JP2023135222A - 晶析システムおよび晶析方法 - Google Patents

Abstract

【課題】滞留槽を必須とせずに、晶析装置で結晶化された微粒子を滞留させることができる晶析システムおよび晶析方法を提供する。【解決手段】晶析システム１０Ａは、複数の原料溶液を混合して前記複数の前記原料溶液中の原料に由来する粒子を生成させる晶析装置４と、晶析装置４の排出口６から排出される粒子を含むスラリＤ１を流動させ晶析装置４の導入口５ａから晶析装置４内にスラリＤ１を循環させる循環管路Ｐｏと、スラリＤ１を晶析装置４と循環管路Ｐｏとの間で循環させる循環ポンプ３０と、を備え、循環管路Ｐｏは、蛇行形状をなす屈曲部Ｐｐを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、晶析システムおよび晶析方法に関する。

複数の原料溶液を混合し、原料溶液中の原料に由来する粒子を一定の粒径範囲内で得る晶析装置として、特許文献１～特許文献４に記載される晶析装置が知られている。

上記のような晶析装置においては、複数の原料溶液の混合液中に設けられた撹拌翼を回転させて、混合液に剪断力を与えることで撹拌を促進させている。より粒子径が均一で高品質な微粒子を生成するためには、複数の原料溶液が互いに接触して粒子が生成する反応が行われる場である反応場に、撹拌翼を高速で回転して発生させた剪断力を効率的に伝達して反応を促進することが重要である。効率的な剪断力の伝達を達成するために、回転子である撹拌翼と、固定子である反応槽や反応液供給ノズルなどとのクリアランスを最小化する試みがなされている。
上記のような晶析装置においては、非特許文献１に記載されるように、滞留槽が設けられ、晶析装置で結晶化された微粒子を滞留槽で滞留させることで、結晶を一定範囲の粒径までに成長させるのに必要な滞留時間を確保している。

しかしながら、滞留槽を用いる場合、滞留槽の液レベルを調節することで、滞留槽での滞留時間を調整する必要があるが、滞留槽の液レベルを調節すると滞留槽内の流動状態が変化するため、複雑な流動解析が必要となり、粒径のコントロールが難しく、晶析装置が高価となる要因となる。

特開２０１０－１３７１８３号公報 特開２０１０－０２２８９４号公報 特許第３２５６８０１号公報 特開２０１６－８７５９０号公報

神戸、「渦流式微粒子晶析装置の新展開」、ＴＳＫ技報、月島機械株式会社、２０２０年１２月、Ｎｏ．２３、ｐ．３０－３２頁

本発明は、このような背景の下になされたものであり、滞留槽を必須とせずに、晶析装置で析出した微粒子を一定の粒径範囲に成長するまで滞留させることができ、滞留条件のコントールが容易な晶析システムおよび晶析方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を具備している。
本発明の第１の態様は、複数の原料溶液を混合して前記複数の前記原料溶液の中の原料に由来する粒子を生成させる晶析装置と、前記晶析装置の排出口から排出される前記粒子を含むスラリを流動させ前記晶析装置の導入口から前記晶析装置内に前記スラリを循環させる循環管路と、前記スラリを前記晶析装置と前記循環管路との間で循環させる循環ポンプとを備え、前記循環管路は、蛇行形状をなす屈曲部を有することを特徴とする晶析システムである。

本発明の第１の態様によれば、晶析装置から排出されるスラリが循環管路を流量に応じた流速で流動するため、複雑な流動解析を必要とせずに、前記循環ポンプの流量制御により、容易に晶析システム内のスラリを完全均一混合することができる。

本発明の第２の態様は、第１に態様において、前記循環管路の内径が一定であることを特徴とする。

本発明の第２の態様によれば、晶析装置から排出されるスラリが、内径が一定の循環管路を流動するため、複雑な流動解析を必要とせずに、前記循環ポンプの流量制御により、容易に晶析システム内のスラリを完全均一混合することができる。

本発明の第３の態様は、第１の態様において、前記屈曲部が複数設けられていることを特徴とする。

本発明の第３の態様によれば、屈曲部が複数設けられているため、スラリの容量が多い場合でも、複雑な流動解析を必要とせずに、前記循環ポンプの流量制御により、容易に晶析システム内のスラリを完全均一混合することができる。

本発明の第４の態様は、第１の態様において、前記屈曲部の少なくとも一部が温度調節槽の中に設けられていることを特徴とする。

本発明の第４の態様によれば、屈曲部の少なくとも一部が温度調節槽の中に設けられているため、前記循環ポンプの流量制御により、容易に晶析システム内のスラリを完全均一混合することができるとともにスラリの熱量を調整することができる。

本発明の第５の態様は、第１の態様において、前記屈曲部が、分離可能な、複数の直管部と複数の曲管部と、から構成されていることを特徴とする。

本発明の第５の態様によれば、前記複数の直管部と前記複数の曲管部の本数を変えることで、前記屈曲部の流路長を調節することができるので、複雑な流動解析を必要とせずに、前記屈曲部の流路長の調節により、スラリの滞留時間を調整することができる。

本発明の第６の態様は、第１の態様において、前記晶析装置は、径方向に貫通する複数の孔を備えるとともに中心軸の回りに回転可能な撹拌翼と、前記撹拌翼を同心状に内部に収容可能な有底円筒状の反応槽と、前記反応槽に設けられるとともに前記反応槽の内部に第１の反応液を供給可能な前記導入口と、前記撹拌翼に設けられるとともに前記反応槽の内部に第２の反応液を供給可能な給液部と、を備えることを特徴とする。

本発明の第６の態様によれば、第２の反応液が、撹拌翼に設けられる給液部から供給されるため、反応液供給ノズルと撹拌翼とが別に設けられる場合のような高い製作精度を必要とせず、第２の反応液を剪断力が最も高い撹拌翼の内外周から至近距離、例えば２ｍｍ以内、の範囲に供給することができる。さらに、撹拌翼が径方向に貫通する複数の孔を備えるため、遠心力の影響により第１の反応液と第２の反応液との混合液が撹拌翼の径方向外側に向かって孔を通過して撹拌翼の外周側に移動しながら反応するため、剪断力が最も高い撹拌翼の内外周から至近距離、例えば２ｍｍ以内、の範囲での混合液の撹拌をさらに促進させることができる。

本発明の第７の態様は、第５の態様において、前記撹拌翼は、円筒状の円筒部と、前記円筒部の内周面に外縁部が固定される円盤状の円盤部と、前記円盤部の平面視の中心から前記中心軸に沿って上方に延びる回転軸と、を備え、前記円盤部と前記回転軸との内部を前記第２の反応液が流通可能であり、前記円盤部の前記外縁部に前記給液部が設けられていることを特徴とする。

本発明の第７の態様によれば、円盤部の外縁部に給液部が設けられているため、第２の反応液を剪断力が最も高い撹拌翼の内外周から至近距離、例えば２ｍｍ以内、の範囲に供給することができる。

本発明の第８の態様は、第６の態様において、前記給液部は下方に向けて開口していることを特徴とする。

本発明の第８の態様によれば、給液部は下方に向けて開口しているため、第２の反応液を剪断力が最も高い撹拌翼の内外周から至近距離、例えば２ｍｍ以内、の範囲に供給することができる。

本発明の第９の態様は、第６の態様において、前記給液部は径方向外側に向けて開口し前記円筒部を貫通していることを特徴とする。

本発明の第９の態様によれば、給液部は径方向外側に向けて開口し前記円筒部を貫通しているため、第２の反応液を剪断力が最も高い撹拌翼の内外周から至近距離、例えば２ｍｍ以内、の範囲に供給することができる。

本発明の第１０の態様は、複数の原料溶液を混合して前記複数の前記原料溶液の中の原料に由来する粒子を晶析装置で成長させる晶析ステップと、前記晶析装置の排出口から排出される前記粒子を含むスラリを、蛇行形状をなす屈曲部を有する循環管路を流動させることで前記晶析装置の導入口まで循環させる循環ステップと、を含む晶析方法である。

本発明の第１０の態様によれば、晶析装置から排出されるスラリが循環管路を流動するため、複雑な流動解析を必要とせずに、スラリの滞留時間を調整することができる。

本発明によれば、滞留槽を必須とせずに、晶析装置で結晶化された微粒子を滞留させることができる晶析システムおよび晶析方法を得ることができる。

本発明に係る第１実施形態の晶析システムの概略図である。 本発明に係る第２実施形態の晶析システムの概略図である。 本発明に係る第３実施形態の晶析システムの概略図である。 本発明に係る第１実施形態の晶析システムの第１の変形例の概略図である。 本発明に係る第１実施形態の晶析システムの第２の変形例の概略図である。 本発明に係る第１実施形態の晶析システムの第３の変形例の概略図である。 本発明に係る第１実施形態の晶析システムの第４の変形例の概略図である。 本発明に係る第１実施形態の晶析システムの第５の変形例の概略図である。 本発明に係る第１実施形態の晶析システムの第６の変形例の概略図である。 本発明に係る第１実施形態の晶析システムの第７の変形例の概略図である。 本発明に係る第１実施形態の晶析システムの第８の変形例の概略図である。

