JPWO2007034825A1

JPWO2007034825A1 - Solid-liquid separation method and solid-liquid separation apparatus

Info

Publication number: JPWO2007034825A1
Application number: JP2007536521A
Authority: JP
Inventors: 元治木下; 誠勝井; 英城村田
Original assignee: KYOUWA HAKKO BIO CO.,LTD
Current assignee: KYOUWA HAKKO BIO CO.,LTD
Priority date: 2005-09-22
Filing date: 2006-09-20
Publication date: 2009-03-26
Also published as: TW200716246A; WO2007034825A1

Abstract

本発明は、固液分離効率の高い固液分離方法および固液分離装置を提供する。より詳しくは、本発明は、固液分離によって液体および固体を含むスラリーから液体を脱液する工程において、液体の脱液状態を感知して、固液分離を終了させる時期を決定することを特徴とする固液分離方法と、固液分離によって液体および固体を含むスラリーから液体を脱液する手段、および液体の脱液状態を感知する手段を含む固液分離装置とを提供する。The present invention provides a solid-liquid separation method and a solid-liquid separation apparatus with high solid-liquid separation efficiency. More specifically, the present invention is characterized in that, in the step of removing liquid from a slurry containing liquid and solid by solid-liquid separation, the liquid removal state of the liquid is sensed and the timing for ending solid-liquid separation is determined. And a solid-liquid separation device including a means for removing liquid from a slurry containing liquid and solid by solid-liquid separation, and a means for sensing a liquid removal state.

Description

本発明は、液体および固体を含むスラリーから高純度の固体を得るための固液分離方法および固液分離装置に関する。 The present invention relates to a solid-liquid separation method and a solid-liquid separation apparatus for obtaining a high-purity solid from a slurry containing a liquid and a solid.

アミノ酸やペプチド等の天然物や合成物等の成分を含有する溶液から目的の成分を単離精製する方法として、例えば、濃縮晶析等による結晶化が行われている。このような結晶化の過程で母液および結晶を含むスラリーが得られ、このスラリーから固液分離によって結晶を回収する。 As a method for isolating and purifying a target component from a solution containing components such as natural products and synthetic products such as amino acids and peptides, crystallization by, for example, concentrated crystallization is performed. In such a crystallization process, a slurry containing a mother liquor and crystals is obtained, and crystals are recovered from the slurry by solid-liquid separation.

固液分離の方法の一つに遠心ろ過が知られている。遠心ろ過には、バスケット型の遠心ろ過装置が広く使用されている。スラリーの遠心ろ過の際に、充分に母液が脱液されず、結晶に付着して残ると、製品純度の低下を引き起こすことになる。そこで、その付着した母液を洗い流すことを目的として、結晶洗浄が行なわれる。 Centrifugal filtration is known as one of solid-liquid separation methods. For centrifugal filtration, basket-type centrifugal filtration devices are widely used. When the slurry is subjected to centrifugal filtration, if the mother liquor is not sufficiently drained and remains attached to the crystals, the purity of the product is lowered. Therefore, crystal cleaning is performed for the purpose of washing away the adhered mother liquor.

図１を参照して、一般的なバスケット型遠心ろ過装置を用いた従来の結晶分離および結晶洗浄の工程を説明する。
一般的なバスケット型遠心ろ過装置は、全てタイマーで工程移行するようにプログラムが組まれており、スラリー給液後、一定時間母液を脱液し、固体である結晶と液体である母液を分離する。その後、結晶洗浄工程に移行する際には、遠心ろ過装置に取り付けられた洗浄ノズルから、洗浄液として、水あるいはメタノール等の有機溶媒を結晶表面に噴霧することで、付着している母液を洗い流すようになっている。洗浄もタイマーで稼動し、一定時間経過すると洗浄を終了する。その後、一定時間洗浄液を脱液する。場合によっては、洗浄および脱液を数回繰り返し、最後に所定時間脱液して、結晶洗浄を完了する。A conventional crystal separation and crystal washing process using a general basket type centrifugal filtration device will be described with reference to FIG.
A general basket-type centrifugal filtration device is programmed so that all processes are transferred by a timer, and after supplying the slurry, the mother liquor is removed for a certain period of time to separate the solid crystals and the liquid mother liquor. . After that, when moving to the crystal washing step, the attached mother liquor is washed away by spraying water or an organic solvent such as methanol onto the crystal surface as a washing liquid from the washing nozzle attached to the centrifugal filtration device. It has become. Cleaning is also performed by a timer, and cleaning is terminated after a certain period of time. Thereafter, the washing solution is drained for a certain time. In some cases, washing and draining are repeated several times, and finally the liquid is drained for a predetermined time to complete the crystal washing.

遠心ろ過において、結晶形の大きさが母液または洗浄液の脱液性に大きく影響する。しかし、従来の結晶分離および結晶洗浄方法では、上記のように、全てタイマーで工程移行するため、結晶形の変化に対応できずに、どのような結晶サイズでも、全て同じ設定時間で工程移行することになる。
そのため、結晶が小さく、母液の脱液性が非常に悪い場合は、母液が充分に脱液されないまま結晶分離工程が終了してしまい、乾燥や洗浄などの次工程に悪影響を及ぼし、純度が低下した結晶を取得することになる。結晶が大きく、母液の脱液性が非常に良い場合は、母液が脱液されているにもかかわらず遠心操作が続行され、無駄に時間を使っていることになる。In centrifugal filtration, the size of the crystal form greatly affects the drainage of the mother liquor or cleaning solution. However, in the conventional crystal separation and crystal cleaning methods, as described above, since all processes are transferred by a timer, it is not possible to cope with a change in crystal form, and all processes are transferred at the same set time regardless of the crystal size. It will be.
For this reason, if the crystals are small and the mother liquor is very poor in liquid removal, the crystal separation process ends without the mother liquor being sufficiently drained, adversely affecting the next process such as drying and washing, and the purity decreases. Will get the crystal. If the crystals are large and the mother liquor is very good, the centrifugal operation is continued even though the mother liquor has been drained, and time is wasted.

