KR101207135B1 - 미세혼합이 가능한 결정화 반응장치 및 이를 포함하는 결정분리공정시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반응원료의 투입구 및 배출구가 설치되어 있고, 결정화 반응이 일어나는 내부 반응공간을 구비하는 반응조; 상기 반응조 내부 공간에 위치하며, 표면이 규칙적인 요철구조로 이루어진 내부원통을 포함하는 결정화 반응장치를 제공한다.

Description

미세혼합이 가능한 결정화 반응장치 및 이를 포함하는 결정분리공정시스템{Crystallization reaction apparatus capable of micro scale mixing process and Crystalline separation processing System}

본 발명은 결정화 반응장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반응공간을 미세영역으로 세분화하여 이들 영역마다 미세와류셀을 형성함으로써 전체 반응공간에서 반응물의 미세혼합을 가능하게 하여 생성물의 수율을 더욱 높이고, 결정화 반응을 보다 균일하게 진행시켜 균일도가 더욱 높은 결정을 얻을 수 있고, 또한, 결정의 형성과정에서 결정이 비대성장하여 반응공간내에서 파쇄되는 것을 방지하여 전체적으로 큰 결정입자의 성장을 달성할 수 있는 결정화 반응장치 및 이를 포함하는 결정분리공정 시스템에 관한 것이다.

결정화 반응은 어떠한 물질을 순수한 형태로 분리하기 위해 채택되어지거나, 입자의 크기나 형태가 조절된 결정을 얻기 위해 많이 사용되고 있다. 종래 사용되던 일반적인 비연속식 결정화 반응장치들은 결정화를 위해 반응물의 균일한 혼합이 보장되기 어려워 일정한 크기나 형태를 가지는 결정입자를 형성하는데 어려움이 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명자에 의해 도 1에 제시되어 있는 형태의 연속식 반응기가 제안되어졌다. 이러한 반응장치는 반응조 (1), 내부원통 (2), 적어도 하나 이상의 결정화 반응물의 투입구 (3, 3a, 3b, 3c), 결정의 배출구 (4), 필요에 따라 결정화를 위한 시드 또는 기타 첨가제의 투입을 위한 투입구 (5), 반응조에 열을 공급하는 열공급부 (6)를 포함하고 있다. 부호 7은 반응조 내부 공간을 나타낸다. 상기 구조의 반응장치로 인해 내부원통의 회전에 의해 반응액의 흐름에 테일러 와류를 일으키고, 결과적으로 전체적으로 균일한 혼합을 가능하게 하여 결정입자의 크기를 균일하게 성장시키는 것이 가능하게 되었다.

하지만, 상기와 같은 구조의 반응기에 의해 형성되는 와류셀의 크기는 비교적 큰 편이어서 생성물의 수율을 더욱 높이기 위해 보다 미세하고 정밀한 반응물의 혼합이 필요한 경우에는 보다 미세구조의 와류셀을 형성할 필요가 있다.

또한, 대부분의 결정화 공정에서 결정형성과정은 먼저 결정핵 (nucleation)이 형성되는 제 1결정화 단계와 이 결정핵으로부터 결정이 성장하는 제 2결정화 단계로 통상 2단계에 의해 수행되어진다. 하지만 종래의 일반적인 결정화 반응장치에 의하면 초기에 투입되는 많은 량의 반응물 들이 결정핵의 형성에 주로 사용되어 결정이 크게 성장하지 못하게 되는 문제가 있어왔다. 이는 결국 결정입자가 작아 후단의 분리공정에서 결정을 순수분리하는데 어려움을 야기시키는 요인이 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술이 가지는 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 반응공간을 미세영역으로 세분화하여 이들 영역마다 미세와류셀을 형성함으로써 전체 반응공간에서 반응물의 미세혼합을 가능하게 하여 생성물의 수율을 더욱 높이고, 결정화 반응을 보다 균일하게 진행시켜 균일도가 더욱 높은 결정을 얻을 수 있는 결정화 반응장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 내부원통의 두께를 반응의 진행방향으로 감소시킴으로써 결정의 형성과정에서 결정이 비대성장하여 반응공간내에서 파쇄되는 것을 방지할 수 있는 거대결정의 생성이 가능한 결정화 반응장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기와 같은 결정화 반응장치를 포함하는 결정의 분리공정 시스템을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 기술적 과제는 본 발명에 따른 다음과 같은 구성에 의해 달성된다.

