晶析操作の基礎と結晶品質制御、スケールアップおよびトラブル対策

単位操作の中でも特に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単位操作の代表的なものといえる。そのため品質、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、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。 　また、電池材料・電子材料、医薬品などの実際の例を交えながら最近話題になりつつある微小結晶とその晶析装置についてもあわせて紹介する。

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. 溶媒の有無
      1. 溶液 (溶媒) 晶析
      2. 溶融 (メルト) 晶析
   2. 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
   3. 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)
   9. 溶融晶析精製装置
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. 晶析操作における攪拌・混合の重要性
      1. 撹拌の役割
      2. 結晶品質への影響
   3. 晶析操作の目的と結晶品質の制御
      1. 粒径・粒度分布制御
      2. 形状制御
      3. 純度アップ
      4. 回収率アップ
      5. 省エネ
      6. 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. バッチ晶析
   2. 連続晶析
      1. 過飽和度
      2. 滞留時間
      3. スラリー濃度
      4. 撹拌装置
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、結晶形状
   4. 製品純度
   5. 固液分離操作への影響