また、結晶洗浄を行う際の洗浄効率を考えた場合、一般的に、洗浄液がピストンフローで母液を押し出すことが、最も効率の良い洗浄法であると考えられている。したがって、結晶表面の母液が脱液される寸前で洗浄工程に移行する必要がある。しかし、上記のように母液の脱液性が非常に良い場合、早い段階で母液が脱液され、残りの時間は高速回転による影響で付着している母液が乾燥し、母液に含まれる塩類が析出してしまい、結晶の純度を低下させるおそれがある。
一方、母液がまだ脱液されていない状態で洗浄工程に移行すると、多量の母液と洗浄液が混ざってしまい、洗浄効率が低下し、結晶の純度を低下させるおそれがある。
そこで、母液の脱液状態を感知し、理想的な状態で結晶分離工程を終了する方法、または洗浄工程へ移行する方法が求められていた。Further, when considering the cleaning efficiency when performing crystal cleaning, it is generally considered that the most efficient cleaning method is that the cleaning liquid pushes out the mother liquor by the piston flow. Therefore, it is necessary to shift to a cleaning process just before the mother liquor on the crystal surface is drained. However, if the mother liquor is very good as described above, the mother liquor is drained at an early stage, and the remaining mother liquor is dried due to the effect of high-speed rotation, and the salts contained in the mother liquor are removed. There is a risk that it will be precipitated and the purity of the crystal will be lowered.
On the other hand, if the mother liquor has not yet been drained and the process proceeds to the washing step, a large amount of the mother liquor and the washing liquid are mixed, and the washing efficiency may be lowered and the crystal purity may be lowered.
Therefore, there has been a demand for a method of sensing the desorption state of the mother liquor and ending the crystal separation step in an ideal state, or a method of shifting to a cleaning step.

特開２００４−２３１６４２号公報には、遠心分離する際の操作圧力をフラッシュ冷却して晶析する工程の最終晶析圧力よりも高くすることによって高純度テレフタル酸を製造する方法が開示され、特開２００４−２６１７１０号公報には、結晶の粒度調整を行って洗浄の安定性および洗浄効率を向上した結晶の分離洗浄方法が開示されているが、いずれの方法も、母液の脱液状態を感知し、理想的な状態で結晶分離工程を終了すること、または洗浄工程へ移行することについては考慮されていない。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-231642 discloses a method for producing high-purity terephthalic acid by increasing the operation pressure at the time of centrifugation higher than the final crystallization pressure in the step of crystallization by flash cooling. Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2004-261710 discloses a crystal separation and cleaning method in which the crystal grain size is adjusted to improve the stability and efficiency of cleaning, and both methods detect the desorption state of the mother liquor. However, no consideration is given to ending the crystal separation step in an ideal state or shifting to a cleaning step.

特開２００４−２３１６４２号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-231642 特開２００４−２６１７１０号公報JP 2004-261710 A

本発明の目的は、固液分離によって液体および固体を含むスラリーから固体を回収するために液体を脱液する工程において、液体の脱液状態を感知し、適切な時期に固体分離工程を終了すること、または固体洗浄工程に移行することによって固体の洗浄効率を向上させることにある。 An object of the present invention is to detect a liquid draining state in a step of draining a liquid in order to recover the solid from a slurry containing the liquid and the solid by solid-liquid separation, and finish the solid separation step at an appropriate time. In other words, the solid washing efficiency is improved by shifting to the solid washing step.

本発明は、（１）固液分離によって液体および固体を含むスラリーから液体を脱液する工程において、液体の脱液状態を感知して、固液分離を終了させる時期または、（２）（ａ）固液分離によって液体および固体を含むスラリーから液体を脱液する工程から（ｂ）洗浄液を用いて分離された固体を洗浄する工程への移行する際に、液体の脱液状態を感知し、脱液工程から洗浄工程への移行の時期を決定する。
上記（１）の固液分離によって液体および固体を含むスラリーから液体を脱液する工程の前後に、固体の洗浄工程を行ってもよく、必要なければ行わなくてもよい。
液体および固体を含むスラリーは、特に限定されないが、例えば、母液と結晶を含むスラリーを挙げることができる。
本発明によれば、用いる固液分離の方法によって母液の脱液状態を感知し、最適な時期に結晶分離工程を終了するか、または結晶の洗浄工程に移行するので、洗浄の際に多量の母液が結晶中に残存していることもなく、過度の脱液工程により母液に含まれる塩類が結晶表面に析出することもない。According to the present invention, (1) in the step of removing the liquid from the slurry containing the liquid and the solid by solid-liquid separation, the time when the solid-liquid separation is terminated by detecting the liquid removal state or (2) (a ) Detecting the liquid drainage state during the transition from the step of draining the liquid from the slurry containing liquid and solid by solid-liquid separation to the step of (b) washing the solid separated using the cleaning liquid, Determine the timing of the transition from the dewatering process to the cleaning process.
The solid washing step may be performed before or after the step of removing the liquid from the slurry containing liquid and solid by solid-liquid separation in the above (1), and may not be performed if not necessary.
Although the slurry containing a liquid and solid is not specifically limited, For example, the slurry containing mother liquid and a crystal can be mentioned.
According to the present invention, the liquid removal state of the mother liquor is detected by the solid-liquid separation method used, and the crystal separation process is completed at an optimal time, or the process moves to the crystal washing process. The mother liquor does not remain in the crystal, and salts contained in the mother liquor do not precipitate on the crystal surface due to an excessive liquid removal step.

本発明者らは、母液の脱液状態を感知する方法を鋭意研究した結果、固液分離によって母液が脱液される際に、母液が発生するアコースティックエミッション（Acoustic Emission; 以下、「ＡＥ」と略す。）を測定することで、母液の脱液状態を正確に感知できることを見出した。 As a result of diligent research on a method for detecting the mother liquor drainage state, the present inventors have found that when the mother liquor is drained by solid-liquid separation, the mother liquor generates acoustic emission (hereinafter referred to as “AE”). It was found that the mother liquor drainage state can be accurately sensed by measuring.