＜第１実施形態＞
以下、第１実施形態に係る晶析システム１０Ａを、図１を参照しながら説明する。
晶析システム１０Ａは、複数の原料溶液を混合して、これら複数の原料溶液の中の原料に由来する粒子を生成させる晶析装置４と、晶析装置４の下流に設けられ、晶析装置４の排出口６から排出されるスラリＤ１を晶析装置４の導入口５ａまで循環させる循環管路Ｐｏと、スラリＤ１を晶析装置４と循環管路Ｐｏとの間で循環させる循環ポンプ３０と、を備える。

循環管路Ｐｏは、蛇行形状の管路である屈曲部Ｐｐを備えている。さらに、循環管路Ｐｏは、晶析装置４と屈曲部Ｐｐとを接続する配管２２と、循環ポンプ３０と屈曲部Ｐｐとを接続する配管２３と、循環ポンプ３０と晶析装置４とを接続する配管２４と、を備えている。なお、屈曲部Ｐｐは、蛇行形状に限定されず、螺旋形状をなしていても良い。

循環ポンプ３０は、スラリＤ１を、晶析装置４と屈曲部Ｐｐとの間で流量を調整可能に循環させる機能を有する循環ポンプである。しかしながら、同様の機能を有する装置であれば必ずしも循環ポンプに限定されず、例えば、回転数を制御可能な羽根車が配管２３或いは配管２４に設けられていても良い。

晶析装置４は、鉛直方向を向いた中心軸Ｏ１を備える有底円筒状の反応槽１と、円筒状の撹拌翼Ｗｃと、を備える。撹拌翼Ｗｃは、撹拌翼Ｗｃの平面視の中心から中心軸Ｏ１に沿って上方に延びる中空の回転軸３を中心に回転可能であり、中心軸Ｏ１を同一の中心軸として反応槽１の内部に収容されている。回転軸３は、晶析装置４の外部に設けられる不図示の原動機からベルトを介して供給される回転力により回転する。なお、原動機はモータやエンジンなど回転動力を発生させる装置であれば特に限定されない。また、回転力を回転軸３に伝達するベルトはチェーンや歯車など回転力を伝達できれば特に限定されない。なお、反応槽１の底面は、図示されるような平面状である他に、下方に対して凸となるコーン形状であっても良い。反応槽１の上部には反応槽１で生成された粒子（結晶）を含むスラリを次工程に排出可能な排出口６が設けられている。排出口６から配管２２に排出されたスラリＤ１の圧力を維持又は調節する圧力指示調整計（Pressure Indication Controller）が配管２２に設けられている。

反応槽１の下部には第１の反応液Ｌ１と循環管路Ｐｏを流動したスラリＤ１が供給される導入口５ａが設けられている。第１の反応液Ｌ１は、外部の副原料Ｓ_ＡやＳ_Ｂを貯蔵するタンクから副原料Ｓ_ＡやＳ_Ｂが供給され混合されることで生成される。第１の反応液Ｌ１の副原料Ｓ_ＡやＳ_Ｂの流量は、燃料指示調節計（Flow Indication Controller）ＦＩＣ_２、ＦＩＣ_３で維持又は調節される。第１の反応液Ｌ１は、導入口５ａから反応槽１に所望の量だけ供給される。第１の反応液Ｌ１の導入口５ａからの供給量は、例えば循環ポンプ３０の回転数を調節することで所望の量に調整することができる。第１の反応液Ｌ１が流れる配管２４には必要に応じて圧力計（Pressure Indicator）ＰＩ_１が設けられる。
また、撹拌翼Ｗｃに設けられる給液部５ｂから第２の反応液Ｌ２が反応槽１の中に供給される。第２の反応液Ｌ２は、外部の主原料Ｓ_Ｍを貯蔵するタンクから供給される。第２の反応液Ｌ２の流量は、燃料指示調節計ＦＩＣ_１で維持又は調節される。
反応槽１の中に供給された第１の反応液Ｌ１と第２の反応液Ｌ２とが反応することで、結晶化された微粒子が生成される。スラリＤ１は、この微粒子を含んだ流体である。

屈曲部Ｐｐは、互いに間隔を空けて略同じ方向を向くように配置された内径ｒ２の複数の直管部（Ｐｏ１、Ｐｏ２、Ｐｏ３、Ｐｏ４、Ｐｏ５、Ｐｏ６）と、隣接する複数の直管部Ｐｏ１、Ｐｏ２、Ｐｏ３、Ｐｏ４、Ｐｏ５、Ｐｏ６同士を分離可能、或いは着脱可能に連結する内径ｒ３の複数の曲管部Ｃ（Ｃ_１、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃ_４、Ｃ_５）と、複数の直管部を固定する固定板２１と、から構成されている。複数の曲管部Ｃが分離可能であるとは、図１に点線で表示された曲管部Ｃ_５のように、直管部Ｐｏ５及び直管部Ｐｏ６とを接続するように設けられていた曲管部Ｃを、直管部Ｐｏ５及び直管部Ｐｏ６とから分離させることができることを意味する。
曲管部Ｃ_５と、直管部Ｐｏ５及び直管部Ｐｏ６との着脱方法としては、不図示のフランジ部が曲管部Ｃ_５の両端部と、直管部Ｐｏ５及び直管部Ｐｏ６の左端部に設けられており、ボルトやナット等を用いてフランジ部を締め付けたり緩めたりすることで、直管部Ｐｏ５及び直管部Ｐｏ６に対して、曲管部Ｃ_５を着脱しても良い。着脱方法はこれに限定されず、着脱自在であれば、例えば、フランジ部を使用する方法に限らず、直管部Ｐｏ５及び直管部Ｐｏ６の左端部に曲管部Ｃ_５の両端を螺合させることで着脱しても良い。
固定板２１は、図１では矩形状となっているが、複数の直管部Ｐｏ１、Ｐｏ２、Ｐｏ３、Ｐｏ４、Ｐｏ５、Ｐｏ６が固定板２１に固定された状態で保持できれば、その素材や形状は特に限定されない。
上記のように、分離可能な、複数の直管部と複数の曲管部Ｃにおいては、分離させることで容易に直管部及び曲管部Ｃの内周面を清掃することができるので、晶析システム晶析システム１０Ａのメンテナンス性を向上させることができる。

図１の例では、直管部は、直管部Ｐｏ１、直管部Ｐｏ２、直管部Ｐｏ３、直管部Ｐｏ４、直管部Ｐｏ５、直管部Ｐｏ６の６つの直管部により構成されており、曲管部Ｃは、曲管部Ｃ_１、曲管部Ｃ_２、曲管部Ｃ_３、曲管部Ｃ_４、曲管部Ｃ_５の５つの曲管部から構成されているが、この例に限定されない。
直管部Ｐｏは、６つ以上の直管部Ｐｏから構成されていても良いし、６つ以下の直管部Ｐｏから構成されていても良い。直管部Ｐｏの個数に合わせて、曲管部Ｃの個数も増減する。例えば、図１の例において、直管部Ｐｏ３の右端部に第一端が接続されている曲管部Ｃ_２の第二端を配管２２の左端部に接続しても良い。この場合、曲管部Ｃ_２に伸縮及び湾曲自在の蛇腹部が設けられていることにより、曲管部Ｃ_２が伸縮自在であっても良い。

このように、屈曲部Ｐｐの管路長、即ち、直管部と曲管部Ｃの合計の長さ（直管部と曲管部Ｃの個数）は、スラリＤ１を所望の滞留時間だけ、滞留させることを目的に要望に応じて調節することができる。即ち、より長い滞留時間が望まれる場合には、直管部と曲管部Ｃの数を増して屈曲部Ｐｐの管路長を長くすることが望ましく、より短い滞留時間が望まれる場合には、直管部と曲管部Ｃの数を減らして屈曲部Ｐｐの管路長を短くすることが望ましい。

ここで、スラリＤ１の流速は、スラリＤ１を構成する粒子の比重と径により決まる。即ち、スラリＤ１を構成する粒子の比重と径により、スラリＤ１を構成する粒子の沈降速度が決まるので、スラリＤ１が配管内で沈降することなく流通されるようにスラリＤ１の流速を決める。そのため、所望のスラリＤ１の滞留時間と、スラリＤ１を沈降させないためのスラリＤ１の流速とから、屈曲部Ｐｐの管路長を求めることができる。

