分離
を管理し易い定常状態で行おうとする思想がある。即
ち、原料組成を１点に定め且つ圧力晶析装置への原料供
給温度を１点に定めておけば、平衡関係から原料供給条
件が１点に定まり、又、圧力晶析条件も理論的に１点に
定まる事から、これら原料調整条件、圧力晶析条件を運
転当初に設定しておくものであり、その後の変更管理が
不要となる利点がある。しかしながら、この従来法（即
ち、所謂定常バッチ式圧力晶析方法）は、初期原料張り
込み→初期原料温度調整→１回目圧力晶析→１回目排液
貯蔵→同排液張り込み→２回目原料温度調整→２回目圧
力晶析→同排液貯蔵→同排液張り込み→３回目原料温度
調整→３回目圧力晶析→同排液貯蔵 ------ の各工程が
全て不連続のバッチ操作となっており、これらの工程で
最も長時間を要するのは、原料の温度調整工程における
缶内原料を所定給液温度にまで冷却する冷却待ち時間で
ある。この時間は１回目よりは２回目の方が低温となる
事から、排液の温度管理が不十分であると、回を重ねる
に連れてその待ち時間も長くなる。そのため分離生成作
業中の殆どの時間は、原料温度の調整待ち時間となり、
従って圧力晶析装置の稼働率が低下し、晶析機１基当た
りの生産性が低くなり、固定費負担が相対的に増加し、
又、排液の昇温、降温が繰り返される結果、蒸留法に比
してエネルギー消費量が少ないという晶析法の利点が減
殺されるという現象が生じている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したバ
ッチ式圧力晶析法の現状に鑑みてなされたものであり、
従来のバッチ式晶析法における定常晶析の概念に対し、
非定常晶析の概念を導入することによって、従来法と同
様の純度・収率の製品を、従来法よりも圧力晶析装置の
生産性が高く、効率良く、又、エネルギー消費量が少な
い状態で生産し得、引いては大幅な生産効率の向上及び
省エネルギー化が図れるバッチ式圧力晶析方法を提供す
ることを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るバッチ式圧力晶析方法は、次のような
構成としている。即ち、請求項１記載の方法は、目的物
質を含む原料混合物の所定量を温度調整缶（以下、温調
缶と略記する）に供給して該原料温度を圧力晶析装置へ
の給液温度に調整し、これを圧力晶析装置に供給して圧
力の作用で晶析及び固液分離するバッチ式圧力晶析方法
において、固液分離の際に前記圧力晶析装置から排出さ
れた排液分を、前記温調缶にリサイクルして該缶内残留
原料と混合すると共に、該缶内原料混合物中の目的成分
濃度の低下に応じて該缶内温度を降下させつつ圧力晶析
装置へ供給し、晶析及び固液分離し、該缶内温度が所定
の最終給液温度に至ると、その温度を維持して圧力晶析
装置への供給及び圧力晶析を行うことを特徴とするバッ
チ式圧力晶析方法である。これは、方式的には非定常の
バッチ式圧力晶析方法である。

【０００７】請求項２記載の方法は、(a) 温調缶内原料
の圧力晶析装置への供給に追従して連続的或いは間欠的
に温調缶とは別設の原料タンクから温調缶に原料を補給
しつつ、該缶内原料温度を予め設定された初期給液温度
に保った状態で圧力晶析操作を行うと共に、圧力晶析装
置から排出される排液を排液タンクに蓄える定温供給工
程と、(b) 前記原料タンクからの補給が終了すると、前
記排液タンク内の排液を前記温調缶にリサイクルして該
缶内残留原料と混合すると共に、該缶内原料混合物中の
目的成分濃度の低下に合わせて該缶内原料温度を降下さ
せつつ圧力晶析装置に供給する非定常供給工程と、(c)
該缶内原料温度が所定の最終給液温度に到達すると、そ
の温度を維持して該原料を圧力晶析装置に供給する定温
供給工程とを含むことを特徴とするバッチ式圧力晶析方
法である。これは、方式的には所謂定常晶析と非定常晶
析とを組み合わせた方法である。請求項３記載の方法
は、前記排液タンク内排液の温調缶へのリサイクルを開
始した後に圧力晶析装置から排出される排液を、前記排
液タンクを介して温調缶にリサイクルする請求項２記載
のバッチ式圧力晶析方法である。