一般に、ＡＥは、材料が内部に蓄えていたひずみエネルギーを弾性波として放出する際に発生する数ｋＨｚ〜数ＭＨｚの超音波領域の周波数帯域の信号と定義され、建物や配管等の非破壊検査等にＡＥ測定が行われている。ＡＥ測定には、ＡＥの発生数、周波数、またはエネルギーといった様々な測定項目がある。 In general, AE is defined as a signal in the frequency band of the ultrasonic region of several kHz to several MHz that is generated when the material stores the strain energy stored inside as an elastic wave. For example, AE measurement is performed. The AE measurement includes various measurement items such as the number of occurrences of AE, frequency, or energy.

本発明の具体例として、スラリーの固液分離に一般的な遠心ろ過を用いた場合、脱液される母液が遠心ろ過装置の内壁に衝突して発生する信号のＡＥの測定値と母液の脱液状態との間に相関関係があることを見出し、ＡＥセンサーを用いてＡＥを測定することによって母液の脱液状態を瞬時に感知できることを確認した。例えば、ＡＥセンサーを用いることで、遠心ろ過装置自体から生じる騒音や振動に影響を受けずに、脱液した母液が内壁に衝突して発生する信号を感度よく感知できるため、母液の脱液状態を把握することができる。
また、ＡＥ値が最小になったとき、母液が完全に脱液された状態であると正確に判断することができる。したがって、ＡＥを測定することによって、どのような結晶形に対しても、ＡＥ値が最小となる適切な時期に結晶分離工程を終了することが可能になる。また、結晶の洗浄工程も含む結晶の分離方法においては、ＡＥ値が最小になる前の適切な時期に洗浄工程に移行することが可能となる。
すなわち、本発明は、固液分離、特に、遠心ろ過において、ＡＥセンサーによる測定値から母液の脱液状態を感知することにより、結晶の大きさにより左右される結晶分離を終了する時期を適切に決定することを特徴とする。また結晶洗浄工程も含む結晶の分離方法においては、ＡＥセンサーによる測定値から母液の脱液状態を感知し、結晶表面の母液が脱液される寸前で洗浄工程に移行することで、洗浄効率の高い結晶洗浄を行なうことを特徴とする。As a specific example of the present invention, when general centrifugal filtration is used for the solid-liquid separation of the slurry, the AE measurement value of the signal generated when the mother liquor to be drained collides with the inner wall of the centrifugal filter and the removal of the mother liquor. It was found that there was a correlation between the liquid state and the AE sensor was used to measure the AE, and it was confirmed that the mother liquor can be immediately detected. For example, by using an AE sensor, it is possible to detect with high sensitivity the signal generated when the drained mother liquor collides with the inner wall without being affected by the noise and vibration generated from the centrifugal filtration device itself. Can be grasped.
Further, when the AE value becomes the minimum, it can be accurately determined that the mother liquor is completely drained. Therefore, by measuring AE, it becomes possible to end the crystal separation process at an appropriate time when the AE value is minimum for any crystal form. Further, in the crystal separation method including the crystal washing step, it is possible to shift to the washing step at an appropriate time before the AE value is minimized.
That is, according to the present invention, in solid-liquid separation, in particular, centrifugal filtration, the timing of ending the crystal separation depending on the size of the crystals can be appropriately determined by detecting the desorption state of the mother liquor from the measurement value by the AE sensor. It is characterized by determining. In the crystal separation method including the crystal washing process, the desorption state of the mother liquor is sensed from the measurement value by the AE sensor, and the process proceeds to the washing process immediately before the mother liquor on the crystal surface is desorbed. It is characterized by high crystal washing.

より具体的には、本発明は、以下の（１）〜（１２）に関する。
（１）固液分離によって液体および固体を含むスラリーから液体を脱液する工程において、液体の脱液状態を感知して、固液分離を終了させる時期を決定することを特徴とする固液分離方法。
（２）（ａ）固液分離によって液体および固体を含むスラリーから液体を脱液する工程から（ｂ）洗浄液を用いて分離された固体を洗浄する工程へ移行する際に、液体の脱液状態を感知し、脱液工程から洗浄工程への移行の時期を決定することを特徴とする固液分離方法。
（３）液体の脱液状態をアコースティックエミッションセンサーで感知する（１）または（２）に記載の固液分離方法。
（４）遠心ろ過によって液体を脱液する（１）〜（３）のいずれか１つに記載の固液分離方法。
（５）液体が母液であり、固体が結晶である（１）〜（４）のいずれか１つに記載の固液分離方法。
（６）固液分離によって液体および固体を含むスラリーから液体を脱液する手段、および液体の脱液状態を感知する手段を含む固液分離装置。
（７）固液分離によって液体および固体を含むスラリーから液体を脱液する手段、洗浄液を用いて分離された固体を洗浄する手段、および液体の脱液状態を感知する手段を含む固液分離装置。
（８）液体の脱液状態をアコースティックエミッションセンサーで感知する（６）または（７）に記載の固液分離装置。
（９）遠心ろ過によって液体を脱液する（６）〜（８）のいずれか１つに記載の固液分離装置。
（１０）
液体が母液であり、固体が結晶である（６）〜（９）のいずれか１つに記載の固液分離装置。
（１１）固液分離によって液体および固体を含むスラリーから液体を脱液する工程において、アコースティックエミッションセンサーを用いて液体の脱液状態を感知する方法。
（１２）固液分離によって液体および固体を含むスラリーから液体を脱液する手段、およびアコースティックエミッションセンサーを用いて液体の脱液状態を感知する手段を含む感知装置。More specifically, the present invention relates to the following (1) to (12).
(1) Solid-liquid separation characterized in that, in the step of removing liquid from a slurry containing liquid and solid by solid-liquid separation, the liquid removal state of the liquid is sensed and the timing for ending solid-liquid separation is determined. Method.
(2) (a) When the liquid is removed from the slurry containing the liquid and the solid by solid-liquid separation, the liquid is removed from the liquid when the solid separated using the cleaning liquid is moved to the step (b). The solid-liquid separation method is characterized by determining the timing of transition from the liquid removal step to the washing step.
(3) The solid-liquid separation method according to (1) or (2), wherein the liquid discharge state is detected by an acoustic emission sensor.
(4) The solid-liquid separation method according to any one of (1) to (3), wherein the liquid is removed by centrifugal filtration.
(5) The solid-liquid separation method according to any one of (1) to (4), wherein the liquid is a mother liquor and the solid is a crystal.
(6) A solid-liquid separation device including means for removing liquid from a slurry containing liquid and solid by solid-liquid separation, and means for sensing a liquid removal state.
(7) A solid-liquid separation apparatus including means for removing liquid from a slurry containing liquid and solid by solid-liquid separation, means for washing the solid separated using the washing liquid, and means for sensing the liquid removal state .
(8) The solid-liquid separation device according to (6) or (7), wherein the liquid discharge state is detected by an acoustic emission sensor.
(9) The solid-liquid separation device according to any one of (6) to (8), wherein the liquid is removed by centrifugal filtration.
(10)
The solid-liquid separator according to any one of (6) to (9), wherein the liquid is a mother liquor and the solid is a crystal.
(11) A method of sensing a liquid drainage state using an acoustic emission sensor in a step of draining liquid from a slurry containing liquid and solid by solid-liquid separation.
(12) A sensing device comprising: means for draining liquid from a slurry containing liquid and solid by solid-liquid separation; and means for sensing a liquid drainage state using an acoustic emission sensor.

