(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
晶析槽と、
この晶析槽の内部に晶析しようとする物質の種晶を供給する種晶供給手段と、
上記晶析槽の内部に上記晶析物質の溶解液であるフィード液を供給するフィード液供給手段と、
上記晶析槽の内側に配置されその下方側が開口するチューブバッフルであって、このチューブバッフルの内側の領域と下方の領域に晶析部を形成し、このチューブバッフルと上記晶析槽の間の領域に分級部を形成するチューブバッフルと、
上記晶析部で上記種晶とフィード液を所定の方向に攪拌する攪拌手段と、
上記分級部にその下端側から上方に垂直に所定の高さ延び周方向に所定の間隔を介して配置された複数の緩衝手段であって、これらの緩衝手段により囲まれた領域に緩衝部を形成し、これらの緩衝部の上方の領域に重力沈降部を形成する緩衝手段と、
この分級部の重力沈降部の上部と連通するように設けられた分級部出口部と、
この分級部出口から排液することにより重力沈降部に上昇流を生じさせ、この上昇流の上昇線速を取り出す微細結晶の沈降速度以上に設定する重力沈降部速度設定手段と、
上記晶析槽の下部に設けられた晶析物質排出手段と、
を有することを特徴とする晶析装置。
【請求項２】
上記攪拌手段は、上記晶析槽の底部に設けられた攪拌翼を含む請求項１記載の晶析装置。
【請求項３】
上記攪拌手段は、上記チューブバッフルの高さ方向の中心部と上記晶析槽の底部にそれぞれ設けられた２つの攪拌翼を含む請求項１記載の晶析装置。
【請求項４】
上記緩衝手段は、矩形の仕切り板である請求項１記載の晶析装置。
【請求項５】
上記緩衝手段の上記高さと上記間隔の比が、０．７〜１．７である請求項１記載の晶析装置。
【請求項６】
上記緩衝手段の上記高さと上記間隔の比が、１．０〜１．５である請求項５記載の晶析装置。
【請求項７】
上記晶析物質が、アミノ酸又はその塩である請求項１記載の晶析装置。
【請求項８】
晶析槽と、この晶析槽の内側に配置されその下方側が開口するチューブバッフルを有し、上記チューブバッフルの内側の領域と下方の領域に晶析部を形成し、上記チューブバッフルと上記晶析槽の間の領域に分級部を形成する晶析装置を使用する晶析方法において、
上記分級部にその下端側から上方に垂直に所定の高さ延び周方向に所定の間隔を介して配置された複数の緩衝手段であって、これらの緩衝手段により囲まれた領域に緩衝部を形成し、これらの緩衝部の上方の領域に重力沈降部を形成する緩衝手段を準備する工程と、
上記晶析槽の内部に晶析しようとする物質の種晶を供給する工程と、
上記晶析槽の内部に晶析物質の溶解液であるフィード液を供給する工程と、
上記晶析部で上記種晶とフィード液を所定の方向に攪拌する工程と、
この分級部の重力沈降部の上部と連通するように設けられた分級部出口部から排液することにより重力沈降部に上昇流を生じさせ、この上昇流の上昇線速を取り出す微細結晶の沈降速度以上に設定する工程と、
上記晶析槽の下部から晶析物質を排出する工程と、
を有することを特徴とする晶析方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、晶析装置及び晶析方法に係わり、特に、分級機能により微細結晶を取り出すことにより粒径の大きな結晶を取得することが可能な晶析装置及び晶析方法に関する。
背景技術
晶析技術の分野において、分級機能により微細結晶を取り出すことにより粒径の大きな結晶を取得するようにした晶析装置が開発されている。この一般的な例としては、ＤＴＢ型晶析装置、Krystal-Oslo型晶析装置等が知られている。