晶析装置４と屈曲部Ｐｐは内径ｒ１の配管２２により接続されている。屈曲部Ｐｐと循環ポンプ３０は内径ｒ４の配管２３により接続されている。循環ポンプ３０と晶析装置４は内径ｒ５の配管２４により接続されている。
図１の例では、循環管路Ｐｏの内径、即ち、配管２２の内径ｒ１、直管部Ｐｏ１、Ｐｏ２、Ｐｏ３、Ｐｏ４、Ｐｏ５、Ｐｏ６の内径ｒ２、曲管部Ｃ_１、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃ_４、Ｃ_５の内径ｒ３、配管２３の内径ｒ４、配管２４の内径ｒ５は、同一とされている。この場合、配管２２、直管部Ｐｏ１、Ｐｏ２、Ｐｏ３、Ｐｏ４、Ｐｏ５、Ｐｏ６、曲管部Ｃ_１、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃ_４、Ｃ_５、配管２３、配管２４の断面積が一定となるため、管路を流れるスラリＤ１の流動解析が容易となる。しかしながら、上記の例に限定されず、循環管路Ｐｏの内径、即ち、配管２２の内径ｒ１、直管部Ｐｏ１、Ｐｏ２、Ｐｏ３、Ｐｏ４、Ｐｏ５、Ｐｏ６の内径ｒ２、曲管部Ｃ_１、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃ_４、Ｃ_５の内径ｒ３、配管２３の内径ｒ４、配管２４の内径ｒ５が互いに異なっていても良い。その場合、異なった内径を考慮して流動解析を行えばよい。

屈曲部Ｐｐから排出されるスラリＤ１が流れる配管２３には、モータＭで駆動される第２循環ポンプ３１に接続される管路が接続されている。この管路が配管２３からスラリＤ１を引き抜き、これを集積する事で製品となる。モータＭと第２循環ポンプ３１との間に燃料指示調節計（Flow Indication Controller）ＦＩＣ_４が設けられ、晶析システム１０Ａの外部に引き抜かれるスラリＤ１の流量の維持又は調節を行う。第２循環ポンプ３１は、循環ポンプ３０と同様に、流量を調整可能に循環させる機能を有するスラリ排出ポンプである。しかしながら、配管２３からスラリＤ１を引き抜く機能を有する装置であれば必ずしもスラリ排出ポンプに限定されず、例えば、回転数を制御可能な羽根車が管路に設けられていても良い。
スラリＤ１が外部に引き抜かれた直後の配管２３におけるスラリＤ１の圧力を必要に応じて圧力計（Pressure Indicator）ＰＩ_２でモニターする。

このような屈曲部Ｐｐを有する循環管路Ｐｏを備える晶析システム１０Ａによれば、晶析装置４において生成される粒子を含むスラリＤ１を、循環ポンプ３０の流量制御により、容易に完全均一混合することができる。さらに、晶析装置４において生成される粒子を含むスラリＤ１を、屈曲部Ｐｐの管路長を調節することで、滞留槽を必須とすることなく、所望の時間だけ滞留させることができる。従って、滞留槽を用いる場合に要求されたスラリＤ１の複雑な流動解析を行うことなく、屈曲部ＰｐにおけるスラリＤ１の滞留時間を調節することができる。なお、不図示の滞留槽を晶析システム１０Ａに加えても良い。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る晶析システム１０Ｂを、図２を参照しながら説明する。以下では、第１実施形態と異なる点のみ説明し、第１実施形態と同じ部材には同じ参照番号を付し説明を省略する。

晶析システム１０Ｂは、屈曲部Ｐｐ（第１屈曲部）に加えて第２屈曲部Ｐｐａが設けられている点で第１実施形態の晶析システム１０Ａと異なっている。

第２屈曲部Ｐｐａは、第１屈曲部Ｐｐと同様の構成を有する。配管２２の途中から、第２屈曲部Ｐｐａに向かって分岐する配管２２ａが延びている。また、第２屈曲部Ｐｐａから排出されるスラリＤ１は、配管２３ａを経由して、第１屈曲部Ｐｐから排出されるスラリＤ１が流通する配管２３に合流する。

図２に示されるように、配管２２ａの入り口と配管２３ａの出口には、弁Ｖ１と弁Ｖ２が設けられている。弁Ｖ１と弁Ｖ２とを開弁することで、第１屈曲部Ｐｐと第２屈曲部Ｐｐａの両方にスラリＤ１を流すことができる。一方、弁Ｖ１と弁Ｖ２とを閉弁することで、第１屈曲部ＰｐのみにスラリＤ１を流すことができ、第１実施形態の晶析システム１０Ａと同様の構成とすることができる。

このような晶析システム１０Ｂによれば、スラリＤ１の流量に応じて、第１屈曲部Ｐｐに加えて第２屈曲部ＰｐａにもスラリＤ１を流すことができる。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態に係る晶析システム１０Ｃを、図３を参照しながら説明する。以下では、第１実施形態と異なる点のみ説明し、第１実施形態と同じ部材には同じ参照番号を付し説明を省略する。

晶析システム１０Ｃは、屈曲部Ｐｐの少なくとも一部が温度調節槽１３の中に設けられている点で第１実施形態の晶析システム１０Ａと異なっている。

温度調節槽１３は、不図示のポンプ等により、冷水等の冷媒ＣＷが温度調節槽１３の内部を一方向に流れる状態を維持している部材である。このような温度調節槽１３の中に、屈曲部Ｐｐの少なくとも一部を設けた場合、屈曲部Ｐｐの直管部Ｐｏ１、Ｐｏ２、Ｐｏ３、Ｐｏ４、Ｐｏ５、Ｐｏ６に冷媒が衝突する。この場合、屈曲部Ｐｐの直管部Ｐｏ１、Ｐｏ２、Ｐｏ３、Ｐｏ４、Ｐｏ５、Ｐｏ６を流れるスラリＤ１と冷媒ＣＷとの間で、直管部Ｐｏ１、Ｐｏ２、Ｐｏ３、Ｐｏ４、Ｐｏ５、Ｐｏ６を構成する部材を介して熱交換が行われる。よって、スラリＤ１を冷却又は加熱することができる。
ここで、図３の場合は、冷媒ＣＷの流れ方向に対して直管部Ｐｏ１、Ｐｏ２、Ｐｏ３、Ｐｏ４、Ｐｏ５、Ｐｏ６が略垂直に設けられているが、必ずしも冷媒ＣＷの流れ方向に対して直管部Ｐｏ１、Ｐｏ２、Ｐｏ３、Ｐｏ４、Ｐｏ５、Ｐｏ６が略垂直に設けられていなくとも良く、垂直ではない角度を付けて設けられていても良い。また、屈曲部Ｐｐの曲管部Ｃにおいて冷媒ＣＷとの熱交換が行われても良いし、屈曲部Ｐｐの直管部と曲管部Ｃとの両方で冷媒ＣＷとの熱交換が行われても良い。

ここで、屈曲部Ｐｐのうち、直管部Ｐｏ１、Ｐｏ２、Ｐｏ３、Ｐｏ４、Ｐｏ５、Ｐｏ６の長さ、或いは直管部Ｐｏ１、Ｐｏ２、Ｐｏ３、Ｐｏ４、Ｐｏ５、Ｐｏ６の数を調節することで、スラリＤ１に対する温度調整能力を調整することができる。例えば、直管部Ｐｏ１を流れる熱量Ｑを有するスラリＤ１から熱量Ｑ１が熱交換により冷媒ＣＷに移動したとすると、直管部Ｐｏ２を流れる熱量（Ｑ－Ｑ１）を有するスラリＤ１から熱量Ｑ２が熱交換により冷媒ＣＷに移動する。さらに、直管部Ｐｏ３を流れる熱量（Ｑ－（Ｑ１＋Ｑ２））を有するスラリＤ１から熱量Ｑ３が熱交換により冷媒ＣＷに移動すると、直管部Ｐｏ４を流れるスラリＤ１の熱量は（Ｑ－（Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ３））となる。これを所望の回数繰り返すことで、スラリＤ１の熱量を低減させることができるので、スラリＤ１を所望の量だけ冷却することができる。スラリＤ１を加熱する場合も同様である。

このような晶析システム１０Ｃによれば、冷媒ＣＷと熱交換が行われる屈曲部Ｐｐの管路長、即ち、直管部Ｐｏ１、Ｐｏ２、Ｐｏ３、Ｐｏ４、Ｐｏ５、Ｐｏ６の管路長、或いは数を調節することで、スラリＤ１を所望の量だけ冷却又は加熱することができる。

＜第１実施形態の第１の変形例＞
以下、第１実施形態に係る晶析システム１０Ａの第１の変形例に係る晶析システム１０Ａ１を、図４を参照して説明する。以下の説明では、第１実施形態に係る晶析システム１０Ａと異なる点のみ説明し、同じ部材には同じ参照番号を付し、その説明を省略する。