【０００８】請求項４記載の方法は、前記排液のリサイ
クルによる温調缶内原料混合物中の目的成分濃度の低下
に合わせて、該缶内のスラリー濃度が略一定になるよう
に該缶内温度を降下させる請求項１、２又は３記載のバ
ッチ式圧力晶析方法である。請求項５記載の方法は、前
記リサイクルする排液を略一定の速度で温調缶に供給す
ると共に該缶からの単位時間当たりの除熱量を略一定に
して、該缶内原料混合物の冷却速度を制御する請求項
１、２、３又は４記載のバッチ式圧力晶析方法である。
請求項６記載の方法は、前記最終給液温度への到達後に
圧力晶析装置から排出される排液のリサイクルは停止す
る請求項１、２、３、４又は５記載のバッチ式圧力晶析
方法である。請求項７記載の方法は、圧力晶析装置への
原料供給温度の低下に合わせて圧力晶析条件中の加圧圧
力及び／又は圧搾圧力を自動的に調整することにより、
圧力晶析製品の品質を略一定に制御する請求項１、２、
３、４、５又は６記載のバッチ式圧力晶析方法である。
請求項８記載の方法は、圧力晶析装置から排出される排
液を、その組成における飽和温度近傍にまで冷却した状
態で前記温調缶にリサイクルする請求項１、２、３、
４、５、６又は７記載のバッチ式圧力晶析方法である。

【０００９】

【作用】本発明の作用を、その構成例を示す図面を用い
て以下説明する。本発明の中、請求項１記載の方法に係
るプロセス例を図１に示す。但し、図１は請求項４〜８
記載の方法に係るプロセス例をも示している。図１にお
いて、目的物質を含む原料混合物は、配管１より温調缶
２に所定量供給され、該缶２に付設されたジャケット３
内に配管４より供給される冷媒によって予め設定された
初期給液温度Tsまで、攪拌機５によって攪拌しつつ冷却
される。該缶２内温度がTsに達すると、該缶内の原料は
目的物質の結晶が所定量生成したスラリーとなってお
り、該スラリーを配管６より循環ポンプ７、配管９を経
て圧力晶析装置10に供給し、固体製品14と排液18とに分
離し、排液18は配管16より排液タンク17に送給し一時的
に貯蔵する。尚、圧力晶析装置10への原料供給は間欠的
であるので、バイパス配管８により原料スラリーが温調
缶２に戻る循環ラインを設けている。

【０００１０】ここで、圧力晶析装置10は周知の通り高
圧容器11、加圧用ピストン12、下蓋13とで構成され、原
料スラリーを高圧容器11内に所定量供給し、次に密閉状
態でピストン12により容器内の原料を加圧すると、原料
中の結晶粒子が種結晶となって圧力の作用で結晶成長が
生じ、該容器11内には通常40〜60％の高濃度スラリーが
生成する。加圧圧力が所定の値に達すると、容器内圧力
を維持しつつ固液分離を開始する。即ち、該容器内に装
着されているフィルタ（図示せず）を通して液相分のみ
を容器外に排出し、容器内の固相濃度を高めて行き、最
終的にはピストン12で容器内固体を圧搾して含液率の低
い固体を生成し、続いて高圧容器11及びピストン12を上
昇させて容器を開け、製品取出装置（図示せず）により
製品14を固体状態で装置外に取り出す。

【００１１】前記圧力晶析装置10から排液タンク17に送
給された排液18は、該タンク17に一旦貯蔵された後、配
管19、排液循環ポンプ20、配管21を経て温調缶２にリサ
イクルされ、該缶内の残留原料と混合される。排液18中
の目的物質濃度は元の原料中のそれよりも低くなってい
るから、この混合された缶内原料中の目的物質濃度も初
期のものに比して次第に低下してくる。