図１を参照して、この従来のＤＴＢ型晶析装置の概要を説明する。符合１は、ＤＴＢ槽であり、このＤＴＢ槽１の内部にはその中心部のほぼ全域にわたってドラフト・チューブ２が配置されている。このドラフト・チューブ２内部の下方部には、攪拌翼４が配置され、この攪拌翼４はシャフト６を介してＤＴＢ槽１の上部に設けられたモータ８により回転駆動される。また、ＤＴＢ槽１の中心部は、下方が解放された形状をなしバッフル部１０として機能し、さらに、このバッフル部１０の外周側には、外筒部１２が形成され、これらのバッフル部１０と外筒部１２との間にドーナツ型の分級部１４が形成されている。ＤＴＢ槽１の下部には、製品結晶の粒径分布を均一にするための分級脚１６が接続されている。
また、ＤＴＢ槽１の上方には、蒸気出口１８が設けられ、この蒸気出口１８は、真空ポンプ（図示せず）に接続され、ＤＴＢ槽１の内部が所定の圧力以下となるように調整される。分級部１４の上方の外筒部１２には分級液出口２０が設けられており、また、ＤＴＢ槽１の下部には、給液口２２が、分級脚１６の下端には、給液口２４がそれぞれ設けられている。分級液出口２０から回収された原液は、熱交換器（図示せず）により加熱されて溶解され、再び、給液口２２，２４からＤＴＢ槽１内部に供給される。分級脚１６の下方には、スラリー出口２６が設けられており、このスラリー出口２６から、所望の粒径の結晶を含むスラリーが排出される。
この図１に示された従来のＤＴＢ型晶析装置において、給液口２２，２４からＤＴＢ槽１内部に供給される原液は、攪拌翼４の回転によりドラフト・チューブ２内を上昇し、液面である蒸発面２８で凝縮され、ドラフト・チューブ２の外側に沿って下降し、ドラフト・チューブ２の内外を循環する。このように、ＤＴＢ槽１内のドラフト・チューブ２内とその外周部において、結晶化が行われ、晶析部３０となる。分級部１４では、沈降を利用して分級が行われ、分級液出口２０から微細結晶が回収される。所定粒径以上の結晶は、ＤＴＢ槽１内に留まり、結晶成長がなされる。
さらに、このＤＴＢ型晶析装置では、粒径の大きな結晶を有する系では、十分にスラリーを攪拌して循環させることができないので、これＤＴＢ型晶析装置を改良して、ドラフト・チューブ内側の攪拌翼以外に外側にも追加の攪拌翼を配置するようにしたものも知られている。
しかしながら、これらの従来の晶析装置は、分級部へ液流の影響を与えないように、攪拌動作が行われるため、結晶粒系の大きな系においては、晶析部のうち特に槽の底部の領域の攪拌効率が不十分となり、晶析装置としての限界となっている。
また、結晶スラリー濃度の高い系や完全混合系などのように強い攪拌力を必要とする系に適応する場合には、晶析部において十分な攪拌を行うことが更に一層困難である。この場合、晶析部である槽の底部の領域のスラリー濃度は増大し、この結果、結晶の沈積が起こり、スケーリングが発生し易くなる。
一方、このスケーリングを防止するために晶析部で激しい攪拌を行うと、分級部がこの攪拌の影響を受けるため、分級効果を得ることが不可能となるといういう問題がある。
発明の開示
そこで、本発明は、従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、結晶スラリー濃度の高い系や完全混合系などの強い攪拌力を必要とする系においても分級により微細結晶を取り出し、選択的に粒系の大きな結晶を取得することが可能な晶析装置及び晶析方法を得ることを目的としている。
