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晶出 ショウシュツ

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デジタル大辞泉の解説

しょう‐しゅつ〔シヤウ‐〕【晶出】

液体から結晶析出すること。結晶性の物質が溶け込んでいる溶液の温度を下げたり、蒸発させて濃縮したりする操作を指す。晶析。結晶化。

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大辞林 第三版の解説

しょうしゅつ【晶出】

液体から結晶が分かれて生成すること。溶液の濃縮や温度を下げることによって、結晶を析出させること。 → 晶析

出典|三省堂
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ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典の解説

晶出
しょうしゅつ

結晶化」のページをご覧ください。

出典|ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典
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日本大百科全書(ニッポニカ)の解説

晶出
しょうしゅつ
crystallization

溶液中の溶質を溶液(母液ともいう)中で結晶として分離する操作を晶出あるいは晶析という。[河村祐治]

原理

溶媒に溶解する物質もその溶解量には限界があり、その濃度を飽和濃度、その状態を飽和状態という。また、飽和濃度を境にして、それ以上を過飽和、以下を未飽和とよぶ。一般に温度が高いほど飽和濃度は増大するが、逆に温度が高いほど飽和濃度が減少する物質もある。前者を順溶解性、後者を逆溶解性という。また、温度に対する飽和濃度の変化を示す曲線を飽和(濃度)曲線とよんでいる。
 晶出の過程として、(1)結晶核の生成、(2)結晶の成長、の二段階が考えられているが、いずれの過程も溶液の濃度を過飽和とする必要がある。同じ温度の下で、ある過飽和濃度と飽和濃度との差(過飽和溶液温度とその飽和温度との差をとって示すこともある)を過飽和度とよぶが、過飽和度が小さい領域では、最小の結晶体である結晶核の生成は認められない(すなわち、その生成速度は非常に小さい)。過飽和度が大きくなるとともに結晶核生成速度はかなり急激に増大し、ついに多量の結晶核が瞬時に晶出するようになり、これ以上の濃度の過飽和溶液は通常存在しえない。生成した結晶核は過飽和溶液中で成長してさらに大きい結晶となるが、その成長速度は過飽和度に比例する。[河村祐治]

晶出操作

溶液から溶質を分離する方法であるが、結晶はその物質によって定まった分子配列を繰り返しながら成長し異分子が入り込むことを拒む特性があるため、形状のそろった純粋な製品が得られやすいという特長がある。ある程度以上の過飽和領域では、新たな結晶核生成と、すでに生成している結晶の成長が同時に進行するため、全体的には大きさの不ぞろいな製品となる。また、急速に成長させると、結晶中に不純物を取り込むことが多い。したがって、粒径のそろった純度の高い製品を得るため、工業的操作では比較的過飽和度を小さくとるとともに、あらかじめ製品を粉砕する等の方法で準備した粒径のそろった微細結晶(種晶(しゅしょう))を投入し、結晶核の発生を抑制し、種晶のみを成長させて製品を得るという手法(種晶添加法)をとることが多い。
 身近な例としては、食塩、砂糖、うま味調味料などがこの方法で製造されている。[河村祐治]

晶出装置

原料となる未飽和溶液(工業的には水溶液の場合が多い)を過飽和状態とするために、(1)蒸発濃縮、(2)冷却などの方法が用いられ、また(3)反応によって結晶を生成・成長させる方法もとられている。
(1)蒸発晶出装置 蒸発缶を用い、水蒸気その他の熱媒によって加熱濃縮される。結晶成長過程で部分的再溶解や晶出速度の微妙な調整を繰り返すことが多く、そのための溶媒や種晶の添加装置および温度調節装置などが付加されている。蒸発の促進や温度調節のため減圧下で操作されることも多く、多重効用缶も使用される。均一な結晶を得やすくするため蒸発部と結晶成長部とを別置し、また結晶を分級して取り出せるよう形状や操作法にくふうを加えたものも少なくない。
(2)冷却晶出装置 冷却外套(がいとう)または冷却管を備えた晶出槽、あるいは別置された熱交換器によって冷却された原料液を晶出槽に循環させることによって晶出させる。器壁から結晶が晶出する場合には、これを掻(か)き落とす装置を設けていることが多い。
(3)反応晶出装置 食塩水にアンモニアと炭酸ガスを反応させて重曹を晶出させるアンモニアソーダ法が歴史的に有名である。近時の例としては湿式排煙脱硫法があげられる。装置形式としては槽型、段塔型などが用いられている。
 いずれの場合にも連続および回分の両方法が用いられており、また、製品結晶を分離するための濾過器(ろかき)などが併置される。[河村祐治]

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世界大百科事典内の晶出の言及

【晶析】より

…晶出ともいう。通常は液相から固相が単結晶として析出する現象をいうが,広義には,凝集物の析出現象や気相からの固相の析出(逆昇華)も,その機構がほぼ同一視されるためこれに含めることがある。…

※「晶出」について言及している用語解説の一部を掲載しています。

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