本発明によれば、固液分離によって液体および固体を含むスラリーから固体を分離する際、好ましくは母液および結晶を含むスラリーから結晶を分離する際、液体の脱液状態を正確に感知することができるので、固体の分離に必要な時間を最適化できる。
さらに、本発明によれば、固体洗浄を行う際、洗浄効率を向上させて、高純度の固体を得ることができる。According to the present invention, when separating a solid from a slurry containing a liquid and a solid by solid-liquid separation, preferably when separating a crystal from a slurry containing a mother liquor and a crystal, it is possible to accurately detect the liquid drainage state. As a result, the time required for solid separation can be optimized.
Furthermore, according to the present invention, when performing solid cleaning, it is possible to improve the cleaning efficiency and obtain a high-purity solid.

スラリーから結晶を固液分離するための遠心ろ過工程の流れ図。The flowchart of the centrifugal filtration process for carrying out solid-liquid separation of the crystal | crystallization from a slurry. 本発明の装置の構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of the apparatus of this invention. 本発明による結晶の分離洗浄の具体例を説明する概略図。Schematic explaining the specific example of the crystal | crystallization separation washing | cleaning by this invention. 本発明による結晶の分離洗浄の具体例を説明する概略図。Schematic explaining the specific example of the crystal | crystallization separation washing | cleaning by this invention. ＡＥ測定値の一例を示すグラフ図。The graph which shows an example of AE measurement value.

符号の説明Explanation of symbols

１遠心ろ過装置
１０外槽
１１内槽
１２スラリー給液口
１３結晶洗浄ノズル
１４ろ液排出口
１５ＡＥセンサー
２ＡＥデータ解析部
３スラリー
３０結晶
３１ろ液
４洗浄液DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Centrifugal filtration apparatus 10 Outer tank 11 Inner tank 12 Slurry supply port 13 Crystal washing nozzle 14 Filtrate discharge port 15 AE sensor 2 AE data analysis part 3 Slurry 30 Crystal 31 Filtrate 4 Washing liquid

本発明の固液分離装置としては、固液分離が可能な装置であれば特に制限はなく、好ましくは結晶分離装置が挙げられる。また、本発明の固液分離装置には、固液洗浄機能、好ましくは、結晶洗浄機能を有している装置も含まれる。
本発明の固液分離装置は、図２に示すごとく、遠心ろ過装置１およびＡＥデータ解析部２から構成される。
図２に示す遠心ろ過装置１は一般的なバスケット型遠心ろ過装置であるが、それに限るものではない。この遠心ろ過装置１の本体は外槽１０および内槽１１からなる。外槽１０は筐体（図示せず）に固定され、内槽１１は微小孔が多数設けられた回転筒であり、高速回転させることができる。遠心ろ過装置１には、さらに、図３に示すスラリー３を内槽１１内に給液するためのスラリー給液口１２、遠心ろ過によりスラリー３から分離された結晶３０を洗浄するための洗浄液４を噴霧する結晶洗浄ノズル１３、および遠心ろ過によって分離された母液または洗浄液のろ液３１を排出するろ液排出口１４が取り付けられている。
また、外槽１０の外壁には、遠心ろ過によりスラリー３から脱液されたろ液３１が外槽１０の内壁に衝突する際に発生する信号を検出するためのＡＥセンサー１５が取り付けられ、このＡＥセンサー１５はＡＥデータ解析部２に接続されている。検出された信号はＡＥデータ解析部２に送られ、解析される。
ＡＥデータ解析部２は、例えば、ＡＥ信号を取り込み、データを解析するためのＡＥ専用ボードを内蔵したパソコンである。ＡＥセンサーにより測定された信号の測定値をディスプレイに表示することができる。The solid-liquid separation device of the present invention is not particularly limited as long as it is a device capable of solid-liquid separation, and preferably a crystal separation device. In addition, the solid-liquid separation device of the present invention includes a device having a solid-liquid washing function, preferably a crystal washing function.
As shown in FIG. 2, the solid-liquid separation device of the present invention includes a centrifugal filtration device 1 and an AE data analysis unit 2.
The centrifugal filtration device 1 shown in FIG. 2 is a general basket type centrifugal filtration device, but is not limited thereto. The main body of the centrifugal filtration device 1 includes an outer tank 10 and an inner tank 11. The outer tub 10 is fixed to a housing (not shown), and the inner tub 11 is a rotating cylinder provided with a large number of minute holes and can be rotated at a high speed. The centrifugal filtration device 1 further includes a slurry supply port 12 for supplying the slurry 3 shown in FIG. 3 into the inner tank 11 and a cleaning solution 4 for cleaning the crystals 30 separated from the slurry 3 by centrifugal filtration. And a filtrate discharge port 14 for discharging the filtrate 31 of the mother liquor or washing liquid separated by centrifugal filtration.
Further, an AE sensor 15 for detecting a signal generated when the filtrate 31 drained from the slurry 3 by centrifugal filtration collides with the inner wall of the outer tank 10 is attached to the outer wall of the outer tank 10. The sensor 15 is connected to the AE data analysis unit 2. The detected signal is sent to the AE data analysis unit 2 for analysis.
The AE data analysis unit 2 is, for example, a personal computer that incorporates an AE dedicated board for capturing an AE signal and analyzing the data. The measured value of the signal measured by the AE sensor can be displayed on the display.