(1) 반응원료의 투입구 및 배출구가 설치되어 있고, 결정화 반응이 일어나는 내부 반응공간을 구비하는 반응조; 상기 반응조 내부 공간에 위치하며, 표면이 규칙적인 직각형상의 요철구조로 이루어진 내부원통을 포함하는 결정화 반응장치.

(2) 제 1항에 있어서,

상기 내부원통은 반응물의 진행방향으로 일측 단면의 직경이 타측 단면의 그것보다 작은 내부원통이 설치된 결정화 반응장치.

(3) 상기 (1)에 있어서, 내부원통은 반응조내에서 회전하여 반응액에 미세한 테일러와류를 제공하는 것을 특징으로 하는 결정화 반응장치.

(4) 상기 (1)에 있어서, 상기 반응조의 반응원료 투입구는 반응조의 길이방향으로 일정 거리만큼 이격시켜 복수개 설치된 것을 특징으로 하는 결정화 반응장치.

(5) 상기 (1)에 있어서, 상기 내부원통은 테이퍼 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 결정화 반응장치.

(6) 상기 (1)에 있어서, 상기 내부원통은 적어도 2개 이상의 직경이 상이한 원통이 다단으로 연결된 구조를 갖는 결정화 반응장치.

(7) 상기 (1)에 있어서, 내부원통의 일측단면의 직경과 타측단면의 직경의 비가 0.2~0.9인 것을 특징으로 하는 결정화 반응장치.

(8) 상기 (1)에 있어서, 내부원통의 일측단면의 직경과 타측단면의 직경의 비가 0.5~0.8인 것을 특징으로 하는 결정화 반응장치.

(9) 상기 (1)에 있어서, 상기 내부원통은 외부 회전모터에 의해 연결된 것을 특징으로 하는 결정화 반응장치.

(10) 결정화 반응물을 제공하는 반응물 공급부; 상기 반응물 공급부에 의해 공급되는 결정화 반응물이 투입되는 청구항 1 내지 9에서 선택되는 어느 하나의 결정화 반응장치; 및 상기 반응장치에서 배출되는 용액으로부터 결정을 분리하기 위한 고액분리기를 포함하는 결정의 분리공정 시스템.

본 발명의 상기 구성에 의하면, 반응공간을 미세영역으로 세분화하여 이들 영역마다 미세와류셀을 형성함으로써 전체 반응공간에서 반응물의 미세혼합을 가능하게 하여 생성물의 수율을 더욱 높이고, 결정화 반응을 보다 균일하게 진행시켜 균일도가 더욱 높은 결정을 얻을 수 있고, 뿐만 아니라, 내부원통의 두께를 반응의 진행방향으로 감소시킴으로써 결정의 형성과정에서 결정이 비대성장하여 반응공간내에서 파쇄되는 것을 방지할 수 있다. 또한 전체적으로 큰 결정입자를 얻을 수 있어 후속하는 고액분리공정에서의 결정의 분리가 보다 용이해지는 효과가 있다.

도 1은 배경기술로 제시되는 결정화 반응장치의 구성도이다.
도 2a는 제1실시예에 따른 본 발명 결정화 반응장치의 구성도이다.
도 2b는 배경기술로 제시되는 결정화 반응장치 내에서의 테일러 와류를 보여주는 설명도이다.
도 3a는 제2실시예에 따른 본 발명 결정화장치의 내부원통의 구성도이다.
도 3b는 제3실시예에 따른 본 발명 결정화장치의 내부원통의 구성도이다.
도 4a는 제4실시예에 따른 본 발명 결정화장치의 구성도이다.
도 4b는 제5실시예에 따른 본 발명 결정화장치의 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 결정화 반응장치를 포함하는 결정분리공정 시스템의 구성도이다.

이하, 본 발명의 내용을 도면에 도시되어 있는 실시예를 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 반응원료의 투입구 및 배출구가 설치되어 있고, 결정화 반응이 일어나는 내부 반응공간을 구비하는 반응조; 및 상기 반응조 내부 공간에 위치하며, 표면이 규칙적인 요철구조로 이루어진 내부원통을 포함하는 결정화 반응장치를 포함한다.

도 2a는 제1실시예에 따른 본 발명 반응장치의 단면도로서, 반응조 (11), 내부원통 (12), 적어도 하나 이상의 결정화 반응물의 투입구 (13, 13a, 13b, 13c), 결정의 배출구 (14), 필요에 따라 결정화를 위한 시드 또는 기타 첨가제의 투입을 위한 투입구 (15), 반응조에 열을 공급하는 열공급부 (16)를 포함하고 있다. 부호 17은 반응조 내부 공간을 나타낸다.