上記の目的を達成するため本発明の晶析装置は、晶析槽と、この晶析槽の内部に晶析しようとする物質の種晶を供給する種晶供給手段と、晶析槽の内部に晶析物質の溶解液であるフィード液を供給するフィード液供給手段と、晶析槽の内側に配置されその下方側が開口するチューブバッフルであって、このチューブバッフルの内側の領域と下方の領域に晶析部を形成し、このチューブバッフルと晶析槽の間の領域に分級部を形成するチューブバッフルと、晶析部で種晶とフィード液を所定の方向に攪拌する攪拌手段と、分級部にその下端側から上方に垂直に所定の高さ延び周方向に所定の間隔を介して配置された複数の緩衝手段であって、これらの緩衝手段により囲まれた領域に緩衝部を形成し、これらの緩衝部の上方の領域に重力沈降部を形成する緩衝手段と、この分級部の重力沈降部の上部と連通するように設けられた分級部出口部と、この分級部出口から排液することにより重力沈降部に上昇流を生じさせ、この上昇流の上昇線速を取り出す微細結晶の沈降速度以上に設定する重力沈降部速度設定手段と、晶析槽の下部に設けられた晶析物質排出手段と、を有することを特徴としている。
本発明においては、攪拌手段は、晶析槽の底部に設けられた攪拌翼を含むことが好ましい。
本発明においては、攪拌手段は、チューブバッフルの高さ方向の中心部と上記晶析槽の底部にそれぞれ設けられた２つの攪拌翼を含むことが好ましい。
本発明においては、緩衝手段は、矩形の仕切り板であることが好ましい。
本発明においては、緩衝手段の高さと間隔の比が、０．７〜１．７であることが好ましい。
本発明においては、緩衝手段の高さと間隔の比が、１．０〜１．５であることが好ましい。
本発明においては、晶析物質がアミノ酸又はその塩であることが好ましい。より具体的に言えば、晶析物質は、リジン、グルタミン酸等のアミノ酸類もしくはその塩又はインシン酸、グアノシン酸等の核酸類もしくはその塩などの結晶性有機物質またはＮａＣｌ、リン酸ソーダ等の結晶性無機物質等であるが、特に、グルタミン酸ソーダ塩が好ましい。
本発明においては、分級部出口から排出された微細結晶を含むスラリー液を加熱溶解後、濃縮又は冷却等を行い、過飽和液として晶析槽に戻して循環させるようにしてもよい。このとき、フィード液の濃度は晶析物質の飽和濃度以下が好ましい。また、スラリー液をこのようにして戻して循環させない場合でも、フィード液は、過飽和液であることが好ましい。
本発明においては、分級部に複数の緩衝手段を設置して緩衝部を形成し、分級部が攪拌による液流の影響を受けないようにしている。このため、緩衝部の上部の重力沈降部は攪拌流の影響を受けない領域となり、重力沈降部の上部に設けられた分級部出口から廃液することにより重力沈降部に上昇流を生じさせ、この上昇流の上昇線速を取り出す微細結晶の沈降速度以上に設定することにより、微細結晶を取り出す重力沈降を利用した分級を効果的に行うことができる。この緩衝作用と分級作用により、微細結晶を高い分級効率で取り出すことが可能となり、その結果、粒径の大きな結晶を選択的に晶析することが可能となる。
また、本発明の晶析方法は、晶析槽と、この晶析槽の内側に配置されその下方側が開口するチューブバッフルを有し、チューブバッフルの内側の領域と下方の領域に晶析部を形成し、チューブバッフルと晶析槽の間の領域に分級部を形成する晶析装置を使用する晶析方法において、分級部にその下端側から上方に垂直に所定の高さ延び円周方向に所定の間隔を介して配置された複数の緩衝手段であって、これらの緩衝手段により囲まれた領域に緩衝部を形成し、これらの緩衝部の上方の領域に重力沈降部を形成する緩衝手段を準備する工程と、晶析槽の内部に晶析しようとする物質の種晶を供給する工程と、
晶析槽の内部に晶析物質の溶解液であるフィード液を供給する工程と、晶析部で種晶とフィード液を所定の方向に攪拌する工程と、この分級部の重力沈降部の上部と連通するように設けられた分級部出口部から排液することにより重力沈降部に上昇流を生じさせ、この上昇流の上昇線速を取り出す微細結晶の沈降速度以上に設定する工程と、晶析槽の下部から晶析物質を排出する工程と、を有することを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