【００１２】従って、この状態で缶内温度を当初の初期
給液温度Tsに維持していたのでは缶内のスラリー濃度は
次第に低下してくるから、缶内温度も原料濃度低下に合
わせて下げる必要がある。この簡易制御方式としては、
排液タンク17からの排液リサイクル量を略一定に保ちつ
つ、ジャケット３内に供給される冷媒の入口温度Tiと出
口温度Toとを測定し、この温度差ΔＴが略一定となる様
に制御すると、温調缶からの除熱量が略一定に制御され
る事になり、除熱量は結晶生成量に比例しているから、
前記ΔＴを略一定になる様に制御すれば、結晶生成量を
略一定に制御でき、ひいては温調缶内のスラリー濃度を
略一定に制御できる事になる。又、原料系の固液平衡状
態図が分かっている場合には、排液組成、混合後の缶内
組成、所定スラリー生成の為の缶内温度等が計算で求め
られるから、これから求めた冷却速度曲線に沿って冷却
する様に自動制御システムを組む事も可能であり、又、
計算自体も制御システム中で行わせる事も可能である。

【００１３】尚、排液18の温度は、圧力晶析操作を受け
た結果、元の温調缶内温度よりも高くなっているから、
この排液タンク17内で結晶が析出しない飽和温度近傍の
温度に冷却しておく事は温調缶２の熱負荷を軽減し、同
缶の設計を容易にする観点から有効な方策であるので、
排液タンク17は図示の如く温調缶２と同様にジャケット
を付設して排液18の温度調節が可能にしておく事が得策
である。

【００１４】次に、排液リサイクルを行いつつ且つ温調
缶２内の原料濃度の低下と共に缶内温度を徐々に降下さ
せて行き、所定の最終給液温度Teに達すると、温調缶内
温度はそれ以上降下させる事なく、その温度Teを維持し
て通常のバッチ運転の要領で圧力晶析装置への原料供給
を行う。尚、この最終給液温度Teは、要求される製品純
度と収率の観点から求められ、Teが低いければ低い程、
収率は上がるが純度は下がり、逆にTeが高ければ高い
程、収率は下がるが純度は上がるので、この兼ね合いで
計算又は実験により求められる。

【００１５】ところで、圧力晶析の過程で温調缶２内の
原料濃度及び温度が次第に低下する事は、圧力晶析装置
10への原料供給条件は時々刻々と変化する事を意味して
いるので、圧力晶析条件についても、その対応を考慮し
ておく必要がある。即ち、初期の段階は相対的に高温高
濃度の原料であり、圧力晶析で高純度が得られ易い条件
にあるが、次第に低温低濃度の高純度が得られ難い条件
に移行していく事になるので、それへの対応が必要であ
る。その方法としては次の３通りがある。

【００１６】第一の方法は、圧力晶析条件を一定にする
方法であり、最も簡便な方法であって、初期給液温度Ts
の段階では製品仕様を上回る高純度の製品が得られる条
件に設定しておき、最終給液温度Teの段階では製品仕様
を下回るが、平均純度で製品仕様を満足させる方法であ
る。この方法は、圧力晶析装置の運転条件を最初に設定
しておけば、後は放置しておけば良いという容易さはあ
るが、製品品質は時々刻々と変化していくから、１ロッ
ト分の製品を再混合して製品の均質化を行わねばならな
いという煩雑さが残る。

【００１７】第二の方法は、原料濃度，温度の低下に合
わせて、製品純度が一定となる様に晶析圧力を徐々に上
げていく方法である。即ち、高圧固液平衡状態図が分か
っている場合には、その状態図を予め制御システムに記
憶させておき、平衡状態にあるスラリーの給液温度を検
出して、その給液温度で製品純度を満足する加圧圧力を
演算して求め、その加圧圧力に自動設定する方式が採れ
る。高圧平衡状態図が不明の場合には、要求される収率
より計算された最終排液組成と最終段階における推定収
率とから最終工程における原料組成を求め、この組成で
の製品純度を満足する圧力晶析条件を実験的に求め、そ
の時の加圧圧力と初期の加圧圧力の間で、温度で比例さ
せて制御する簡便法もある。