第１の変形例に係る晶析システム１０Ａ１では、晶析装置４ａが撹拌翼Ｗを備えている点で晶析装置４と異なっている。

撹拌翼Ｗは、円筒部２と、円筒部２の内周面２ｉに外縁部が固定される円盤状の円盤部８と、を備えている。円盤部８は、円筒部２の高さが概ね半分となる位置に設けられるが、この例に限定されず、円筒部２の高さの概ね半分よりも下側や上側に設けられても良い。円盤部８の平面視の中心に回転軸３が固定されている。回転軸３の中空の内部は管路Ｐ１とされている。円盤部８の内部には複数の管路Ｐ２が中心から放射状に外縁部に向かって延びている。回転軸３の管路Ｐ１と円盤部８の管路Ｐ２とは連通している。撹拌翼Ｗの回転軸３には、晶析装置４の外部に設けられる主原料Ｓ_Ｍを貯蔵するタンクから第２の反応液Ｌ２が供給される。第２の反応液Ｌ２は、ロータリージョイントＲを介して回転軸３の中空の管路Ｐ１に供給され、その後、円盤部８の管路Ｐ２に供給される。管路Ｐ２の反応槽１の径方向外側の先端は下方に向けて開口しており第２の反応液Ｌ２が排出される給液部５ｂとされている。従って、円盤部８には、給液部５ｂが円盤部の周方向に間隔を空けて複数設けられている。給液部５ｂの個数は例えば８個設けられている。給液部５ｂの個数は限定されないが、中心軸Ｏ１に対して対称に設けることが望ましい。

本変形例においては、撹拌翼Ｗの円筒部２の内周面２ｉと給液部５ｂの中心との距離は２ｍｍ以下とされている。また、撹拌翼Ｗの円筒部２の外周面２ｏと反応槽１の内周面１ｉとの距離（クリアランス）をＬ３、撹拌翼Ｗ（円筒部２）の中心軸Ｏ１に沿う高さをＨとすると、ＨとＬ３との比であるＨ／Ｌ３が１０以上であることが好ましい。また、Ｈ／Ｌ３が２５以上であることがより好ましい。従って、この実施例と異なるサイズの装置を使用する場合であっても、この比を基に同様の装置を製作することができる。撹拌翼Ｗは、５ｍ／秒以上５０ｍ／秒以下の周速で回転する。
なお、Ｈ／Ｌ３の比率は、目的によって、上述の比率と異なる場合がある。例えば、結晶破砕を抑制したい場合には、比率を上記の値から下げても良い。

撹拌翼Ｗの円筒部２には、円筒部２の径方向に貫通する複数の孔ｈが設けられている。これらの孔ｈは、第１の反応液Ｌ１、第２の反応液Ｌ２、或いはその混合液が流通可能とされている。そのため、第１の反応液Ｌ１、第２の反応液Ｌ２、或いはその混合液は、複数の孔ｈを通じて、撹拌翼Ｗの内側から外側に、又は撹拌翼Ｗの外側から内側に移動可能である。なお、孔ｈに加えて、円盤部８に中心軸Ｏ１方向に貫通する複数の孔９が設けられていても良い。この場合、第１の反応液Ｌ１、第２の反応液Ｌ２、或いはその混合液は、複数の孔ｈに加えて孔９を通じても撹拌翼Ｗの内側から外側に、又は撹拌翼Ｗの外側から内側に移動可能となる。

このような晶析装置４ａにおいて、導入口５ａから所望量の第１の反応液Ｌ１を反応槽１に供給する。供給される第１の反応液Ｌ１の量は、反応槽１を満たす程度（満液状態）でも良いし、或いは、撹拌翼Ｗが回転した際に第１の反応液Ｌ１が反応槽１の中心軸Ｏ１を中心として円運動を行うことにより第１の反応液Ｌ１に発生する遠心力により反応槽１の内周面１ｉに押し付けられて、反応槽１の内周面１ｉに第１の反応液Ｌ１の液膜が形成される程度に供給しても良い。以下では、第１の反応液Ｌ１が満液状態になる程度供給される場合を想定して説明する。また、第１の反応液Ｌ１を上述の満液状態または液膜形成状態となる程度に供給した後に第１の反応液Ｌ１の供給を止めてから反応槽１で反応をさせても良いし、第１の反応液Ｌ１を上述の満液状態または液膜形成状態となる程度の流量に維持しながら反応槽１での反応を継続的に行っても良い。
例えば、排出口６に不図示の開度調整バルブを設け、この開度調整バルブの開度を調整することにより、反応槽１を、満液状態と液膜が形成される液膜状態とのいずれかに選択することができる。

反応槽１が第１の反応液Ｌ１で満たされた状態において、撹拌翼Ｗを回転させるとともに、第２の反応液Ｌ２を給液部５ｂから撹拌翼Ｗの円筒部２の内周面２ｉに沿って排出することで、第２の反応液Ｌ２を反応槽１内に供給する。こうすることで、給液部５ｂから撹拌翼Ｗの円筒部２の内周面２ｉに沿って排出された第２の反応液Ｌ２が、第１の反応液Ｌ１で満たされた反応槽１のうちで撹拌翼Ｗの円筒部２の内周面２ｉ近傍で撹拌翼Ｗの回転に伴って回転している第１の反応液Ｌ１と接触する。こうして第１の反応液Ｌ１と第２の反応液Ｌ２とが接触することにより反応が発生して粒子が生成される。

この際、第１の反応液Ｌ１に、５ｍ／秒以上５０ｍ／秒以下の周速で回転している撹拌翼Ｗの給液部５ｂから第２の反応液Ｌ２を供給することで、第２の反応液Ｌ２を第１の反応液Ｌ１と均一に混合することができる。

ここで、撹拌翼Ｗの回転に伴って回転している第１の反応液Ｌ１と、５ｍ／秒以上５０ｍ／秒以下の周速で回転している撹拌翼Ｗの給液部５ｂから排出される第２の反応液Ｌ２と、これらの混合液に発生する遠心力により、第１の反応液Ｌ１、第２の反応液Ｌ２、及び混合液（以下、まとめて混合液と呼ぶ場合がある）は撹拌翼Ｗの円筒部２の径方向外側に移動し、撹拌翼Ｗの円筒部２に設けられた複数の孔ｈを通って反応槽１の内周面１ｉに衝突し、その後、反応槽１の内周面１ｉに沿って上下方向に移動する。主に下方に移動した混合液は、撹拌翼Ｗの回転により生じる遠心力に起因する径方向外側に向かう流れに引き寄せられて再び撹拌翼Ｗの円筒部２に設けられた複数の孔ｈを通って反応槽１の内周面１ｉに衝突し、その後、反応槽１の内周面１ｉに沿って上下方向に移動することで対流が生まれる。ここで、複数の孔ｈを混合液が通過する際、絞り流路の効果により、混合液は径方向外側に加速されるので、混合液の径方向外向きの流速は、複数の孔ｈ近傍で最も高い。さらに、５ｍ／秒以上５０ｍ／秒以下の周速で回転する撹拌翼Ｗの円筒部２の外周面２ｏ及び内周面２ｉと固定されている反応槽１の内周面１ｉとの間に存在する混合液には、周方向に剪断力が与えられる。混合液に与えられる剪断力は撹拌翼Ｗの円筒部２の内周面２ｉと外周面２ｏとに近ければ近い程大きい。混合液に与えられる剪断力は、得られる粒子の粒子径と均一性を決定する大きな要因となる。特に与えられる剪断力が大きければ大きい程、微細な粒子径を持つ粒子を得ることができる。

本変形例の晶析装置４ａでは、給液部５ｂが、円盤部８の外縁部に設けられている。具体的には上記のように撹拌翼Ｗの円筒部２の内周面２ｉと給液部５ｂの中心との距離が２ｍｍ以下とされている。そのため、給液部５ｂから撹拌翼Ｗの円筒部２の内周面２ｉに沿って排出される第２の反応液Ｌ２と、撹拌翼Ｗの円筒部２の内周面２ｉ近傍で撹拌翼Ｗの回転に伴って回転している第１の反応液Ｌ１と、が初めて接触して反応を開始する反応開始ポイントには、遠心力と絞り流路の効果による径方向外側に向かう流れに加えて剪断力が最大限に与えられる。よって、与えられる剪断力が最も大きい領域を反応開始ポイントとすることができる。具体的には、撹拌翼Ｗの円筒部２の内周面２ｉと外周面２ｏから至近距離、例えば２ｍｍ以内、の領域に反応開始ポイントを形成することができる。ここで、混合液は上記の複数の孔ｈを通って円筒部２の内周側から外周側に移動可能である。従って、反応開始ポイントにおける第１の反応液Ｌ１と第２の反応液Ｌ２との撹拌が剪断力により促進される。そのため、より均一な第１の反応液Ｌ１と第２の反応液Ｌ２との混合が反応開始ポイントから開始され、混合液の流れに沿って反応が起こる場である反応場で混合及び反応が行われることで微細かつ均一な径を有する粒子を生成することができる。ここで、反応開始ポイントは反応が開始される領域を指し、反応場は反応が起きる場全体を指す。従って、反応開始ポイントは反応場に含まれる。
なお、撹拌翼Ｗの上部に相当する反応槽１の内周面に不図示のバッフル（邪魔板）が設けられていても良い。バッフルは、反応槽１が満液の状態においては、渦の発生を抑制し混合液の撹拌を促進させる効果がある。一方、反応槽１が満液ではなく混合液の液膜が形成される状態においてはバッフルを設ける必要はない。
なお、バッフルは必須の構成ではなく、設けなくても良い。例えば、反応槽１における回転軸３が挿入される箇所に不図示のメカニカルシールを設け、気相部の無い完全な満液状態とする場合、渦の発生が抑制されるため、バッフルを設けなくても良い。バッフルを設けない場合、流路抵抗が低減され、原動機Ｍの動力を低減できる。