図１は、従来のＤＴＢ型晶析装置を示す概略縦断面図である。
図２は、本発明の晶析装置の一実施形態を示す全体構成図である。
図３は、図２に示された晶析装置の晶析槽を示す概略平面図である。
図４は、本発明の晶析装置の作用を説明するための縦断面モデル図である。
図５は、本発明の晶析装置の分級部を展開して示す拡大正面図である。
発明を実施するための最良の形態
以下添付図面により本発明の最良の実施形態について説明する。
図２は本発明の晶析装置の一実施形態を示す概略斜視図であり、図３は、図２に示された晶析装置の概略平面図である。
これらの図２と図３に示すように、符合５０は、晶析装置全体を示し、この晶析装置５０は、上端側が開口状態で下端側が閉鎖された円筒形の晶析槽５２を有し、この晶析槽５２の内部には、上下端が共に開口した円筒形のチューブバッフル５４が配置されている。また、このチューブバッフル５４の高さ方向の中心部には軸流ファンである第１攪拌翼５６が配置され、チューブバッフル５４の下方の晶析槽５２の底部の領域には、ラジアルファンである第２攪拌翼５８が配置されている。これらの第１攪拌翼５６及び第２攪拌翼５８は、共に晶析槽５２の中心部に配置されたシャフト６０に取り付けられ、このシャフト６０の上部に設けられがモーター６２により駆動される。
一方、晶析槽５２とチューブバッフル５４とで囲まれたドーナツ状円筒形の領域の下方側には、複数のプレートバッフル６４が垂直方向に設けられている。これらのプレートバッフル６４は、本実施形態では８枚であり、後述するように所定の高さを有し且つ所定の長さの間隔を介して等間隔に配置されている。
このようにして、晶析槽５２とチューブバッフル５４とで囲まれたドーナツ状円筒形の領域の内、晶析槽５２に供給されたスラリーの液面６６とチューブバッフル５４との間の領域で、分級部Ａが形成される。また、この分級部Ａは、プレートバッフル５４が配置された下方の領域に緩衝部Ｂを、また、プレートバッフル５４が配置されていない上方の領域に重力沈降部Ｃを持っている。さらに、晶析槽５２内の領域の内、チューブバッフル５４の内部領域と、チューブバッフル５４の下方の底部の領域が、晶析部Ｄとなる。
晶析槽５２の上方には、シード（種晶）スラリーまたは乾燥シード（種晶）を貯蔵するシードスラリータンク７０が配置され、さらに、晶析槽５２の開口部上方には、このシードスラリータンク７０内のシードスラリーを晶析槽５２内に供給するための種晶供給口７２が設けられている。
また、晶析槽５２の分級部Ａの重力沈降部Ｃの上方部に位置する４個所に、それぞれ分級液出口７４が設けられている。この分級液出口７４は、外部に設けられたポンプ７５及び熱交換器７６に接続されている。さらに、晶析槽５２の開口部上方には、給液口７８が設けられ、分級液出口７４から給液口７８までに分級液の循環通路７９が形成されている。ポンプ７５により吸引された微細結晶を含むスラリーは、熱交換器７６により加熱溶解され、濃縮工程、冷却工程又はｐＨ調整工程等により、生産量に見合った結晶析出を行うため過飽和液とされ、再び給液口７８から、晶析槽５２に戻される。また、図２に示すように、このようにして戻される分級液の循環通路７９とは別にフィード液供給源８２が設けられている。このフィード液供給源８２は、循環通路７９の熱交換器７６の下流側と給液口７８との間でフィード液供給通路８４により接続され、フィード液もこのフィード液供給通路８４を介して給液口７８から晶析槽５２内に供給される。このフィード液も、過飽和液である。なお、この図２に示す実施形態においては、フィード液が、フィード液供給通路８４を介して給液口７８から晶析槽５２内に供給されるようになっているが、フィード液は、晶析槽５２の他のどの部位から供給してもよく、また、フィード液供給通路８４は分級液の循環通路７９のどの部位に接続されてもよい。