반응조 (11)는 전체적으로 둥근 원통형상으로 구성되어질 수 있으며, 반응물의 투입구(13, 13a?13c)는 반응조의 최상단에 일련하게 일정간격으로 두고 복수개 배치되어질 수 있다. 이러한 반응물의 투입구는 일정한 시간차를 두고 반응물을 분할하여 주입하는 것을 허용한다. 즉, 처음에 일정량 반응물을 주입하여 결정핵을 생성하고, 이후에 다음 반응물 투입구에 반응물을 투입하여 앞에서 이미 생성된 결정핵에 후에 투입한 반응물이 결합하여 결정을 성장시키는 과정이 수행된다. 결정은 다시 다음 반응물 투입구에서 투입된 반응물과 반응하여 더욱 크게 성장이 이루어진다. 이와 같은 과정을 거쳐 거대 결정입자를 성장시키는 것이 가능해진다.

또한, 상기 여분의 반응물의 투입구 (13a?13c)는 반응물의 분할주입을 위한 투입구로서의 용도 이외에도 결정화를 위한 시드 또는 다양한 첨가제를 투여하기 위한 목적으로도 제공될 수 있다.

이에 더하여 상기 여분의 반응물의 투입구 (13a?13c)들은 반응조건 (예를 들어, 압력, 유속, pH, 온도 등)을 조절하기 위해 이를 계측하기 위한 장치를 투입하기 위한 목적으로도 제공되어질 수 있다.

내부원통 (12)은 형태상 특별한 제한을 두지는 않지만 반응물을 균일하게 혼합하고 결과적으로 반응물의 온도를 균일하게 조성하기 위해 둥근 원통형상으로 구성할 수 있다. 내부원통 (12)은 그 내부에 공간을 두거나 두지 않을 수 있다. 일반적으로 내부에 공간을 두는 경우는 주로 열전달매체(냉매 혹은 온매)를 함유하여 반응물의 온도를 제어하기 위한 용도로 사용되어질 수 있다.

내부원통 (12)은 반응조 (11)의 중심축에 위치하여 회전할 수 있게 구성하는 것이 좋다. 이를 위해 내부원통 (12)의 일측 단부에 회전모터가 연결되어질 수 있다. 또한 내부원통 자신이 회전하는 것이 아닌 반응조를 회전하는 것에 의해서도 실질적으로 동일한 효과를 기대할 수 있다.

내부원통 (12)의 회전속도가 임계치 이상을 나타내면 내부원통 주위의 유체들이 회전축으로부터 연직방향으로 원심력을 받아 이동하고 이에 의해 테일러 와류가 형성된다(도 2b). 이에 의해 유동은 규칙적이고 온도분포가 균일한 상태를 얻을 수 있으며, 또한 균일한 결정의 입자크기를 얻는 것이 가능해진다.

내부원통 (12)의 회전운동에 따라 용액에서 테일러 와류가 형성되는 과정은 앞의 도 2b에 의해 설명된 것과 동일하다. 이에 의하면 반응조 (11) 내에서의 유체의 흐름은 내부원통 (12)의 축을 따라 주기적으로 배열되는 와류 셀들로서 특성화되어질 수 있다. 예를 들어, 내부원통 (12)과 반응조 (11) 사이 공간에 유체가 흐를 때 내부원통 (12)이 회전함에 따라 원심력에 의해 내부원통 부근의 유체들이 고정된 반응조의 방향으로 나가려는 경향을 가지게 된다. 이로 인해 유체층이 불안정하게 되어 테일러 와류가 형성된다. 와류 영역은 내부원통 (12)의 회전속도가 임계치 이상일 때 나타난다. 각 흐름요소는 서로 반대방향으로 회전하는 고리모양의 와류쌍으로 이루어져 있다.

이와 같이 본 발명의 반응장치에서는 테일러 와류를 이용함으로써 유동이 매우 규칙적이고 균일한 혼합을 얻을 수 있으며, 온도분포가 모든 영역에서 균일하여 균일한 입자크기의 결정을 얻는 것이 가능하다.