本発明法も従来法と同様に図１に示す工程により結晶の分離工程から洗浄工程に移行し、結晶の洗浄が行われる。従来法ではスラリー給液後、タイマーで各工程が進んでいくが、本発明法では、母液脱液から洗浄に移行するタイミングが、ＡＥセンサーの測定値によって決定される。そうすることで、最適な時期に結晶分離を終了することが可能となり、また理想的な洗浄を行なうことが可能となった。
さらに、従来法では決まった時間、脱液を行なっていたのに対し、本発明法では、脱液状態に応じて任意に時間を変化させるため、どのような結晶形に対しても、最適な時期に結晶分離を終了することが可能であり、結晶の洗浄を行う場合でも、常に理想的な状態で洗浄工程に移行することが可能である。また、無駄な時間を省くことができ、遠心ろ過工程時間の短縮にも繋がる。Similarly to the conventional method, the method of the present invention shifts from the crystal separation step to the cleaning step by the step shown in FIG. In the conventional method, each step proceeds with a timer after slurry supply, but in the method of the present invention, the timing for shifting from the mother liquor drainage to the cleaning is determined by the measured value of the AE sensor. By doing so, it became possible to finish the crystal separation at an optimal time and to perform ideal cleaning.
Furthermore, while the conventional method performed dehydration for a fixed time, in the method of the present invention, the time is arbitrarily changed according to the dehydrated state, so that it is optimal for any crystal form. Crystal separation can be completed at a certain time, and even when the crystal is washed, it is possible to always move to the washing step in an ideal state. Moreover, useless time can be saved, leading to shortening of the centrifugal filtration process time.

図２、図３および図４を参照して、本発明法によりスラリーから結晶を分離する工程、およびこの工程から結晶を洗浄する工程に移行する過程を具体的に説明する。
まず、結晶３０および母液を含むスラリー３をスラリー給液口１２から内槽１１内に給液する（図３ａ）。所定量のスラリーを給液後、内槽１１を回転させて、スラリー３の遠心分離を開始する。結晶３０は遠心力により内槽１１の内壁に張り付けられ、一方、母液はろ液３１として内槽１１に設けられた多数の微小孔を通って外槽１０内に脱液される（図３ｂ）。
ここでは、スラリー３を給液した後、内槽１１の回転を開始したが、内槽１１を所定の回転数で回転させて、その中にスラリー３を給液することもできる。回転する内槽にスラリーを給液すれば、内槽１１の内壁に均一に結晶が張り付き、洗浄効率が向上するので好ましい。
また、スラリーを給液したときに、スラリーを均一に飛散させる目的で、内槽１１の底部中心に、例えば、円錐型の突出部を設けることができる。With reference to FIG. 2, FIG. 3, and FIG. 4, the process of separating the crystal from the slurry by the method of the present invention and the process of shifting from this process to the process of washing the crystal will be specifically described.
First, the slurry 3 containing the crystal 30 and the mother liquor is supplied from the slurry supply port 12 into the inner tank 11 (FIG. 3a). After supplying a predetermined amount of slurry, the inner tank 11 is rotated, and the centrifugal separation of the slurry 3 is started. The crystal 30 is attached to the inner wall of the inner tank 11 by centrifugal force, while the mother liquor is drained into the outer tank 10 as a filtrate 31 through a number of micro holes provided in the inner tank 11 (FIG. 3b).
Here, after the slurry 3 is supplied, the rotation of the inner tank 11 is started. However, the inner tank 11 can be rotated at a predetermined rotation number, and the slurry 3 can be supplied therein. It is preferable to supply the slurry to the rotating inner tank because the crystals are uniformly attached to the inner wall of the inner tank 11 and the cleaning efficiency is improved.
Further, for example, a conical protrusion can be provided at the center of the bottom of the inner tank 11 for the purpose of dispersing the slurry uniformly when the slurry is supplied.