さらに、晶析槽５２の下端部の中心部には、スラリー出口８０が設けられている。
次にこのように構成された本実施形態の作用を図２乃至図５を参照して説明する。先ず、シードスラリータンク７０に貯蔵されたシードスラリーが、給液口７２から晶析槽５２内に供給される。晶析槽５２内に供給されたスラリーは、図４の矢印ｅで示すように、第１攪拌翼５６の回転により、チューブバッフル５４内の中心部側を上昇し、外周側を下降するようにチューブバッフル５４の内部領域を循環する。
次に、第２攪拌翼５８により半径方向外側に向かって流動するように攪拌されたスラリーは、分級部Ａに入り、図５に示すように、緩衝部Ｂの領域で、旋回流ｆを生じる。即ち、緩衝部Ｂの領域に入ったスラリーは、プレートバッフル６４に衝突し、これにより、上昇流が生じる。スラリーが上昇するにしたがいこの上昇流は緩衝され、攪拌流の影響が抑止される。このようにして上昇流を失ったスラリーは、下降流となり、その結果、スラリー中の結晶は、晶析部Ｄに排出される。この緩衝部Ｂの領域で生じる旋回流ｆの大きさは、プレートバッフル６４の間隔ｄが大きいほど、即ちプレートバッフル６４の設置枚数が少ないほど、大きくなる。また、攪拌流を抑止するためには、プレートバッフル６４の高さｌが、この旋回流ｆの高さ以上である必要がある。
このとき、重力沈降部Ｃは、攪拌流の影響を受けることはない。分級液出口７４からスラリーをポンプ７５により吸引することにより、この重力沈降部Ｃにおいて、緩やかな上昇流ｇを生じさせる。この重力沈降部Ｃにおける上昇流ｇの上昇線速を、ポンプ７５の駆動力を調整することにより、取り出される微細結晶の沈降速度以上に設定し、分級が行なわれる。この分級液出口７４から排出された微細結晶を含むスラリーは、熱交換器７６により加熱溶解され、濃縮工程または冷却工程またはｐＨ調整工程等により生産量に見合った結晶析出を行うため過飽和が与えられ、再び、晶析槽５２の開口部上方に設けられた給液口７８から、晶析槽５２に戻される。
このようにして、晶析槽５２内の晶析部Ｄにおいて、結晶化がなされ、ある程度の粒径以上の結晶が、晶析部Ｄに留まり、結晶成長がなされるのである。この後、晶析槽５２の下端部の中心部に設けられたスラリー出口８０から、結晶が排出される。
また、分級部Ａの大きさは、緩衝機能及び重力沈降を利用した分級機能を十分果たすことができるように設定される。このために、晶析槽５２の外形及びチューブバッフル５４の直径と高さを選定した後、先ず、重力沈降を利用した分級を十分行うことが可能な重力沈降部Ｃの高さを選定し、次に、緩衝部Ｂの高さ（プレートバッフル６４の高さの基準となるもの）を選定する。緩衝部Ｂの高さが選定された後、旋回流ｆの高さが緩衝部Ｂの高さ以下となるように、プレートバッフル６４の枚数、即ち、プレートバッフル６４の間隔ｄを選定する。
次に、分級部Ａの高さ、緩衝部Ｂの高さ、重力沈降部Ｃの高さ、晶析槽５２の外形及びチューブバッフル５４の直径と高さ、プレートバッフル６４の高さと枚数、晶析槽とチューブバッフル間の間隔についての選定方法を具体的に説明する。
(1)先ず、分級部の重力沈降部において分級を行う上で、分級させる結晶粒径に対し、必要な溶液の上昇線速及び重力沈降部Ｃの高さを、以下のようにして実験的に決定する。重力沈降部Ｃの高さを決定するために、必要な溶液の上昇線速を決定する必要がある。単一粒子の沈降速度ｕは、球状粒子の場合、下記の沈降速度一般式により求めることができる。しかしながら、粒子が球状であることは稀であり、このため、物質の晶析しようとするスラリー液中に結晶を落下させ、各粒径における沈降速度を測定し実験式を算出する。この求めた実験式より、分級させる結晶粒径に対する必要なスラリー液の上昇線速を決定する。