【００１８】第三の方法は、製品純度が一定になる様に
最終圧搾圧を次第に高めていく方法である。即ち、圧力
晶析製品の純度は、上記原料条件、加圧圧力と共に、最
終製品中の含液率を左右する圧搾圧によっても変化する
から、この圧搾圧を次第に高めて製品中の含液率を下
げ、製品純度を確保する方法である。この方法では、圧
搾圧と含液率の関係を予め求めておき、給液温度を検知
して圧搾圧を制御する方法が正確な方法であるが、通常
の圧搾圧は600 〜800 気圧程度が採用され、その最大値
は加圧圧力であるので、簡易法としては、加圧圧力を一
定にしておき、初期の段階では通常の圧搾圧で開始し、
順次給液温度に比例して、最終段階では加圧圧力にまで
上昇させる方法がある。

【００１９】次に、温調缶の温度が最終給液温度Teに達
した後に圧力晶析装置から排出される排液は、温度Teで
圧力晶析装置に給液されて圧力晶析により製品を回収さ
れた排液であり、温調缶内温度Teでの平衡液組成を数％
下回っているので、それをリサイクルしても温調缶内で
のスラリー生成は生じない。従って、上記温度Te到達後
も排液リサイクルを継続すると、平衡組成以下の排液が
温調缶２に入り、該温調缶内の残留原料の価値を下げる
だけであるので、Teに達すると、その後の圧力晶析排液
は排液タンク17に入れずに配管22から系外の貯槽（図示
せず）に排出し、排液タンク17内の排液18のみをリサイ
クルする必要がある。

【００２０】以上のように本発明に係るバッチ式圧力晶
析方法は、圧力晶析装置運転中の供給原料組成及び給液
温度が一定ではなく、経時的に変化し、所謂非定常な状
態で圧力晶析が行われ、これは定常状態で圧力晶析を行
う従来法と大きく異なる点であり、そのため生産効率の
大幅な向上が図れる。即ち、従来法では最も長時間を要
する温調缶での排液の冷却（温調）工程が複数回に分割
されているので、操業時間の殆どが冷却（温調）時間と
なり、操業時間が長いため、単位時間当りの生産性は低
いが、これに対し、本発明方法では排液が温調缶中にリ
サイクルされ、温調缶での排液の冷却（温調）工程は圧
力晶析工程と同時並行して進められるので、操業時間が
極めて短かく、そのため従来法と同様の純度・収率の製
品を、従来法よりも圧力晶析装置での生産性が高く、効
率良く、又、エネルギー消費量が少ない状態で生産し
得、引いては大幅な生産効率の向上及び省エネルギー化
が図れる。

【００２１】尚、上記圧力晶析において、原料は温調缶
２でスラリー化し、圧力晶析装置に供給している。この
ようにスラリー化しておけば給液原料は平衡状態にある
ので、加圧操作により速やかに結晶成長が行われる利点
が期待できる。しかし、物質及び原料系によっては、結
晶化温度が相当低温であり、通常の冷却装置ではスラリ
ー化する事が困難な場合もある。この様な場合には、可
能な範囲で冷却して液体で給液する事になるが、この場
合も同様に本発明を適用できる事は言うまでもない。

【００２２】次に、本発明の中、請求項２記載の方法に
係るプロセス例を、図２に示す。但し、図２は請求項３
〜８記載の方法に係るプロセスも例示している。これは
温調缶２とは別に原料タンク30を設け、一回のバッチ処
理する原料の量を多くした場合の例である。即ち、晶析
開始の時点では、温調缶２、原料タンク30に夫々所定量
の原料を張り込んでおき、温調缶２の冷却を行う。温調
缶２の缶内温度が初期給液温度Tsに達すると、その温度
を維持した状態で配管６よりスラリー循環ポンプ７、配
管９を経て圧力晶析装置10に原料スラリーの供給を開始
し、所定量を供給した後、晶析及び固液分離を行う。こ
のとき、圧力晶析処理から排出される排液は、配管16よ
り小型の排液タンク17に送給して一旦貯蔵し、配管19、
ポンプ20、配管21を経て大型の排液タンク36に貯蔵す
る。

