晶析装置

1. 定義:晶析装置タンク内の溶液を加熱または冷却するために、壁にジャケットまたは型の中に蛇管を備えたトラフ型の容器です。晶析槽は蒸発晶析装置または冷却晶析装置として使用できます。結晶生成の強度を向上させるために、タンク内にスターラーを追加できます。晶析槽は連続運転または断続運転が可能です。間欠運転で得られる結晶は大きいですが、結晶クラスターがつながりやすく母液を巻き込みやすく、製品の純度に影響を与えます。晶析装置はシンプルな構造で生産強度が低いため、少量バッチ製品（化学試薬や生化学試薬など）の生産に適しています。
2. 強制循環
この実用新案は、結晶スラリーを循環させる連続晶析装置に関するものです。運転中、供給液体は循環パイプの下部から追加され、結晶化チャンバーの底部から出る結晶スラリーと混合され、その後加熱チャンバーにポンプで送られます。結晶スラリーは加熱室（通常2～6℃）で加熱されますが、蒸発しません。高温の結晶スラリーが晶析室に入ると沸騰して溶液が過飽和状態になり、溶質の一部が懸濁粒子の表面に堆積して結晶が成長します。製品である結晶スラリーは循環管の上部から排出される。強制循環蒸発晶析装置は生産能力が大きいですが、製品の粒度分布が広いです。
3.DTBタイプ
つまり、ドラフトチューブバッフル蒸発晶析装置は結晶スラリー循環晶析装置でもあります（カラー写真を参照）。装置下部には水簸塔が接続されており、装置内にはガイドシリンダーと円筒状バッフルが設置されています。運転中、高温の飽和原料液が循環管の下部に連続的に添加され、循環管内で小さな結晶を含む母液と混合され、ヒーターに圧送されます。加熱された溶液はドラフトチューブの底部近くの晶析装置に流れ込み、ゆっくりと回転するプロペラによってドラフトチューブに沿って液面まで送られます。溶液は液面上で蒸発、冷却されて過飽和状態となり、浮遊粒子の表面に溶質が付着して結晶が成長します。環状バッフルの周囲にも定着領域があります。沈降領域では大きな粒子が沈降しますが、小さな粒子は母液とともに循環パイプに入り、加熱により溶解します。結晶は晶析装置の底部にある水簸カラムに入ります。結晶生成物の粒子径をできるだけ均一にするために、沈降領域からの母液の一部を水簸塔の底に加え、小さな粒子を液の流れに乗って晶析装置に戻す機能を使用します。結晶生成物は水簸塔の下部から排出されます。
4.オスロ型
クリスタル晶析装置とも呼ばれる母液循環式連続晶析装置です（図3）。作動原料液は循環配管に加えられ、配管内で循環母液と混合され、加熱室に圧送されます。加熱された溶液は蒸発チャンバー内で蒸発して過飽和に達し、中央管を通って蒸発チャンバーの下にある結晶流動層に入ります（流動化を参照）。結晶流動層では、溶液中の過飽和溶質が浮遊粒子の表面に堆積し、結晶が成長します。結晶流動床は粒子を水力で分級します。大きな粒子が下部にあり、小さな粒子が上部にあります。流動層の底部からは粒子径の揃った結晶生成物が排出されます。流動層中の微粒子は母液とともに循環パイプに流れ込み、再加熱時に小さな結晶を溶解します。オスロ蒸発晶析装置の加熱チャンバーを冷却チャンバーに置き換え、蒸発チャンバーを取り除くと、オスロ冷却晶析装置が形成されます。この装置の主な欠点は、溶質が伝熱面に付着しやすく、操作が面倒であるため、あまり普及していません。
5. ブレイクアウト予測
(1) 摩擦を監視してブレークアウトを予測します。振動油圧シリンダにダイナモメータを、振動装置にテスタを、金型に加速度計とダイナモメータを設置して摩擦を検出する方法が一般的です。振動装置の動作条件は摩擦の測定に大きな影響を与えるため、摩擦の測定精度を確保することが困難です。この方法は単純ですが、その精度はあまり高くなく、予測できるのは接合破壊のみであり、生産時に誤報が発生することがよくあります。
(2) 金型内の熱伝達の変化からブレークアウト予測を行います。最も単純かつ直接的な方法は、金型冷却水の入口水温と出口水温の温度差を測定することですが、この方法は誤解を招くことがよくあります。熱伝達を測定してブレークアウトを予測するために使用されます。金型の単位面積当たりの熱伝達率をブレークアウト予測に利用すれば、オペレータは単位面積当たりの熱伝達率に応じて、絞り速度を下げる、絞り速度を上げる、注湯を停止するなどの適切な対応が可能になります。
(3) 銅板熱電対の測定とブレイクアウト予測。銅板熱電対測定のブレイクアウト予測精度は比較的高いです。ハイテクのブレイクアウト予測システムは主に熱電対のブレイクアウト予測に基づいています。その動作原理は、複数の熱電対を金型に取り付けることです。熱電対の温度値はコンピュータ システムに送信されます。規定値を超えた場合には警報を発し、自動的に対応策を講じたり、オペレーターが対応操作を行ったりしてブレークアウトを回避します。この方法は、ボンドブレイクアウト、クラックブレイクアウト、スラグ介在ブレイクアウト、スラブ陥没を予測し、鋳型内でのスラブシェルの凝固を視覚的に表示する機能を備えています。その情報はスラブ品質予測システムに組み込まれます。