なお、満液状態ではなく液膜が形成される状態においても満液状態の場合と同様の効果が得られる。

このような晶析装置４ａを含む第１の変形例に係る晶析システム１０Ａ１によれば、晶析装置４ａにおける反応生成物の粒子径、粒度分布、真球度などの粒子品質に影響を与える剪断力、第１の反応液Ｌ１の循環量、スラリの滞留時間を個別に調整することができ、より一層、粒子品質の制御性能を向上することができる。

＜第１実施形態の第２の変形例＞
以下、第１実施形態に係る晶析システム１０Ａの第２の変形例に係る晶析システム１０Ａ２を、図５を参照して説明する。第２の変形例の晶析装置４ｂでは、第１の変形例の晶析装置４ａの撹拌翼Ｗが撹拌翼Ｗａである点に相違がある。以下の説明では、撹拌翼Ｗとの相違点のみ説明し、重複している箇所の説明は省略する。
撹拌翼Ｗａは、円盤部８の外縁部に設けられる給液部５ｂが円筒部２を貫通して径方向外側に開口している点において撹拌翼Ｗと異なっている。このような撹拌翼Ｗａでは、径方向外側に開口する給液部５ｂから第２の反応液Ｌ２が排出されるので、第２の反応液Ｌ２と、第１の反応液Ｌ１と第２の反応液Ｌ２との混合液の径方向（水平方向）への分散性が高い。このような撹拌翼Ｗａを備える晶析装置４ｂを用いることでも、撹拌翼Ｗを備える晶析装置４ａと同様の効果を奏することができる。なお、円盤部８に中心軸Ｏ１方向に貫通する不図示の複数の孔９が設けられていても良い。このような、複数の孔９は、混合液の一部を複数の孔９を介して攪拌翼Ｗの下側と上側とを流通可能とすることで、攪拌翼Ｗにかかる動力的な負荷を低減する効果があるが、複数の孔９を通過した混合液は攪拌翼Ｗ廻りの反応場を通過せずに反応場をショートパスしてしまうため、複数の孔９を設けない場合に比べ、均一で微細な粒子を製造する効果は低下する。従って、目的の粒子品質と所要動力を鑑みて、孔９の適用を選択することができる。

このような晶析装置４ｂを含む第２の変形例に係る晶析システム１０Ａ２によれば、晶析装置４ｂにおける反応生成物の粒子径、粒度分布、真球度などの粒子品質に影響を与える剪断力、第１の反応液Ｌ１の循環量、スラリの滞留時間を個別に調整することができ、より一層、粒子品質の制御性能を向上することができる。

＜第１実施形態の第３の変形例＞
以下、第１実施形態に係る晶析システム１０Ａの第３の変形例に係る晶析システム１０Ａ３を、図６を参照して説明する。
第３の変形例の晶析装置４ｃでは、第２の変形例における撹拌翼Ｗａが撹拌翼Ｗｂである点に相違がある。以下の説明では、撹拌翼Ｗａとの相違点のみ説明し、重複している箇所の説明は省略する。
撹拌翼Ｗｂは、撹拌翼Ｗａにおける円盤部８より上側の円筒部２において、径方向に貫通する複数の孔ｈが閉塞されているとともに、円筒部８の内周面２ｉに外縁部が固定される第２円盤部１５が円筒部２の上端部に設けられている。第２円盤部１５は円盤状の部材であり、その平面視の中心に回転軸３が貫通する孔を有する。回転軸３が貫通する孔を除き、中心軸Ｏ１方向に第２円盤部１５を貫通する孔はない。従って、第２円盤部１５の内側に第１の反応液Ｌ１、第２の反応液Ｌ２、及びその混合液が入り込むことはない。
このような撹拌翼Ｗｂでは、円盤部８より上側の円筒部２に径方向に貫通する複数の孔ｈが設けられておらず、また、円筒部８の内周面２ｉに外縁部が固定される第２円盤部１５が円筒部２の上端部に設けられている。そのため、撹拌翼Ｗｂが回転する際の撹拌翼Ｗｂの抵抗力が低減され、撹拌翼Ｗａよりも少ない動力で撹拌翼Ｗｂを運転することができる。

このような晶析装置４ｃを含む第３の変形例に係る晶析システム１０Ａ３によれば、晶析装置４ｃにおける反応生成物の粒子径、粒度分布、真球度などの粒子品質に影響を与える剪断力、第１の反応液Ｌ１の循環量、スラリの滞留時間を個別に調整することができ、より一層、粒子品質の制御性能を向上することができる。

＜第１実施形態の補足説明＞
ここで、図１～図３に戻って、第１～第３の実施形態の撹拌翼Ｗｃを詳細に説明する。
第１実施形態における晶析装置４では、図４に示される、第１の変形例の晶析装置４ａの撹拌翼Ｗが撹拌翼Ｗｃである点に相違がある。以下の説明では、撹拌翼Ｗとの相違点のみ説明し、重複している箇所の説明は省略する。
撹拌翼Ｗｃは、図１に示されるように、撹拌翼Ｗにおける円盤部８より上側の円筒部２において、径方向に貫通する複数の孔ｈが閉塞されているとともに、円筒部８の内周面２ｉに外縁部が固定される第２円盤部１５が円筒部２の上端部に設けられている。第２円盤部１５は円盤状の部材であり、その平面視の中心に回転軸３が貫通する孔を有する。回転軸３が貫通する孔を除き、中心軸Ｏ１方向に第２円盤部１５を貫通する孔はない。従って、第２円盤部１５の内側に第１の反応液Ｌ１、第２の反応液Ｌ２、及びその混合液が入り込むことはない。
このような撹拌翼Ｗｃでは、円盤部８より上側の円筒部２に径方向に貫通する複数の孔ｈが設けられておらず、また、円筒部８の内周面２ｉに外縁部が固定される第２円盤部１５が円筒部２の上端部に設けられているので、撹拌翼Ｗｃが回転する際の撹拌翼Ｗｃの抵抗力が低減される。そのため、撹拌翼Ｗよりも少ない動力で撹拌翼Ｗｃを運転することができる。

このような晶析装置４を含む第１実施形態に係る晶析システム１０Ａによれば、晶析装置４における反応生成物の粒子径、粒度分布、真球度などの粒子品質に影響を与える剪断力、第１の反応液Ｌ１の循環量、スラリの滞留時間を個別に調整することができ、より一層、粒子品質の制御性能を向上することができる。

＜第１実施形態の第４の変形例＞
以下、第１実施形態に係る晶析システム１０Ａの第４の変形例に係る晶析システム１０Ａ４を、図７を参照して説明する。
第４の変形例の晶析装置４ｄでは、第１の変形例の晶析装置４ａの撹拌翼Ｗが撹拌翼Ｗｄである点に相違がある。以下の説明では、撹拌翼Ｗとの相違点のみ説明し、重複している箇所の説明は省略する。
撹拌翼Ｗｄは、図７に示されるように、円盤部８が円筒部２の上端部に設けられている点において撹拌翼Ｗと異なっている。また、円筒部２の高さが撹拌翼Ｗの円筒部２の高さの半分程度である。このような撹拌翼Ｗｄを備える晶析装置４ｄを用いることでも、撹拌翼Ｗを備える晶析装置４と同様の効果を奏することができる。また、円盤部８よりも上方に円筒部２が設けられていないため、撹拌翼Ｗｄを撹拌翼Ｗよりも軽量とすることができる。また撹拌翼Ｗｄを簡易な構造とすることができるので、撹拌翼Ｗよりも少ない動力で撹拌翼Ｗｄを運転することができ、晶析装置４の省エネ化と、撹拌翼Ｗｄの製造の容易化が期待できる。さらに、円筒部２の高さが短く抑えられているため、晶析装置４ｄを小型化することができる。なお、円盤部８に中心軸Ｏ１方向に貫通する不図示の複数の孔９が設けられていても良い。その場合、撹拌翼Ｗａの円盤部８に中心軸Ｏ１方向に貫通する複数の孔９が設けられている場合と同様の効果が期待できる。

このような晶析装置４ｄを含む第４の変形例に係る晶析システム１０Ａ４によれば、晶析装置４ｄにおける反応生成物の粒子径、粒度分布、真球度などの粒子品質に影響を与える剪断力、第１の反応液Ｌ１の循環量、スラリの滞留時間を個別に調整することができ、より一層、粒子品質の制御性能を向上することができる。