【００２３】一方、圧力晶析装置10へのスラリー供給に
伴う温調缶２内の液面の低下に合わせ、原料タンク30内
の原料をポンプ33、配管34を経て温調缶２に連続的又は
間欠的に補給し、同時に該温調缶２からは所定温度のス
ラリーを配管６より圧力晶析装置10に供給し、晶析及び
固液分離するという圧力晶析操作を継続する。以上の工
程は、温調缶２と原料タンク30内に貯蔵されている同一
組成の原料を、温調缶２内の温度を一定に保持した状態
で連続的に晶析分離する所謂定温晶析工程であり、温調
缶２と圧力晶析装置10から見ると、従来から一般に行わ
れている連続晶析法と本質的には同一の工程である。

【００２４】次に、原料タンク30内の原料が空になり、
温調缶２への原料補給が終了すると、温調缶２の液面低
下に合わせて連続的或いは断続的に排液タンク36内の排
液をポンプ37、配管38を経て温調缶２に供給し、前述の
排液リサイクルによる非定常晶析を開始する。この工程
では、温調缶２内の目的物質濃度は経時的に低下するの
で、前述の図１を用いて説明した如く、温調缶２内の温
度も徐々に降下させつつ圧力晶析装置に給液する所謂非
定常晶析が行われる事になる。

【００２５】そして、温調缶内温度が最終給液温度Teに
達すると、それ以後の圧力晶析装置から排出される排液
は配管22から系外に取り出し、該排液のリサイクルは中
止し、排液タンク17又は／及び36内の排液のみをリサイ
クルする。同時に温調缶内温度も最終給液温度Teに維持
した状態で圧力晶析装置への給液を行う事は前述の図１
の場合と同じである。

【００２６】以上説明した図２の場合において、原料タ
ンク30から補給される原料の温度は、原則的には任意で
あるが、温調缶の温度よりも高過ぎると該温調缶での熱
負荷が高くなる問題が生じるので、原料組成における飽
和温度程度で送給できる様に予冷しておくのが好まし
い。このためには、原料タンク30にもジャケット32及び
攪拌機31を付設して外部から冷却して温度調節可能にし
ておく必要がある。又、排液についても同様で、排液タ
ンク17，36共に温度調節可能にしておく事が好ましい。
特に排液タンクについては、原料タンク30内の原料量に
相当する量の原料が処理される迄は、排液のリサイクル
が行われないから、その間に発生する排液を一時的に貯
蔵するだけの容量のものが必要となる。そのため、図２
の例では、小型排液タンク17と大型排液タンク36の２基
を用いているが、これは大型容量のタンク36を１基にで
きる事は言うまでもない。又、原料タンク30も複数基設
置して、順次これらを切り換えつつ晶析缶に供給して定
常晶析を行う様にして、１回のバッチ処理量を多くする
事も出来る。この場合には、定温晶析工程で発生する全
排液を貯蔵出来る排液タンクを設置してもよいが、複数
の原料タンクの内、空いたタンクを排液タンクとして使
用する事も可能である。

【００２７】

【実施例】

（本発明の実施例）p-クレゾール（以下ｐ体と略記す
る）を85％含有し、残部は主としてm-クレゾールからな
るｐ／ｍ体混合物1000kgをベース原料とし、これから純
度99.5％以上のｐ体を本発明に係る方法により生産する
場合の圧力晶析シュミレーションを行った。この晶析処
理操作に要する時間（延べ操業時間）と温調缶の缶内温
度との関係を図３に示す。

