晶析操作の基礎と結晶品質制御およびスケールアップ、トラブル対策

単位操作の中で晶析操作は理論と実際の現象が一致しないと感じられ、経験と勘に頼ることが多い操作の代表的なものといえる。そのため生産性や経済性が損なわれる事態が多く発生し、手間のかかる操作、設備になっているケースが多い。 　そこでそれらの問題の軽減の手助けとなるよう、晶析の基本・原理を理解し、結晶品質のコントロールのこつ、スケールアップの考え方、トラブル対策について理解を深めてもらい、近年話題になりつつある電池材料・電子材料、医薬品などの実際の例を交えながら晶析設備の安定稼動、製品結晶の向上などの一助にしてもらいたい。

1. 晶析とは?～晶析の基礎・原理～
   1. 溶解度:溶媒と溶質
   2. 過飽和:ドライビングフォース
   3. 核発生:結晶の誕生
   4. 結晶成長:結晶の個性
2. どうやって結晶をつくるか?～晶析方法とその特徴～
   1. 過飽和を作る方法の違い
      1. 冷却法
      2. 濃縮法
      3. 貧溶媒 (第3成分) 添加法
      4. 反応法
   2. 操作方法の違い
      1. 連続操作
      2. バッチ操作
3. どんな装置を選択すればよいか?～晶析装置の種類と特徴～
   1. 攪拌槽型
   2. 強制循環型
   3. オスロ型
   4. ドラフトチューブ型
   5. カランドリア型
   6. 掻き取り型
   7. 静止、付着型
   8. 渦流型 (微小結晶晶析装置)
4. どうすればいい結晶ができるか?～晶析操作における撹拌方法と条件設定～
   1. 晶析操作の基本操作条件
   2. 晶析操作の目的と条件設定方法
      1. 純度アップ
      2. 粒径制御 (粒径・形状)
      3. 回収率アップ
      4. 省エネ
   3. 晶析操作における攪拌・混合の重要性
      1. 結晶粒径、粒度分布
      2. 結晶破砕
   4. 晶析装置による結晶品質の制御
      1. 結晶形状
      2. 結晶純度
      3. 粒度分布 (数mm～数μ)
      4. 操作条件の影響
      5. 不純物の影響
5. 晶析装置の大きさをどのように決めたらよいか?～スケールアップ～
   1. 過飽和度
   2. 滞留時間
   3. スラリー濃度
   4. 撹拌装置
   5. 伝熱係数
6. どのように安定操作をするか?～トラブル事例とその対策～
   1. スケーリング
   2. 閉塞
   3. 粒径・粒度分布
   4. 固液分離操作への影響