球状粒子における沈降速度一般式
ｕ＝ｇ（ρP−ρ）ＤP2／18ρ                    Ｒｅ≦2
ｕ＝｛4ｇ2（ρP−ρ）2ＤP3／225μρ｝1/3    2＜Ｒｅ≦500
ｕ＝｛3.03ｇ（ρP−ρ）ＤP／ρ}1/2       500＜Ｒｅ≦105
ここで、ｕは単一粒子沈降速度、ρPは粒子密度、ρは流体密度、ＤPは粒子直径、μは流体粘性係数、ｇは重力加速度、Ｒeはレイノルズ数である。
この一般式に基づいて実験結果から最小二乗法により係数を決定し、分級させる結晶径に対する沈降速度を求める。溶液の上昇線速をこの求めた沈降速度と一致させれば、分級させたい結晶粒径以下の結晶を分級することが可能となる。
本発明においては、長さ１ｍ、直径３ｃｍの筒を用意し、晶析に使用されるスラリーを用い、上記の方法で計算された上昇線速で、スラリー液を排出し、１０ｃｍ間隔でサンプリング口垂直方向に設け、このサンプリング口から得られたサンプルのスラリ濃度と粒度分布を解析し、分級させる結晶粒径に必要な重力沈降部の高さＣを実験的に決定した。
(2)次に、必要な晶析容積に基づいて、晶析槽の外形、チューブバッフルの直径及び高さを決定する。ここで、求める晶析槽とチューブバッフルの高さは、晶析槽内の液面の高さを基準として計算している。
▲１▼  チューブバッフルの高さを決定する。緩衝部Ｂの高さを(1)で求めた重力沈降部Ｃの高さとほぼ等しい高さとする。よって、チューブバッフルの高さは、次式により決定される。
（チューブバッフルの高さ）＝（重力沈降部の高さ）＋（緩衝部の高さ）
▲２▼  チューブバッフルの直径を決定する。チューブバッフルの容積が、必要晶析容積と等しくなるように、その直径を決定する。
▲３▼  晶析槽の直径を決定する。分級液の排出流量を、(1)で求めた分級部Ａのスラリー液の上昇線速で割ることにより、図３に示すドーナツ型の分級部の断面積を次式で算出する。なお、分級液は排出された後、微細な結晶を溶解するため熱交換器を経由し凝縮または冷却またはｐＨ調整等により過飽和を与えられ、再び晶析槽へ戻される。従って、分級液の排出流量は、生産量に見合った結晶の析出を行うための過飽和液を確保できるように決定すれば良い。
（分級部断面積）＝（分級液排出流量）／（分級部の溶液の上昇線速）
そして、晶析槽断面積を次式で算出し、晶析槽の直径を決定する。
（晶析槽断面積）＝（チューブバッフル断面積）＋（分級部断面積）
▲４▼  晶析槽の高さを決定する。晶析部で攪拌を十分に行うことができることを考慮し、晶析槽直径と晶析槽の液面の高さの比を約１となるように、晶析槽の高さを決定する。
▲５▼  チューブバッフルの内側領域と晶析槽のチューブバッフルの下方領域を合わせた領域の容積が晶析部容積となる。このため、上述した決定方法では、この晶析部容積が必要以上に大きくなるので、以下の調整を行う。即ち、▲３▼の条件を満たしながらチューブバッフル及び晶析槽の直径を小さくし、更に▲４▼の条件を満たすように晶析槽の高さを短くし、必要な晶析部容積と等しくなるように調整する。
(3)プレートバッフルの高さと枚数を決定する。
▲１▼  プレートバッフルの高さを決定する。プレートバッフルの高さは、緩衝部に配置し攪拌流を緩衝する機能を果たすため、緩衝部の高さと等しくする。