＜第１実施形態の第５の変形例＞
以下、第１実施形態に係る晶析システム１０Ａの第５の変形例に係る晶析システム１０Ａ５を、図８を参照して説明する。
第５の変形例の晶析装置４ｅでは、第１の変形例の晶析装置４ａの撹拌翼Ｗが撹拌翼Ｗｅである点に相違がある。以下の説明では、主に撹拌翼Ｗとの相違点のみ説明し、重複している箇所の説明は省略する。
撹拌翼Ｗｅは、図８に示されるように、円柱状の円柱部２０と、円柱部２０の上端部に円柱部２０と同心状に設けられる円盤基部１８と、円盤基部１８の平面視の中心から中心軸Ｏ１に沿って上方に延びる回転軸３と、円柱部２０の径方向外側に円柱部２０と同心状に設けられる円筒状の多孔板１８Ｐと、を備えている。多孔板１８Ｐには多孔板１８Ｐを径方向に貫通する複数の孔１８ｈが設けられており、第１の反応液Ｌ１と第２の反応液Ｌ２と、その混合液は、複数の孔１８ｈを流通可能である。多孔板１８Ｐは、円盤基部１８の外縁から下方に延びている。回転軸３と円盤基部１８と円柱部２０とのそれぞれの内部に設けられる管路Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を第２の反応液が流通可能である。管路Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３はそれぞれ連通している。管路Ｐ２は、管路Ｐ１の下端部から中心軸Ｏ１を中心に放射状に径方向外側に向かって延びている。管路Ｐ３は、管路Ｐ２の径方向外側の端部から中心軸Ｏ１に沿って下方に延びている。管路Ｐ２と管路Ｐ３は円柱部２０の内部に形成されている。円柱部２０の外周面２０ｏに上下方向に間隔を空けて複数の給液部５０ｂが設けられている。撹拌翼Ｗｅが回転すると、回転軸３と円盤基部１８と円柱部２０と多孔板１８Ｐとが一体に回転する。
このような撹拌翼Ｗｅでは、円柱部２０の外周面２０ｏに上下方向に間隔を空けて設けられた複数の給液部５０ｂから第２の反応液Ｌ２が反応槽１内に供給され、反応槽１内の第１の反応液Ｌ１と混合し反応しながら、多孔板１８Ｐの複数の孔１８ｈを流通する。そのため、第１の反応液Ｌ１と第２の反応液Ｌ２とを、より均一に混合することができる。
多孔板１８Ｐの複数の孔１８ｈを通過した混合液は、反応槽１の内周１ｉに衝突し、その後、反応槽１の内周面１ｉに沿って上下方向に移動する。下方に移動した混合液は、撹拌翼Ｗｅの回転により生じる遠心力に起因する径方向外側に向かう流れに引き寄せられて再び撹拌翼Ｗｅの多孔板１８Ｐの複数の孔１８ｈを通って反応槽１の内周面１ｉに衝突し、その後、反応槽１の内周面１ｉに沿って上下方向に移動することで対流が生まれる。ここで、複数の孔１８ｈを混合液が通過する際、絞り流路の効果により、混合液は径方向外側に加速されるので、混合液の径方向外向きの流速は、複数の孔１８ｈ近傍で最も高い。さらに、５ｍ／秒以上５０ｍ／秒以下の周速で回転する撹拌翼Ｗｅの円柱部２０の外周面２０ｏ及び多孔板１８Ｐの内外周面と、固定されている反応槽１の内周面１ｉとの間に存在する混合液には、周方向に剪断力が与えられる。混合液に与えられる剪断力は撹拌翼Ｗｅの円柱部２０の外周面２ｏと多孔板１８Ｐの内外周面に近ければ近い程大きい。混合液に与えられる剪断力は、得られる粒子の粒子径と均一性を決定する大きな要因となる。特に与えられる剪断力が大きければ大きい程、微細な粒子径を持つ粒子を得ることができる。撹拌翼Ｗｅを用いた場合、撹拌翼Ｗを用いる場合よりも、剪断力の影響をより多くの箇所に与えることができるため、均一で微細な粒子を製造することができる。
給液部５０ｂから供給される第２の反応液Ｌ２は、剪断力の最も高い撹拌翼Ｗｅの内外周、即ち、円柱部２０の外周面２０ｏ及び多孔板１８Ｐの内外周面から至近距離、例えば２ｍｍ以内、の範囲に供給することができる。
図８の例では、給液部５０ｂが、円柱部２０の上下方向に４個設けられているが、給液部５０ｂの個数は図８の例に限定されず、反応槽１のサイズに応じて増減しても良い。

このような晶析装置４ｅを含む第５の変形例に係る晶析システム１０Ａ５によれば、晶析装置４ｅにおける反応生成物の粒子径、粒度分布、真球度などの粒子品質に影響を与える剪断力、第１の反応液Ｌ１の循環量、スラリの滞留時間を個別に調整することができ、より一層、粒子品質の制御性能を向上することができる。

＜第１実施形態の第６の変形例＞
以下、第１実施形態に係る晶析システム１０Ａの第６の変形例に係る晶析システム１０Ａ６を、図９を参照して説明する。
第６の変形例の晶析装置４ｆでは、第１の変形例の晶析装置４ａの撹拌翼Ｗが撹拌翼Ｗｆである点に相違がある。以下の説明では、主に撹拌翼Ｗとの相違点のみ説明し、重複している箇所の説明は省略する。
撹拌翼Ｗｆは、図９に示されるように、円柱状の円柱部２０と、円柱部２０の平面視の中心から中心軸Ｏ１に沿って上方に延びる回転軸３と、円柱部２０の径方向外側に円柱部２０と同心状に設けられる円筒状の多孔板１８Ｐと、を備えている。多孔板１８Ｐには多孔板１８Ｐを径方向に貫通する複数の孔１８ｈが設けられており、第１の反応液Ｌ１と第２の反応液Ｌ２と、その混合液は、複数の孔１８ｈを流通可能である。多孔板１８Ｐは、円柱部２０の外周面２ｏから径方向外側に延びる接続棒１１に固定されている。回転軸３と円柱部２０のそれぞれの内部に設けられる管路Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を第２の反応液が流通可能である。管路Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３はそれぞれ連通している。管路Ｐ２は、管路Ｐ１の下端部から中心軸Ｏ１を中心に放射状に径方向外側に向かって延びている。管路Ｐ３は、管路Ｐ２の径方向外側の端部から中心軸Ｏ１に沿って下方に延びている。管路Ｐ２と管路Ｐ３は円柱部２０の内部に形成されている。円柱部２０の外周面２０ｏに上下方向に間隔を空けて複数の給液部５０ｂが設けられている。撹拌翼Ｗｆが回転すると、回転軸３と円柱部２０と接続棒１１と多孔板１８Ｐとが一体に回転する。接続棒１１は、円柱部２０の周方向に等間隔を空けて複数設けられている。接続棒１１は２個以上設けられていることが好ましい。接続棒１１は円柱部２０の高さの概ね半分の位置に設けられているが、この例に限定されず、円柱部２０の高さの概ね半分より上側か下側に設けられていても良い。
このような撹拌翼Ｗｆでは、円柱部２０の外周面２０ｏに上下方向に間隔を空けて設けられた複数の給液部５０ｂから第２の反応液Ｌ２が反応槽１内に供給され、反応槽１内の第１の反応液Ｌ１と混合し反応しながら、多孔板１８Ｐの複数の孔１８ｈを流通する。そのため、第１の反応液Ｌ１と第２の反応液Ｌ２とを、より均一に混合することができる。
多孔板１８Ｐの複数の孔１８ｈを通過した混合液は、反応槽１の内周１ｉに衝突し、その後、反応槽１の内周面１ｉに沿って上下方向に移動する。上下方向に移動した混合液は、撹拌翼Ｗｆの回転により生じる遠心力に起因する径方向外側に向かう流れに引き寄せられて再び撹拌翼Ｗｆの多孔板１８Ｐの複数の孔１８ｈを通って反応槽１の内周面１ｉに衝突し、その後、反応槽１の内周面１ｉに沿って上下方向に移動することで対流が生まれる。ここで、複数の孔１８ｈを混合液が通過する際、絞り流路の効果により、混合液は径方向外側に加速されるので、混合液の径方向外向きの流速は、複数の孔１８ｈ近傍で最も高い。さらに、５ｍ／秒以上５０ｍ／秒以下の周速で回転する撹拌翼Ｗｆの円柱部２０の外周面２０ｏ及び多孔板１８Ｐの内外周面と、固定されている反応槽１の内周面１ｉとの間に存在する混合液には、周方向に剪断力が与えられる。混合液に与えられる剪断力は撹拌翼Ｗｆの円柱部２０の外周面２ｏと多孔板１８Ｐの内外周面に近ければ近い程大きい。混合液に与えられる剪断力は、得られる粒子の粒子径と均一性を決定する大きな要因となる。特に与えられる剪断力が大きければ大きい程、微細な粒子径を持つ粒子を得ることができる。撹拌翼Ｗｆを用いた場合、剪断力の影響をより多くの箇所に与えることができるため、均一で微細な粒子を製造することができる。
給液部５０ｂから供給される第２の反応液Ｌ２は、剪断力の最も高い撹拌翼Ｗｆの内外周、即ち、円柱部２０の外周面２０ｏ及び多孔板１８Ｐの内外周面から至近距離、例えば２ｍｍ以内、の範囲に供給することができる。
図９の例では、給液部５０ｂが、円柱部２０の上下方向に４個設けられているが、給液部５０ｂの個数は図１０の例に限定されず、反応槽１のサイズに応じて増減しても良い。