脱液されたろ液３１（ここでは、母液）は外槽１０の内壁に衝突して信号を発生する。このとき発生した信号がＡＥセンサー１５で検出され、データ解析部２に送られる。結晶分離のみ行う場合は、ＡＥ信号の解析結果に従って、脱液が完了したと判断されれば、内槽１１の回転を止めて、結晶分離を終了する。
また、引き続き結晶洗浄を行う場合、ＡＥ信号の解析結果に従って、所定水準まで脱液されたと判断されれば、洗浄ノズル４から結晶表面に洗浄液４を噴霧する（図３ｃ）。タイマーの設定時間洗浄液４を噴霧した後、噴霧を終了する（図４ａ）。洗浄液の噴霧終了後、ろ液３１（ここでは、洗浄液）からのＡＥ信号の解析結果に従って、脱液が完了したと判断されれば、内槽１１の回転を止めて、脱液を終了する（図４ｂ）。必要であれば、洗浄および脱液工程（図３ｃおよび図４ａ）を繰り返し、脱液を終了する。The drained filtrate 31 (here, mother liquor) collides with the inner wall of the outer tub 10 and generates a signal. The signal generated at this time is detected by the AE sensor 15 and sent to the data analysis unit 2. In the case where only the crystal separation is performed, according to the analysis result of the AE signal, if it is determined that the liquid removal is completed, the rotation of the inner tank 11 is stopped and the crystal separation is finished.
Further, when the crystal cleaning is continued, if it is determined that the liquid has been drained to a predetermined level according to the analysis result of the AE signal, the cleaning liquid 4 is sprayed from the cleaning nozzle 4 onto the crystal surface (FIG. 3c). After spraying the cleaning liquid 4 for a set time of the timer, the spraying is terminated (FIG. 4a). After the spraying of the cleaning liquid is completed, if it is determined that the liquid removal is completed according to the analysis result of the AE signal from the filtrate 31 (here, the liquid cleaning), the rotation of the inner tank 11 is stopped and the liquid removal is completed ( FIG. 4b). If necessary, the washing and draining steps (FIGS. 3c and 4a) are repeated to finish the draining.

図５は、本発明の方法による遠心ろ過操作の際のＡＥ測定の一例を示す。この測定では、内槽１１を回転させつつスラリーを給液しているため、スラリー給液と同時にＡＥ測定値は上昇する。スラリー給液中（Ａ領域）は、母液が常に遠心ろ過装置内壁に衝突しているため、ＡＥ測定値は高い値を示している。
スラリー給液が終了し、脱液工程（Ｂ領域）に移行すると、徐々に母液が脱液され、遠心ろ過装置内壁に衝突する母液の量が減少してくるため、ＡＥ測定値も減少する。
次に洗浄工程に入ると、噴霧された洗浄液が脱液されてくるため、再度ＡＥ測定値は上昇する。洗浄液の噴霧を中断して脱液工程に入ると、ＡＥ測定値は減少してくる。これを数回繰り返す（Ｃ領域）。洗浄完了後、最終的に脱液を行い（Ｄ領域）、結晶を回収する。
図５のＢ領域においてＡＥ値が減少しつつある段階（ＡＥ値：約０．０９Ｖ→約０．０２Ｖ）では、結晶表面上に母液が残存していると判断できる。このＡＥ値減少段階で、母液の脱液工程から洗浄工程に移行することができるが、母液が完全に脱液していない、ＡＥ値の減少率が大幅に緩和される時期で移行することが好ましい。
一方、Ｃ領域の脱液工程やＤ領域の最終段階では、最小のＡＥ値（約０．０１５Ｖ）を示しているが、このとき、完全に脱液された状態である。そこで、予め最小ＡＥ値を把握していれば、洗浄の際に多量の母液が結晶中に残存していることもなく、過度の脱液工程により母液に含まれる塩類が結晶表面に析出することもない最適な状態をより正確に判断することができる。
このように、ＡＥセンサーを用いれば、遠心ろ過の脱液状態を感知することが可能である。上記の結晶分離工程を終了する適切な時期、および脱液工程から洗浄工程に移行する適切な時期は、脱液するスラリーの状態、量、含まれる物質、目的とする結晶純度、用いる固液分離装置に依存する。FIG. 5 shows an example of AE measurement during the centrifugal filtration operation according to the method of the present invention. In this measurement, since the slurry is supplied while rotating the inner tank 11, the AE measurement value increases simultaneously with the slurry supply. During slurry supply (A region), the mother liquor always collides with the inner wall of the centrifugal filtration device, so the AE measurement value is high.
When the slurry supply is completed and the process proceeds to the liquid removal step (B region), the mother liquid is gradually discharged, and the amount of the mother liquid that collides with the inner wall of the centrifugal filtration device decreases, so the AE measurement value also decreases.
Next, when the cleaning process is started, the sprayed cleaning liquid is drained, so that the AE measurement value rises again. When the spraying of the cleaning liquid is interrupted and the liquid removal process is started, the AE measurement value decreases. This is repeated several times (C region). After washing is completed, the liquid is finally drained (D region) to recover the crystals.
At the stage where the AE value is decreasing in the region B of FIG. 5 (AE value: about 0.09 V → about 0.02 V), it can be determined that the mother liquor remains on the crystal surface. In this AE value reduction stage, it is possible to shift from the dehydration process of the mother liquor to the cleaning process, but it is possible to move at a time when the decrease rate of the AE value is greatly relaxed, where the mother liquor has not been completely dehydrated. preferable.
On the other hand, in the liquid removal process in the C region and the final stage in the D region, the minimum AE value (about 0.015 V) is shown. At this time, the liquid is completely drained. Therefore, if the minimum AE value is known in advance, a large amount of the mother liquor does not remain in the crystal at the time of washing, and salts contained in the mother liquor are precipitated on the crystal surface by an excessive liquid removal step. It is possible to more accurately determine the most suitable state.
As described above, when the AE sensor is used, it is possible to sense the liquid removal state of the centrifugal filtration. The appropriate timing for completing the above-mentioned crystal separation process and the appropriate timing for shifting from the liquid removal process to the washing process are the state and amount of slurry to be liquid discharged, the substances contained, the target crystal purity, and the solid-liquid separation used. Depends on the device.