【００２８】図３に示す如く、上記原料を30℃で温調缶
内に供給して晶析の準備を行い（図中A)、続いて結晶析
出が生じない安定領域であるところの、その組成の飽和
温度より１℃程度低い過飽和状態迄は急速に冷却し（図
中B)、同温度に達すると、所定の初期給液温度(Ts)であ
る21.5℃（缶内スラリー濃度が約20％になる温度）迄は
約0.5 ℃／hrの平均冷却速度で徐冷して結晶析出と所定
の成長を行わせる（図中C)。同初期給液温度(Ts)に達す
ると、圧力晶析装置へのスラリー供給を開始して圧力晶
析によるｐ体の製品生産を行い、同時に圧力晶析装置か
ら排出された排液は直ちにその全量を温調缶にリサイク
ルし、該温調缶内のスラリー濃度が略一定となる様に、
缶内原料を連続的に冷却する。該缶内温度が予め設定さ
れた終了給液温度(Te)の８℃に達すると、排液のリサイ
クルを終了し、同時に該缶内温度を、その最終給液温度
(Te)に保ったままで缶内原料の全てを圧力晶析装置に供
給して晶析操作を全て完了する（図中D)。

【００２９】上記圧力晶析シュミレーションにおいて採
用した圧力晶析条件は、高圧容器内容量約15リットル
(l)で、その原料処理速度は 160リットル(l)／hr、加圧
圧力は1,500気圧一定、圧搾圧力も 600気圧一定とし
た。圧力晶析開始当初の製品純度は99.75 ％であり、缶
内温度が18℃に低下した時点での製品純度は97.67 ％，
累積製品純度は99.71 ％で、累積生産量は197 kgであ
る。又、缶内温度が12℃に低下した時点では、製品純度
は99.39 ％、累積製品純度は99.62 ％で、累積生産量は
391 kgである。最終給液温度８℃での製品純度は96.19
％にまで低下しているが、累積製品純度は97.5％、累積
生産量は約650 kgで、製品回収率は約76％であった。
又、本方法における全工程の所要時間は、約19時間であ
った。

【００３０】（比較例）上記実施例と同一の原料及び圧
力晶析装置を用い、同一の圧力晶析条件の元で従来法に
よる通常のバッチ圧力晶析を行った場合の晶析処理操作
に要する延べ時間と缶内温度との関係についてのシュミ
レーション結果を図３に示す。即ち、初期原料張り込み
から初期給液温度(Ts)に冷却する迄の工程Ａ〜Ｃは前記
実施例と同一であるが、同温度Tsに達すると、その温度
を維持した状態で缶内原料スラリーの全てを圧力晶析装
置に供給して１回目の圧力晶析操作によるｐ体の生産を
行い（図中D-1)、同時に該工程で排出される排液は別途
設けた排液タンクに貯蔵する。この１回目の圧力晶析が
終了すると、排液タンク内の排液の全てを温調缶に再張
り込みする（同E-1)。この再張り込み過程では温度が約
１℃上昇し且つその作業に約１時間を要するものとし
た。再張り込み終了後、直ちに前記実施例での工程Ｂと
同様に、その原料組成での平衡温度より１℃低い温度ま
で急速に冷却し（図中F-1)、続いて前記実施例の工程Ｃ
と同様に、スラリー濃度が20％となる２回目の圧力晶析
給液温度(T2)迄は約0.5 ℃／hrの平均冷却速度で徐冷し
（図中G-1)、T2に達すると２回目の圧力晶析を行なう
（図中D-2)。以下同様に、図示した如く、３回目原料張
り込み(E-2) →冷却・温調(F-2, G-2)→３回目（最終）
圧力晶析(D-3) を行った。尚、最終給液温度(Te)は前記
実施例と同様に８℃である。

【００３１】この比較例の場合、最終製品純度及び収率
は前記実施例と略同一であるが、全工程に要した時間は
約35時間であり、前記実施例での19時間に対し、２倍近
い時間を要している。この内訳は、圧力晶析時間は共に
13時間程度で同一であるが、原料張り込み時間と冷却時
間の合計は、本発明の実施例では６時間強であるのに対
し、従来法（比較例）では約29時間と５倍近い時間を要
している事が分かる。

