晶析入門: 晶析プロセス設計に必要な基礎知識

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講演者は晶析の研究を約30年行っており、学術的には、結晶成長、核発生、結晶構造 (結晶多形も含む) 、ポピュレーションバランス法などを中心に研究を展開しています。一方、国内外の企業との共同研究や技術相談を通じて、企業が必要としている晶析のキーテクノロジーも把握するように努めてまいりました。結晶に関連する業種は多種多様で、それをケーススタディー的に概説しようとすると、非常に複雑なものとなり、発散しがちです。  講演者は、長年にわたる企業とのお付き合いを通じて、課題の原因となる現象を突き止めていくと、共通するキーワードに行き着くことに気づきました。それは講演者独自の考えであり、成書には書かれておりません。本講演ではそのキーテクノロジーの一旦を紹介します。

  1. はじめに
    • 本講義の要約
  2. 結晶構造 (PC演習)
    1. 単結晶構造解析結果の見方
    2. 結晶構造から結晶形状を推測する
  3. 晶析プロセスシミュレーションのために必要な基礎知識
    1. 核発生 (均質核発生/不均質核発生/2次核発生)
    2. 結晶成長 (拡散過程/一様成長/2次元核成長/らせん転移成長)
  4. 晶析装置内結晶の粒径分布の解析
    1. 各種物理量の収支式の立て方
    2. ポピュレーションバランス式の導出法
    3. 粒径分布適用事例
      1. 連続晶析
      2. 回分晶析 (PC演習もしくは実演)
      3. 半回分晶析/反応晶析と貧溶媒添加など
      4. 凝集や破砕のある場合の取り扱い
      5. スケールアップ問題
  5. 固液平衡
    1. 相図の有用性
      1. 操作方式の選定
      2. 操作条件 (複数の結晶相が出現する場合の対応)
    2. 溶解度の推算
      1. 分子あるいは結晶構造から溶解度を求めることができるか
      2. 溶解度パラメーターの利用

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