このような晶析装置４ｆを含む第６の変形例に係る晶析システム１０Ａ６によれば、晶析装置４ｆにおける反応生成物の粒子径、粒度分布、真球度などの粒子品質に影響を与える剪断力、第１の反応液Ｌ１の循環量、スラリの滞留時間を個別に調整することができ、より一層、粒子品質の制御性能を向上することができる。

＜第１実施形態の第７の変形例＞
以下、第１実施形態に係る晶析システム１０Ａの第７の変形例に係る晶析システム１０Ａ７を、図１０を参照して説明する。
第７の変形例の晶析装置４ｇでは、第５の変形例の晶析装置４ｅの撹拌翼Ｗｅが撹拌翼Ｗｇである点に相違がある。以下の説明では、撹拌翼Ｗｅとの相違点のみ説明し、重複している箇所の説明は省略する。
撹拌翼Ｗｇは、図１０に示されるように、第５の変形例の撹拌翼Ｗｅよりも、円柱部２の外周面２０ｏと多孔板１８Ｐの内周面との間隔が広い。また、撹拌翼Ｗｅにおける、径方向外側に開口する給液部５０ｂから、さらに径方向外側に延びる延長管１２が設けられており、延長管１２の先端が給液部５０ｂとされている。
このような撹拌翼Ｗｇによれば、円柱部２０の外周面２０ｏと多孔板１８Ｐの内周面との間隔を広くすることができるので、円柱部２０と多孔板１８Ｐとの間に、第１の反応液Ｌ１と、第２の反応液Ｌ２と、これらの混合液と、が流入し易くなる。そのため、反応液の循環を促進させることができるので、均一で微細な粒子を製造することができる。また、給液部５０ｂから供給される第２の反応液Ｌ２は、剪断力の最も高い撹拌翼Ｗｇの内外周、即ち、多孔板１８Ｐの内外周面から至近距離、例えば２ｍｍ以内、の範囲に供給することができる。

このような晶析装置４ｇを含む第７の変形例に係る晶析システム１０Ａ７によれば、晶析装置４ｇにおける反応生成物の粒子径、粒度分布、真球度などの粒子品質に影響を与える剪断力、第１の反応液Ｌ１の循環量、スラリの滞留時間を個別に調整することができ、より一層、粒子品質の制御性能を向上することができる。

＜第１実施形態の第８の変形例＞
以下、第１実施形態に係る晶析システム１０Ａの第８の変形例に係る晶析システム１０Ａ８を、図１１を参照して説明する。
第８の変形例の晶析装置４ｈでは、第６の変形例の晶析装置４ｆの撹拌翼Ｗｆが撹拌翼Ｗｈである点に相違がある。以下の説明では、撹拌翼Ｗｆとの相違点のみ説明し、重複している箇所の説明は省略する。
撹拌翼Ｗｈは、図１１に示されるように、第８の変形例の撹拌翼Ｗｆよりも、円柱部２０の外周面２０ｏと多孔板１８Ｐとの間隔が広い。また、撹拌翼Ｗｆにおける、径方向外側に開口する給液部５０ｂから、さらに径方向外側に延びる延長管１２が設けられており、延長管１２の先端が給液部５０ｂとされている。
このような撹拌翼Ｗｈによれば、円柱部２０の外周面２０ｏと多孔板１８Ｐの内周面との間隔を広くすることができるので、円柱部２０と多孔板１８Ｐとの間に、第１の反応液Ｌ１と、第２の反応液Ｌ２と、これらの混合液と、が流入し易くなる。そのため、反応液の循環を促進させることができるので、均一で微細な粒子を製造することができる。また、給液部５０ｂから供給される第２の反応液Ｌ２は、剪断力の最も高い撹拌翼Ｗｇの内外周、即ち、多孔板１８Ｐの内外周面から至近距離、例えば２ｍｍ以内、の範囲に供給することができる。

このような晶析装置４ｈを含む第８の変形例に係る晶析システム１０Ａ８によれば、晶析装置４ｈにおける反応生成物の粒子径、粒度分布、真球度などの粒子品質に影響を与える剪断力、第１の反応液Ｌ１の循環量、スラリの滞留時間を個別に調整することができ、より一層、粒子品質の制御性能を向上することができる。

上記の変形例のうち、給液部５ｂが下方に開口している、第１実施形態に係る晶析装置４の撹拌翼Ｗｃ、第１の変形例に係る晶析装置４ａの撹拌翼Ｗ、及び、第４の変形例に係る晶析装置４ｄの撹拌翼Ｗｄでは、第１の反応液Ｌ１と第２の反応液Ｌ２とを、より均一に混合することができる。

＜晶析方法＞
なお、上記実施形態と変形例に記載される晶析システムを使用することで粒子を生成することを、晶析方法として見なすことができる。

例えば、第１実施形態の晶析システム１０Ａは、複数の原料溶液を混合して前記複数の前記原料溶液の中の原料に由来する粒子を晶析装置４で成長させる晶析ステップと、晶析装置４の排出口６から排出される粒子を含むスラリＤ１を、蛇行形状をなす屈曲部Ｐｐを有する循環管路Ｐｏを流動させることで晶析装置４の導入口５ａまで循環させる循環ステップと、を含む晶析方法と見なすことができる。このような晶析方法によれば、第１実施形態の晶析装置システム１０Ａと同様の効果を得ることができる。

さらに、第１実施形態の晶析システム１０Ａは、晶析システム１０Ａにおいて、循環管路Ｐｏの内径が一定である晶析方法と見なすことができる。このような晶析方法によれば、第１実施形態の晶析システム１０Ａと同様の効果を得ることができる。

さらに、第２実施形態の晶析システム１０Ｂは、晶析システム１０Ａにおいて、屈曲部Ｐｐが複数設けられている晶析方法と見なすことができる。このような晶析方法によれば、第２実施形態の晶析システム１０Ｂと同様の効果を得ることができる。

さらに、第３実施形態の晶析システム１０Ｃは、晶析システム１０Ａにおいて、屈曲部Ｐｐの少なくとも一部が温度調節槽の中に設けられている晶析方法と見なすことができる。このような晶析方法によれば、第３実施形態の晶析システム１０Ｃと同様の効果を得ることができる。

さらに、第１実施形態の晶析システム１０Ａは、屈曲部Ｐｐが、分離可能な、複数の直管部と複数の曲管部Ｃと、から構成されている晶析方法と見なすことができる。このような晶析方法によれば、第１実施形態の晶析システム１０Ａと同様の効果を得ることができる。

さらに、第１実施形態の晶析システム１０Ａの第１の変形例に係る晶析システム１０Ａ１は、晶析システム１０Ａにおいて、晶析装置４ａが、径方向に貫通する複数の孔ｈを備えるとともに中心軸Ｏ１回りに回転する撹拌翼Ｗと、この撹拌翼Ｗを同心状に内部に収容する有底円筒状の反応槽１と、この反応槽１の内部に第１の反応液Ｌ１を供給する導入口５ａと、撹拌翼Ｗに設けられるとともに第２の反応液Ｌ２を供給可能な給液部５ｂと、を備え、第１の反応液Ｌ１を導入口５ａから反応槽１に供給する第１給液ステップと、第２の反応液Ｌ２を給液部から反応槽１に供給する第２給液ステップと、を備える晶析方法と見なすことができる。このような晶析方法によれば、第１実施形態の晶析システム１０Ａの第１の変形例に係る晶析システム１０Ａ１と同様の効果を得ることができる。

さらに、第１実施形態の晶析システム１０Ａの第１の変形例に係る晶析システム１０Ａ１は、晶析システム１０Ａ１において、撹拌翼Ｗが、円筒状の円筒部２と、円筒部２の内周面に外縁部が固定される円盤状の円盤部８と、円盤部８の平面視の中心から中心軸Ｏ１に沿って上方に延びる回転軸３と、をさらに備え、円盤部８と回転軸Ｏ１との内部を第２の反応液Ｌ２が流通可能であり、第２給液ステップでは円盤部８の外縁部から下方に向けて第２の反応液Ｌ２を供給する晶析方法と見なすことができる。このような晶析方法によれば、第１実施形態の晶析システム１０Ａの第１の変形例に係る晶析システム１０Ａ１と同様の効果を得ることができる。