【００３２】以上は、単なる一例にしか過ぎないが、温
調過程での結晶成長に長時間を掛けなければならない様
な原料系の場合には、本発明法と従来法との差異は、益
々拡大する事になる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明は、排液から
も目的物質を回収するバッチ式圧力晶析法において、圧
力晶析工程で排出される排液を温調缶にリサイクルしつ
つ圧力晶析を行うものであるから、温調缶内の原料組成
は経時的に変化し、これに合わせて該缶内温度も降下さ
せつつ圧力晶析する非定常晶析法であり、従来法（定常
晶析法）とは基本的に異なる。即ち、従来の定常晶析法
においては、原料張り込み→原料の冷却（温調）→１回
目圧力晶析→１回目排液貯蔵→同排液張り込み→同排液
冷却（温調）→２回目圧力晶析→２回目排液貯蔵→同排
液張り込み→同排液冷却（温調）→３回目圧力晶析→３
回目排液貯蔵→ ---- の如く、各操作をバッチで所要回
繰り返して行うものであるに対し、本発明方法では、原
料張り込み→原料冷却（温調）→圧力晶析・排液リサイ
クルの工程のみであるから、以下に列挙する如き種々の
効果を奏する。

【００３４】(1) 従来法では各工程が不連続であり、特
に最も長時間を要する冷却（温調）工程が複数回に分割
されているので、操業時間の殆どが温調時間となり、実
際に製品を産出する圧力晶析装置の稼働時間の全工程中
に占める割合が極めて低く、単位時間当りの生産性は低
い。これに対し、本発明方法では、排液が温調缶中にリ
サイクルされるため、排液の冷却（温調）工程は、圧力
晶析工程と同時並行して進められる事になるので、延べ
工程時間は大幅に短縮され、単位時間当たりの生産性は
向上し、且つ所要エネルギーも低減し、引いては生産コ
ストの大幅な低減が図れる。

【００３５】(2) 従来法において短時間所定量生産方式
として排液を他の温調缶に溜めながら徐々に冷却（温
調）して行く方法もあるが、この場合には複数の温調缶
が必要になり、温調缶１基当りの生産性は低くならざる
を得ないのに対し、本発明方法では、排液が温調缶にリ
サイクルされ、冷却（温調）工程が圧力晶析工程と同時
並行して行われるから、温調缶は１基でよく、従って温
調缶１基当たりの生産性は向上し、且つ所要エネルギー
も低減し、生産コストの低減が図れる。

【００３６】(3) 従来法では、圧力晶析装置からの排液
は通常次工程の為に排液タンクに全量が一時貯蔵され、
そのために排液タンクは全排液量に見合うだけの容量の
ものが必要になるのに対し、本発明方法では、排液は原
則として速やかにリサイクルされるものであるから、排
液タンクも小さくてよく、設備投資額も小さくなり、こ
れによっても生産コストの低減が図れる。

【００３７】(4) 従来法では、原料及び排液の温調缶へ
の張り込み作業が全てバッチで行われるため、その作業
は要員監視の元で行われていたが、本発明方法では、当
初の原料張り込み作業時にのみ要員が必要であり、その
他は自動的に行い得るので、煩雑なバッチ作業の省人化
が図れる。特に、これらの作業は、多化学物質、有機溶
媒を扱う危険作業に属する作業である場合が多いので、
この省人化は単に要員確保の問題が軽減され且つコスト
ダウンが図れるだけでなく、安全面の問題が大幅に軽減
されるという効果をも奏し、これは現実の作業に従事す
る者においては何にもまして図り知れないものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法に係るプロセスの一例の概要を示す
フローシートである。