본 발명에서는 상기 내부원통(12)의 표면에 요철형상의 반복적인 패턴(12a,12b)이 형성되어진다. 상기 반복적인 요철구조로 인해 상기 내부원통의 회전으로 인해 발생하는 상기 각 와류셀에 더하여 일정간격으로 형성된 요철의 회전으로 인해 발생하는 미세한 와류셀이 추가적으로 형성되어짐으로써 반응물을 보다 균일하게 혼합할 수 있게 된다. 이러한 와류셀들로 인해 내부원통의 표면으로부터 반응공간의 상단에 이르는 유체의 흐름은 더욱 불안정하게 되어 커다란 와류셀내에 미세한 와류셀들을 포함하는 보다 복잡한 구조의 와류를 형성하게 되어 반응물은 보다 균일하게 혼합이 가능하게 되고, 아울러 결정의 수율은 보다 증가되어질 수 있다. 이와 같이 개선된 반응물의 혼합에 의해 온도분포는 미세영역까지 더욱 균일해져 입자크기가 보다 균일해진 결정을 얻게 하는 장점을 제공한다.

또한, 앞서 설명한 바와 같이 반응물을 분할주입에 의해 투입하게 되면 반응액의 진행방향으로 입자의 크기를 더욱 크게 성장시킬 수 있어 최종적으로 거대 결정입자를 성장시키는데 매우 효과적이다. 이 경우 내부원통 (12)의 형상이 균일한 단면 직경을 가지는 원통형상으로 할 경우에 이는 거대입자의 성장에 제한요소로 작용할 수 있다. 즉 결정입자의 최종크기는 내부원통 (12)과 외부 반응조 (11)사이의 간극에 의존하기 때문이다. 결정입자의 크기는 상기 간극을 초과하지 못하므로 결국 성장된 결정입자가 내부원통의 회전에 의해 반응조와의 마찰 등으로 파괴되어 버리는 결과가 야기되어진다. 이는 후단의 고액분리공정 등에서 반응액으로부터 결정입자를 분리하는 과정에서 분리효율을 저하시키는 원인으로 작용한다.

도 3a, 3b는 각각 제2실시예 및 제3실시예에 따른 본 발명 반응장치의 구체적인 구성도로서, 표면에 직각형상의 요철(22a,22b)이 형성된 내부원통 (22)의 형상을 반응액이 진행되는 방향으로 그 직경을 점차 감소시킬 경우 결정입자가 파괴되는 것을 방지하는 것이 가능하다.

구체적으로 내부원통 (22)은 반응이 진행되는 방향으로 직경이 점차적으로 감소하는 테이퍼 형상으로 구성하거나 (도 3a), 직경이 작은 원기둥이 직렬로 복수개 연결된 형상의 다단 원기둥 형상 (도 3b)으로 구성할 수 있다.

이때 내부원통의 직경은 일측 단면의 직경과 타측 단면의 직경의 비가 0.2~0.9, 바람직하게는 0.5~0.8의 범위의 값을 가지는 것이 좋다. 이는 테일러 와류를 형성하는데 영향을 주지 않는 조건하에서 반응물의 종류와 반응조건 등을 고려하여 결정되어질 수 있다. 이때 직경의 차가 지나치게 클 경우 테일러 와류를 일으키는 데 장애요소가 될 수 있고, 직경의 차가 지나치게 근소할 경우 결정입자의 성장에 도움이 되지 않을 우려가 있다.

내부원통 (22, 32)과 반응조 (21, 31) 사이 공간인 반응공간 (27, 37)에서는 반응물에 의한 결정화 반응이 진행되어진다. 결정화 반응에 사용될 수 있는 원료는 기존에 알려져 있는 다양한 결정화 반응에 사용되는 모든 원료들이 사용될 수 있다. 이러한 반응물은 반응조 (22, 32)의 일측에 구비된 반응물 투입구 (23, 23a?23c, 33, 33a?33c)를 통해 일정량 투입되고, 이후에 일정한 시간간격을 두고 분할투입되어지는 것이 좋다. 이해의 편의상 도 3a 내지 도 3b에서는 반응물 투입구를 최대 5개 까지 허용하는 것으로 도시되어 있지만 이는 어디까지나 예시적인 것일 뿐 이들 투입구의 간격 및 개수는 당업자가 적의 선택할 수 있는 것에 지나지 않는다.