▲２▼  プレートバッフルの枚数を決定する。アミノ酸、核酸及びその誘導体のスラリーを混合するために必要な単位体積当たりの攪拌動力（Ｐｖ）は、経験的に０．０５〜０．５（ＫＷ／ｍ3）程度である。この攪拌状態の下で、２枚のプレトバッフルに囲まれた領域に生じる旋回流の円周方向の幅（図５のｄに対応）に対する高さ（図５の１に対応）の比（１／ｄ）が、０．７〜１．７（好ましくは１．０〜１．５）であることを実験的に算出した。そこで、この旋回流をプレートバッフルの高さ（緩衝部の高さ）の範囲内に抑える必要があるため、プレートバッフル間の間隔を、▲１▼で決定したプレートバッフルの高さと、この実験的に求めた旋回流の高さと幅の比（１／ｄ）より、次式から逆算して求める。
（プレートバッフル間隔）＝（プレートバッフルの高さ）／（旋回流の高さと幅の比）
よって、プレートバッフルの枚数は、次式で決定する。
（プレートバッフル枚数）＝（晶析槽外周長）／（プレートバッフル間隔）
ただし、ここで決定したプレートバッフル枚数では、プレートバッフル間の間隔が狭く、実用上製作が困難な場合が生じることがある。この場合は、(2)▲１▼で決定した緩衝部の高さを増加させることにより、上式で求めるプレートバッフル間隔を増加させて調整すればよい。
(4)晶析槽とチューブバッフル間の間隔について
晶析槽とチューブバッフルの間隔の大きさは、本発明において特に限定されないが、プレートバッフルの高さと晶析槽とチューブバッフル間の間隔の比が、1.5以下になることが好ましい。
ただし、(3)▲２▼の場合と同様に、晶析槽とチューブバッフル間の間隔が狭く、実用上製作が困難な場合を生じることがあるが、この場合は、チューブバッフルの直径を小さくし、(2)▲３▼で示した条件を満たしながら、晶析槽の直径を決定し、晶析槽とチューブバッフル間の間隔を広げるように調整すればよい。
なお、本発明の晶析装置においては、給液口より過飽和溶液を供給し晶析を行ってもよいし、晶析槽を冷却することにより冷却晶析を行ってもよい。また、晶析槽全体を真空装置にし、真空凝縮晶析を行うようにしてもよいし、また、化学反応晶析を利用するようにしてもよい。
実施例
本発明の晶析装置をグルタミン酸ソーダのスラリー液に適用し、グルタミン酸ソーダの連続晶析を行った。分級する結晶粒径を３００μｍに設定し、上述した各種の決定方法に基づき、晶析装置の各部の寸法を決定した。即ち、晶析槽５２は、直径１６００ｍｍ、高さ１８５０ｍｍであり、チューブバッフル５４は、直径１２００ｍｍ、高さ１３１０ｍｍであり、分級部Ａの高さは１０９０ｍｍであり、緩衝部Ｂの高さは６００ｍｍであり、重力沈降部Ｃの高さは４９０ｍｍであり、プレートバッフル６４は、高さ６００ｍｍ、幅（分級部の半径方向長さ）２００ｍｍであり、等間隔で12枚設置した。第１攪拌翼５６は、スクリュー型翼であり、第２攪拌翼５８は、アンカー型翼であり、回転数２５ｒｐｍで攪拌を行った。
１０重量％のグルタミン酸ソーダ１水塩スラリー液の晶析槽への張り込み量を３．２ＫＬとし、平均粒径４００μｍの種結晶を１３Ｋｇ／ｈｒ投入し、スラリ出口８０から０．１５ＫＬ／ｈｒの流量でスラリを引き抜いた。また、４箇所の分級液出口７４から合計流量として８．０ＫＬ／ｈｒの流量で分級液を排出し、給液口７８よりグルタミン酸ソーダの濃度が５２重量％である過飽和溶液を８．１５ＫＬ／ｈｒの流量で給液し、晶析温度６０℃にて連続晶析を行った。
このとき、排出された分級液は、１．５重量％のグルタミン酸ソーダ１水塩の結晶を含み、分級された結晶は、粒径３００μｍ以下の結晶を９０重量％含んでおり、ほぼ設定通りの分級効果が得られた。さらに、重力沈降部の上部の液面は静置していた。また、引き抜かれたスラリー液は、３７重量％のグルタミン酸１水塩の結晶を含んでおり、その結晶の平均粒径は８３０μｍであり、種結晶に比べ充分大きい結晶を得ることができた。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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