さらに、第１実施形態の晶析システム１０Ａの第２の変形例に係る晶析システム１０Ａ２は、第１実施形態の晶析システム１０Ａの第１の変形例に係る晶析システム１０Ａ１において、撹拌翼Ｗは、円筒状の円筒部２と、円筒部２の内周面２ｉに外縁部が固定される円盤状の円盤部８と、円盤部８の平面視の中心から中心軸に沿って上方に延びる回転軸Ｏ１と、をさらに備え、円盤部８と回転軸Ｏ１との内部を第２の反応液Ｌ２が流通可能であり、第２給液ステップでは円盤部８の外縁部から円筒部２を貫通して径方向外側に向けて第２の反応液Ｌ２を供給する晶析方法と見なすことができる。このような晶析方法によれば、第１実施形態の晶析システム１０Ａの第２の変形例に係る晶析システム１０Ａ２と同様の効果を得ることができる。

さらに、第１実施形態の晶析システム１０Ａ、及び第１実施形態の晶析システム１０Ａの第３の変形例に係る晶析システム１０Ａ３は、第１実施形態の晶析システム１０Ａの第１の変形例の晶析システム１０Ａ１の撹拌翼Ｗ、及び第１実施形態の晶析システム１０Ａの第２の変形例の晶析システム１０Ａ２の撹拌翼Ｗａにおいて、円盤部８より上側の円筒部２において、径方向に貫通する複数の孔ｈが閉塞されているとともに、円筒部２の内周面に外縁部が固定される円盤状の第２円盤部１５が円筒部２の上端部に設けられている晶析方法と見なすことができる。このような晶析方法によれば、第１実施形態の晶析システム１０Ａ、及び第１実施形態の晶析システム１０Ａの第３の変形例に係る晶析システム１０Ａ３と同様の効果を得ることができる。

さらに、第１実施形態の晶析システム１０Ａの第４の変形例に係る晶析システム１０Ａ４は、第１実施形態の晶析システム１０Ａの第１の変形例の晶析システム１０Ａ１の撹拌翼Ｗにおいて、円盤部８が撹拌翼Ｗの上端部に設けられる晶析方法と見なすことができる。このような晶析方法によれば、第１実施形態の晶析システム１０Ａの第４の変形例に係る晶析システム１０Ａ４と同様の効果を得ることができる。

さらに、第１実施形態の晶析システム１０Ａの第５の変形例に係る晶析システム１０Ａ５は、第１実施形態の晶析システム１０Ａの第１の変形例に係る晶析システム１０Ａ１において、撹拌翼Ｗが、円柱状の円柱部２０と、円柱部２０の上端部に前記円柱部と同心状に設けられる円盤基部１８と、円盤基部１８の平面視の中心から中心軸Ｏ１に沿って上方に延びる回転軸３と、円柱部２０の径方向外側に円柱部２０と同心状に設けられる円筒状の多孔板１８Ｐと、を備え、多孔板１８Ｐは、円盤基部１８の外縁から下方に延びており、回転軸Ｏ１と円盤基部１８と円柱部２０との内部を第２の反応液Ｌ２が流通可能であり、第２給液ステップでは、円柱部２０の外周面２０ｏに上下方向に間隔を空けて設けられた複数の給液部５０ｂから径方向外側に向けて第２の反応液Ｌ２を供給する晶析方法と見なすことができる。このような晶析方法によれば、第１実施形態の晶析システム１０Ａの第５の変形例に係る晶析システム１０Ａ４と同様の効果を得ることができる。

さらに、第１実施形態の晶析システム１０Ａの第６の変形例に係る晶析システム１０Ａ６は、第１実施形態の晶析システム１０Ａの第１の変形例に係る晶析システム１０Ａ１において、撹拌翼Ｗが、円柱状の円柱部２０と、円柱部２０の平面視の中心から中心軸Ｏ１に沿って上方に延びる回転軸３と、円柱部２０の径方向外側に円柱部２０と同心状に設けられる円筒状の多孔板１８Ｐと、を備え、多孔板１８Ｐは、円柱部２０の外周面２０ｏから径方向外側に延びる接続棒１１に固定されており、回転軸Ｏ１と円柱部２０との内部を第２の反応液Ｌ２が流通可能であり、第２給液ステップでは、円柱部２０の外周面２０ｏに上下方向に間隔を空けて設けられた複数の給液部５０ｂから径方向外側に向けて第２の反応液Ｌ２を供給する晶析方法と見なすことができる。このような晶析方法によれば、第１実施形態の晶析システム１０Ａの第６の変形例に係る晶析システム１０Ａ６と同様の効果を得ることができる。

さらに、第１実施形態の晶析システム１０Ａの第７の変形例に係る晶析システム１０Ａ７は、第１実施形態の晶析システム１０Ａの第５の変形例に係る晶析システム１０Ａ５、又は第１実施形態の晶析システム１０Ａの第６の変形例に係る晶析システム１０Ａ６において、複数の給液部５０ｂから径方向外側に向かって延びる延長管１２が設けられ、第２給液ステップでは、延長管１２の先端から第２の反応液Ｌ２を供給する晶析方法と見なすことができる。このような晶析方法によれば、第１実施形態の晶析システム１０Ａの第７の変形例に係る晶析システム１０Ａ７及び第８の変形例に係る晶析システム１０Ａ８と同様の効果を得ることができる。

以上、この発明の実施形態とその変形例について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態とその変形例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等や実施形態と変形例の相互の組み合わせも含まれる。

例えば、上記実施形態では、第１の反応液Ｌ１と第２の反応液Ｌ２との２種類の反応液を混合させて生成物を得たが、３種類以上の反応液を混合させても良い。

１ 反応槽
２ 円筒部
３ 回転軸
４ 晶析装置
５ａ 導入口
５ｂ 給液部
６ 排出口
８ 円盤部
９、ｈ 孔
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ａ１、１０Ａ２、１０Ａ３、１０Ａ４、１０Ａ５、１０Ａ６、１０Ａ７、１０Ａ８ 晶析システム
２２、２３、２４ 配管
３０ 循環ポンプ
３１ 第２循環ポンプ
Ｐｏ 循環管路
Ｐｐ 屈曲部
Ｐｏ１、Ｐｏ２、Ｐｏ３、Ｐｏ４、Ｐｏ５、Ｐｏ６ 直管部
Ｃ、Ｃ_１、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃ_４、Ｃ_５ 曲管部
Ｗ、Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ、Ｗｄ、Ｗｅ、Ｗｆ、Ｗｇ、Ｗｈ 撹拌翼

Claims (10)

1. 複数の原料溶液を混合して前記複数の前記原料溶液の中の原料に由来する粒子を生成させる晶析装置と、
   前記晶析装置の排出口から排出される前記粒子を含むスラリを流動させ前記晶析装置の導入口から前記晶析装置内に前記スラリを循環させる循環管路と、
   前記スラリを前記晶析装置と前記循環管路との間で循環させる循環ポンプと、を備え、
   前記循環管路は、蛇行形状をなす屈曲部を有することを特徴とする晶析システム。
2. 前記循環管路の内径が一定であることを特徴とする請求項１に記載の晶析システム。
3. 前記屈曲部が複数設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の晶析システム。
4. 前記屈曲部の少なくとも一部が温度調節槽の中に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の晶析システム。
5. 前記屈曲部が、分離可能な、複数の直管部と複数の曲管部と、から構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の晶析システム。
6. 前記晶析装置は、径方向に貫通する複数の孔を備えるとともに中心軸の回りに回転可能な撹拌翼と、
   前記撹拌翼を同心状に内部に収容可能な有底円筒状の反応槽と、
   前記反応槽に設けられるとともに前記反応槽の内部に第１の反応液を供給可能な導入口と、
   前記撹拌翼に設けられるとともに前記反応槽の内部に第２の反応液を供給可能な給液部と、
   を備えることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の晶析システム。
7. 前記撹拌翼は、円筒状の円筒部と、前記円筒部の内周面に外縁部が固定される円盤状の円盤部と、前記円盤部の平面視の中心から前記中心軸に沿って上方に延びる回転軸と、を備え、
   前記円盤部と前記回転軸との内部を前記第２の反応液が流通可能であり、
   前記円盤部の前記外縁部に前記給液部が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の晶析システム。
8. 前記給液部は下方に向けて開口していることを特徴とする請求項７に記載の晶析システム。
9. 前記給液部は径方向外側に向けて開口し前記円筒部を貫通していることを特徴とする請求項７に記載の晶析システム。
10. 複数の原料溶液を混合して前記複数の前記原料溶液の中の原料に由来する粒子を晶析装置で成長させる晶析ステップと、
    前記晶析装置の排出口から排出される前記粒子を含むスラリを、蛇行形状をなす屈曲部を有する循環管路を流動させることで前記晶析装置の導入口まで循環させる循環ステップと、を含む晶析方法。

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