본 발명에 사용될 수 있는 구체적인 결정화 원료 즉, 반응물의 종류를 예를 들면, 각종 아미노산 (트립토판, 라이신, 알라닌, 메티오닌, 페닐알라닌, 류신, 이소류신, 글라이신, 발린, 아르기닌, 아르기네이트, 글루타민, 글루타메이트, 세린, 트레오닌 등의 아미노산 또는 이들의 유도체), 핵산 (구아노신모노포스페이트, 사이토신모노포스페이트, 아데노신모노포스페이트, 타이민모노포스페이트 등의 핵산 또는 이들의 유도체), 단백질 (올리고펩타이드, 폴리펩타이드를 포함), 벤조산, p-크실렌, 클로로벤젠 등과 같은 유기화합물 뿐 아니라, 황산구리, 염화나트륨, 아세트산나트륨, 크롬산 칼륨, 황산나트륨, 아세트산 칼슘, 크롬산나트륨, 아세트산 바륨 등의 무기 금속염 등도 여기에 포함될 수 있다. 결과적으로 특정한 조건하에 과포화 상태에서 결정으로 석출될 수 있는 어떠한 물질도 본 발명에서는 반응물로 할 수 있다.

결정화 반응물 투입구 (23, 23a?23c, 33, 33a?33c)를 통해 유입된 반응물은 용액 또는 용융액의 형태로 반응조 내부공간 (27, 37)을 유동하며, 이들은 결정화 반응을 위한 소정의 체류시간 동안 반응조 내부에 체류할 수 있다.

본 발명의 반응장치가 적용될 수 있는 결정화 반응의 종류에는 특히 한정되는 것은 아니다. 따라서, 반응성 결정화, 염석 결정화, 용석 결정화, 냉각 결정화, 증발 결정화 등의 모든 결정화 반응에 적용되어질 수 있다.

또 반응이 냉각 결정화를 포함하는 경우 결정화 반응은 내부원통 (22, 32) 내부에 포함되는 또는 내부를 흐르는 냉매에 의해 제어될 수 있다. 이 경우 냉매가 용액상태의 결정화 원료로부터 열을 흡수하여 원료는 과포화 상태가 되도록 한다. 이러한 상태에서 결정의 형성은 최초 내부원통 (22, 32)의 표면에서 시작되어 점차 회전축의 연직방향으로 확산되어진다.

열교환에 의한 반응조 (21, 31) 내부의 온도제어는 열역학적 평형관계로부터 적절한 수준으로 제어될 수 있다. 즉, 반응조 (21, 31) 내부에 포함되는 용액의 열용량과 내부원통 (22, 32), 내부에 유동하는 매체의 열용량 등의 기본적인 물리량을 알고 있다면 원하는 수준의 온도로 반응조 (21, 31) 내부의 온도를 제어하는 것이 가능하다. 이 경우 온도의 제어는 반응조 (21, 31)에 설치된 열공급부 (26, 36)에 의해 공급되는 열량의 제어를 통해 조절될 수 있다. 바람직하게는 상기 열공급부 (26, 36)는 온열 자켓형태로 구현될 수 있다.

도 4a, 4b는 각각 제4 및 제5실시예에 따른 본 발명 결정화 반응장치의 구성도로서, 온열 자켓 (26, 36)을 반응조 외부에 설치한 예가 도시되어 있다.

상기 열공급부 (26, 36)는 반응조 전체에 대하여 일부분 또는 전체에 걸쳐 설치되어질 수도 있으며, 반응물 투입구에 따라 구획되는 영역별로 구분 설치하여 상기 각 구분된 영역별로 온도제어를 수행하는 것도 가능하다.

본 발명에서는 상기 열전달 매체로서 냉매 뿐만 아니라, 경우에 따라서는 온수 등의 고온 매체가 이용될 수도 있다. 이는 반응조에서 수행되는 반응의 특징에 의존하며, 당업자라면 적절한 열전달 매체를 선택할 수 있을 것이다. 냉매가 사용되는 경우에는 특별한 종류로 한정될 것이 요구되는 것은 아니며, 예를 들어 물, 에틸렌 글리콜 등이 사용될 수 있다. 구체적인 용매의 선택은 반응에 따라 상이하며, 가령 0℃ 이하로 냉각을 요할 경우에는 물은 고상이 되므로 사용하기 곤란하며, 이 경우 에틸렌 글리콜이 적당하다.

도 5는 본 발명에 따른 결정화 반응장치를 포함하는 결정의 분리공정시스템을 포함한다.