【図２】本発明方法に係るプロセスの他の一例の概要を
示すフローシートである。

【図３】本発明方法及び従来法に関する全晶析分離工程
での時間と温度調整缶内の温度との関係を示す図であ
る。

【符号の説明】

２--温度調整缶、 ３--ジャケット、 10--圧力晶析装
置、 14--固体製品、18--排液、 17，36--排液タン
ク、 30--原料タンク。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 目的物質を含む原料混合物の所定量を温
   度調整缶に供給して該原料温度を圧力晶析装置への給液
   温度に調整し、これを圧力晶析装置に供給して圧力の作
   用で晶析及び固液分離するバッチ式圧力晶析方法におい
   て、固液分離の際に前記圧力晶析装置から排出された排
   液分を、前記温度調整缶にリサイクルして該缶内残留原
   料と混合すると共に、該缶内原料混合物中の目的成分濃
   度の低下に応じて該缶内温度を降下させつつ圧力晶析装
   置へ供給し、晶析及び固液分離し、該缶内温度が所定の
   最終給液温度に至ると、その温度を維持して圧力晶析装
   置への供給及び圧力晶析を行うことを特徴とするバッチ
   式圧力晶析方法。
2. 【請求項２】 目的物質を含む原料混合物の所定量を温
   度調整缶に供給して該原料温度を圧力晶析装置への給液
   温度に調整し、これを圧力晶析装置に供給して圧力の作
   用で晶析及び固液分離するバッチ式圧力晶析方法におい
   て、次の工程(a), (b), (c) を含むことを特徴とするバ
   ッチ式圧力晶析方法。 (a) 温度調整缶内原料の圧力晶析装置への供給に追従し
   て連続的或いは間欠的に原料タンクから温度調整缶に原
   料を補給しつつ、該缶内原料温度を予め設定された初期
   給液温度に保った状態で圧力晶析操作を行うと共に、圧
   力晶析装置から排出される排液を排液タンクに蓄える定
   温供給工程。 (b) 前記原料タンクからの補給が終了すると、前記排液
   タンク内の排液を前記温度調整缶にリサイクルして該缶
   内残留原料と混合すると共に、該缶内原料混合物中の目
   的成分濃度の低下に合わせて該缶内原料温度を降下させ
   つつ圧力晶析装置に供給する非定常供給工程。 (c) 該缶内原料温度が所定の最終給液温度に到達する
   と、その温度を維持して該原料を圧力晶析装置に供給す
   る定温供給工程。
3. 【請求項３】 前記排液タンク内排液の温度調節缶への
   リサイクルを開始した後に圧力晶析装置から排出される
   排液を、前記排液タンクを介して温度調節缶にリサイク
   ルする請求項２記載のバッチ式圧力晶析方法。
4. 【請求項４】 前記排液のリサイクルによる温度調節缶
   内原料混合物中の目的成分濃度の低下に合わせて、該缶
   内のスラリー濃度が略一定になるように該缶内温度を降
   下させる請求項１、２又は３記載のバッチ式圧力晶析方
   法。
5. 【請求項５】 前記リサイクルする排液を略一定の速度
   で温度調節缶に供給すると共に該缶からの単位時間当た
   りの除熱量を略一定にして、該缶内原料混合物の冷却速
   度を制御する請求項１、２、３又は４記載のバッチ式圧
   力晶析方法。
6. 【請求項６】 前記最終給液温度への到達後に圧力晶析
   装置から排出される排液のリサイクルは停止する請求項
   １、２、３、４又は５記載のバッチ式圧力晶析方法。
7. 【請求項７】 圧力晶析装置への原料供給温度の低下に
   合わせて圧力晶析条件中の加圧圧力及び／又は圧搾圧力
   を自動的に調整することにより、圧力晶析製品の品質を
   略一定に制御する請求項１、２、３、４、５又は６記載
   のバッチ式圧力晶析方法。
8. 【請求項８】 圧力晶析装置から排出される排液を、そ
   の組成における飽和温度近傍にまで冷却した状態で前記
   温度調節缶にリサイクルする請求項１、２、３、４、
   ５、６又は７記載のバッチ式圧力晶析方法。