本発明により分離または洗浄される固体としては、固液分離装置で液体と分離できる固体であればいずれでもかまわないが、例えば、アミノ酸、ペプチド、核酸関連物質などの天然物や化学合成物などを挙げることができる。具体的には、バリン、ロイシン、イソロイシン、グルタミン、アルギニン、セリン、プロリン、スレオニン、トリプトファン、フェニルアラニン、シトルリン、チロシン、グリシン、メチオニン、シスチン、システイン、アスパラギン、ヒスチジン、リジン、グルタミン酸、アスパラギン酸、ヒドロキシプロリン、オルニチン、アラニルグルタミン、グルタチオン、アデニン、アデノシン一リン酸、アデノシン三リン酸、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド、フラビンアデニンジヌクレオチド、オロチン酸、ウラシル、リボフラビン、シチコリンなどを挙げることができる。 The solid separated or washed according to the present invention may be any solid that can be separated from the liquid by a solid-liquid separation device. For example, natural products such as amino acids, peptides, and nucleic acid-related substances, and chemical synthetic products may be used. Can be mentioned. Specifically, valine, leucine, isoleucine, glutamine, arginine, serine, proline, threonine, tryptophan, phenylalanine, citrulline, tyrosine, glycine, methionine, cystine, cysteine, asparagine, histidine, lysine, lysine, glutamic acid, aspartic acid, hydroxyproline Ornithine, alanylglutamine, glutathione, adenine, adenosine monophosphate, adenosine triphosphate, nicotinamide adenine dinucleotide, flavin adenine dinucleotide, orotic acid, uracil, riboflavin, citicoline and the like.

本発明に用いられるスラリーとしては、上記のような物質の結晶と液体との混合物であればどのようなものでもかまわないが、具体的には、アミノ酸発酵液から菌体を分離したろ液を濃縮し、そのアミノ酸が結晶として析出した溶液などを挙げることができる。 The slurry used in the present invention may be any mixture of the above-described substance crystals and liquid. Specifically, a filtrate obtained by separating cells from an amino acid fermentation broth is used. The solution etc. which concentrated and the amino acid precipitated as a crystal | crystallization can be mentioned.

実施例１
Ｌ−バリン発酵液から菌体を分離したろ過液から、濃縮晶析によりＬ−バリン結晶を析出させた。その後、ＡＥセンサー（日本フィジカルアコースティクス社製 Win-PCI2システム）を取り付けたバスケット型遠心ろ過装置（タナベウィルテック社製）で、結晶と母液を分離した。母液脱液工程において、従来法と本発明法の２通りのパターンで試験を行なった。従来法では、ＡＥセンサーを使用せず、全工程ともタイマー設定に従って終了させた。一方、本発明法では、母液脱液工程にＡＥセンサーを使用し、ＡＥ測定値が減少しつつある時点（０．０６Ｖ）で終了させた。その後、タイマー設定に従って結晶洗浄工程および脱液工程を終了させた。また、比較試験のため、従来法での結晶洗浄工程無しの試験も実施した。表１に示すように、本発明法では従来法の母液脱液時間を１／２に短縮できた。Example 1
L-valine crystals were precipitated by concentrated crystallization from the filtrate obtained by separating the cells from the L-valine fermentation broth. Thereafter, the crystals and the mother liquor were separated by a basket type centrifugal filtration device (manufactured by Tanabe Wiltech) equipped with an AE sensor (Win-PCI2 system manufactured by Nippon Physical Acoustics Co., Ltd.). In the mother liquor draining step, the test was conducted in two patterns, the conventional method and the method of the present invention. In the conventional method, the AE sensor is not used, and all processes are terminated according to the timer setting. On the other hand, in the method of the present invention, an AE sensor was used in the mother liquor draining step, and the process was terminated when the AE measurement value was decreasing (0.06 V). Thereafter, the crystal washing step and the liquid removal step were terminated according to the timer setting. In addition, a test without a crystal washing step according to a conventional method was also conducted for a comparative test. As shown in Table 1, in the method of the present invention, the mother liquor drainage time of the conventional method could be shortened to ½.

結晶に付着した母液に熱がかかることで、結晶は着色することが知られている。したがって、加熱した結晶の着色度を測定すれば結晶に付着した母液の量を定量することができ、それによって、結晶の洗浄効率を数値化し得る。
具体的には、表１の各方法で最終的に得られたＬ−バリン結晶を、１０５℃の乾熱器で、１時間または２４時間加熱した。加熱されたＬ−バリン結晶を脱イオン水に溶解して得られた２５ｇ／Ｌ溶液の４３０ｎｍにおける吸光度（ＯＤ_４３０）を測定し、その値を着色度とした。結果を表２に示す。It is known that crystals are colored when heat is applied to the mother liquor adhering to the crystals. Therefore, if the degree of coloration of the heated crystal is measured, the amount of the mother liquor adhering to the crystal can be quantified, whereby the crystal washing efficiency can be quantified.
Specifically, the L-valine crystals finally obtained by each method in Table 1 were heated for 1 hour or 24 hours with a 105 ° C. dry heat oven. Absorbance (OD ₄₃₀ ) at ₄₃₀ nm of a 25 g / L solution obtained by dissolving heated L-valine crystals in deionized water was measured, and the value was defined as the degree of coloring. The results are shown in Table 2.

表２に示すように、本発明法では従来法に比べ低い値を示したので、付着した母液の量が少なく、洗浄効率が高いということが分かった。したがって、ＡＥ測定で最適な時期に母液脱液工程を終了することにより、脱液工程時間の短縮効果だけでなく、純度の高い結晶を得ることができた。 As shown in Table 2, since the method of the present invention showed a lower value than the conventional method, it was found that the amount of the mother liquor attached was small and the cleaning efficiency was high. Therefore, by terminating the mother liquor draining process at an optimal time in AE measurement, not only the effect of shortening the draining process time but also high purity crystals could be obtained.