결정화되어질 반응물 (43)은 교반기 (41)에 의해 균일한 용액 상태로 액체펌프 (44)를 통해 본 발명의 반응장치 (45) 내로 유입된다. 또, 필요에 따라 결정화를 위한 시드가 될 수 있는 물질 (42)이 교반기 (41)에 의해 균일한 상태에서 액체펌프 (44)를 통해 마찬가지로 결정화 반응장치 (45) 내에 유입될 수 있다.

결정화 반응장치 (45) 내에서 앞서 설명된 바와 같은 회전모터 (50)의 동작에 의한 내부원통의 회전에 의해 반응물질에 테일러 와류를 제공하여 균일한 혼합을 가능하게 한다. 더불어 분할주입에 의해 결정의 크기는 반응이 진행됨에 따라 더욱 성장하여 배출구로 배출되어진다.

배출된 용액은 고액분리기 (46)를 통해 불순물을 함유하는 액체부와 순수한 결정상태로 존재하는 결정으로 분리된다.

이와 같이 분리된 결정들은 배출구를 통해 배출되어지고, 고액분리기 (46)로 이송되어 고순도로 정제된 결정화 원료를 얻게 된다.

상기 반응기에서 생성된 결정화 물질의 수소이온농도는 pH 미터 (47)를 이용해 측정할 수 있다. 고액분리기 (46)에 의해 분리된 고체 또는 액체의 결정화된 물질을 전도성 카본 테이프를 이용하여 재물대에 부착하고, 이는 형상과 개별 입자의 크기를 분석할 수 있는 전자현미경 (48)에 의해 분석되어질 수 있다.

또, 고액분리기 (46)에 의해 분리된 고체 또는 액체의 결정화된 물질은 초음파를 이용하는 입도분석기 (49)에 제공되어질 수 있으며, 결정은 물리적인 약한 인력으로 합체된 상태이므로 매분마다 입도분석하여 특정시간이 경과할 때 입도에 더 이상의 변화가 없거나, 강한 힘으로 결합된 응집체는 초음파에 의해 분리되지 않으므로 이에 의해 응집 결정의 크기를 측정할 수 있다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

11,21,31: 반응조
12,22,32: 내부원통
13,23,33: 반응물 투입구
14,24,34: 생성물 배출구
15,25,35: 첨가제 투입구
16,26,36: 온열 자켓
17,27,37: 반응공간
41: 교반기
42: 시드함유 용액
43: 반응물함유 용액
44: 펌프
45: 결정화 반응장치
46: 고액분리기
47: pH 미터
48: 전자현미경
49: 입도분석기

Claims (10)

1. 반응원료의 투입구 및 배출구가 설치되어 있고, 결정화 반응이 일어나는 내부 반응공간을 구비하는 반응조; 및 상기 반응조 내부 공간에 위치하며, 표면이 규칙적인 직각형상의 요철구조로 이루어진 내부원통을 포함하는 결정화 반응장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 내부원통은 반응물의 진행방향으로 일측 단면의 직경이 타측 단면의 그것보다 작은 내부원통이 설치된 결정화 반응장치.
3. 제 1항에 있어서, 내부원통은 반응조내에서 회전하여 반응액에 미세한 테일러와류를 제공하는 것을 특징으로 하는 결정화 반응장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 반응조의 반응원료 투입구는 반응조의 길이방향으로 일정 거리만큼 이격시켜 복수개 설치된 것을 특징으로 하는 결정화 반응장치
5. 제 1항에 있어서, 상기 내부원통은 테이퍼 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 결정화 반응장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 내부원통은 적어도 2개 이상의 직경이 상이한 원통이 다단으로 연결된 구조를 갖는 결정화 반응장치.
7. 제 1항에 있어서, 내부원통의 일측단면의 직경과 타측단면의 직경의 비가 0.2~0.9인 것을 특징으로 하는 결정화 반응장치.
8. 제 1항에 있어서, 내부원통의 일측단면의 직경과 타측단면의 직경의 비가 0.5~0.8인 것을 특징으로 하는 결정화 반응장치.
9. 제 1항에 있어서, 상기 내부원통은 외부 회전모터에 의해 연결된 것을 특징으로 하는 결정화 반응장치.
10. 결정화 반응물을 제공하는 반응물 공급부; 상기 반응물 공급부에 의해 공급되는 결정화 반응물이 투입되는 청구항 1 내지 9에서 선택되는 어느 하나의 결정화 반응장치; 및 상기 반응장치에서 배출되는 용액으로부터 결정을 분리하기 위한 고액분리기를 포함하는 결정의 분리공정 시스템.

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