実施例２
Ｌ−ロイシンでは、母液脱液工程と１回目の洗浄工程後の脱液工程（脱液１）の各脱液工程ごとに従来法と本発明法の２通りのパターンでの試験を実施した。従来法では、ＡＥセンサーを使用せず、全行程をタイマー設定に従って終了させた。一方、本発明法では母液脱液工程と１回目の結晶洗浄工程後の脱液工程（脱液１）にＡＥセンサーを使用し、その後タイマー設定に従って結晶洗浄２工程および脱液２工程を終了させた。また、比較試験のため、従来法での結晶洗浄無しの試験も実施した。
表３に示すように、本発明法では、母液脱液工程および脱液１工程で従来法に比べて脱液工程時間を短縮することができた。Example 2
For L-leucine, tests were conducted in two patterns, a conventional method and a method of the present invention, for each liquid removal step of the mother liquor liquid removal step and the liquid removal step after the first washing step (drainage 1). In the conventional method, the AE sensor is not used, and the entire process is terminated according to the timer setting. On the other hand, in the method of the present invention, an AE sensor is used for the mother liquor draining step and the draining step (draining 1) after the first crystal washing step, and then the crystal washing 2 step and the draining 2 step are terminated according to the timer setting. It was. For comparison, a test without crystal washing by a conventional method was also conducted.
As shown in Table 3, in the method of the present invention, it was possible to shorten the time for the liquid removal process in the mother liquor liquid removal process and one liquid removal process as compared with the conventional method.

各方法で最終的に得られたＬ−ロイシン結晶を６０℃、真空で約１２時間乾燥した。加熱されたＬ−ロイシン結晶を１規定の塩酸に溶解して得られた５０ｇ／Ｌ溶液の４３０ｎｍにおける吸光度（ＯＤ_４３０）を測定し、その値を着色度とした。結果を表４に示す。The L-leucine crystals finally obtained by each method were dried at 60 ° C. under vacuum for about 12 hours. The absorbance (OD ₄₃₀ ) at ₄₃₀ nm of a 50 g / L solution obtained by dissolving heated L-leucine crystals in 1N hydrochloric acid was measured, and the value was defined as the degree of coloring. The results are shown in Table 4.

表４に示すように、本発明法では従来法に比べ低い値を示したので、付着した母液の量が少なく、洗浄効率が高いということが分かった。したがって、ＡＥ測定で最適な時期に母液脱液工程と結晶洗浄後の脱液工程を終了することにより、各脱液工程時間の短縮効果だけでなく、純度の高い結晶を得ることができた。 As shown in Table 4, since the method of the present invention showed a lower value than the conventional method, it was found that the amount of the mother liquor attached was small and the cleaning efficiency was high. Therefore, by terminating the mother liquor draining step and the draining step after crystal washing at the optimal time in AE measurement, not only the effect of shortening each draining step time but also high purity crystals could be obtained.

Claims

固液分離によって液体および固体を含むスラリーから液体を脱液する工程において、液体の脱液状態を感知して、固液分離を終了させる時期を決定することを特徴とする固液分離方法。 A solid-liquid separation method, wherein in the step of removing liquid from a slurry containing liquid and solid by solid-liquid separation, the liquid removal state of the liquid is sensed and the time for ending solid-liquid separation is determined.

（ａ）固液分離によって液体および固体を含むスラリーから液体を脱液する工程から（ｂ）洗浄液を用いて分離された固体を洗浄する工程へ移行する際に、液体の脱液状態を感知し、脱液工程から洗浄工程への移行の時期を決定することを特徴とする固液分離方法。 (A) Detecting the liquid drainage state when shifting from the step of draining the liquid from the slurry containing liquid and solid by solid-liquid separation to the step of (b) washing the solid separated using the cleaning liquid. A solid-liquid separation method characterized by determining the timing of transition from the liquid removal step to the washing step.

液体の脱液状態をアコースティックエミッションセンサーで感知する請求項１または２に記載の固液分離方法。 The solid-liquid separation method according to claim 1, wherein the liquid discharge state is detected by an acoustic emission sensor.

遠心ろ過によって液体を脱液する請求項１〜３のいずれか１項に記載の固液分離方法。 The solid-liquid separation method according to claim 1, wherein the liquid is removed by centrifugal filtration.

液体が母液であり、固体が結晶である請求項１〜４のいずれか１項に記載の固液分離方法。 The solid-liquid separation method according to claim 1, wherein the liquid is a mother liquor and the solid is a crystal.

固液分離によって液体および固体を含むスラリーから液体を脱液する手段、および液体の脱液状態を感知する手段を含む固液分離装置。 A solid-liquid separation apparatus comprising: means for removing liquid from a slurry containing liquid and solid by solid-liquid separation; and means for sensing a liquid removal state.

固液分離によって液体および固体を含むスラリーから液体を脱液する手段、洗浄液を用いて分離された固体を洗浄する手段、および液体の脱液状態を感知する手段を含む固液分離装置。 A solid-liquid separation apparatus comprising: means for removing liquid from a slurry containing liquid and solid by solid-liquid separation; means for washing solid separated using a washing liquid; and means for sensing a liquid removal state.

液体の脱液状態をアコースティックエミッションセンサーで感知する請求項６または７に記載の固液分離装置。 The solid-liquid separation device according to claim 6 or 7, wherein the liquid discharge state is detected by an acoustic emission sensor.

遠心ろ過によって液体を脱液する請求項６〜８のいずれか１項に記載の固液分離装置。 The solid-liquid separation device according to any one of claims 6 to 8, wherein the liquid is removed by centrifugal filtration.

液体が母液であり、固体が結晶である請求項６〜９のいずれか１項に記載の固液分離装置。 The solid-liquid separator according to any one of claims 6 to 9, wherein the liquid is a mother liquor and the solid is a crystal.

固液分離によって液体および固体を含むスラリーから液体を脱液する工程において、アコースティックエミッションセンサーを用いて液体の脱液状態を感知する方法。 A method of sensing a liquid drainage state using an acoustic emission sensor in a step of draining liquid from a slurry containing liquid and solid by solid-liquid separation.

固液分離によって液体および固体を含むスラリーから液体を脱液する手段、およびアコースティックエミッションセンサーを用いて液体の脱液状態を感知する手段を含む感知装置。 A sensing device comprising: means for draining liquid from a slurry containing liquid and solid by solid-liquid separation; and means for sensing the liquid drainage state using an acoustic emission sensor.