超高速リアルタイム画像処理システムを用いた工業用晶析槽における結晶粒径分布計測法

利用超高速实时图像处理系统的工业结晶罐粒度分布测量方法

• 批准号: 08750884
• 负责人: 仁志 和彦
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750884/
• 关键词: 晶析; 回分晶析; 冷却晶析; リアルタイム高速画像処理システム; オンライン計測; アルゴンレーザー

本研究は、晶析槽内における結晶径分布、および結晶の立体的形状のオンライン計測法の開発を目的としたものである。本計測法は以下の方法で行われる。晶析槽内の結晶を含む液をガラス円管により槽外部に吸引する。吸引された結晶の映像を管の途中に設けた、透明角槽付きの検出部において計測する。検出部はシート状のレーザー光源と、直径0.5mmあるいは0.25mmの光ファイバーを直線上に192本並べて作成した受光部から成り、同光源および受光面を幾何学的に2あるいは4方向に配置して測定を行った。上記の検出部の測定分解能、測定限界結晶濃度について検討を行った。実験は先ず、粒径50μm〜2mmの粒径既知のガラスビーズを、水に懸濁させた液を対象として行った。その結果、結晶が6000個/cm^3の高濃度に存在する状態で、分解能20μmの測定が行えることを明らかにした。また、本計測法では、約1000個/秒の速度で結晶の計測が可能であり、結晶径分布のオンライン測定ができることがわかった。次に、同検出器を用い、10lスケールの回分式冷却晶析装置におけるKCl、およびNH_4Clの晶析について測定を行った。その結果、晶析の初期では結晶は、主に物質固有の形(KClは立方体、NH_4Clは針状)をしており、その形状を考慮することで、直交する2方向からの影像データより結晶形分布が測定できることを明らかにした。また、晶析の後期では、高濃度に結晶が存在するので、撹拌翼による結晶の破砕や結晶相互の凝集が生じ、不規則な形状の結晶が増加することが観測された。この場合、4方向からの影像の検出を行い、画像解析により結晶の立体的形状を合成して、種々の結晶粒径の定義(Feret径、Martin径、投影面積径等)に基づく粒径分布が求められることを明らかにした。本研究より、本計測法は、晶析操作における高精度な結晶系分布のオンライン計測法として、十分利用できることを明らかにし、化学工学会年会にて報告した。

This study aims at the development of crystal diameter distribution, crystal shape and crystal measurement method in the crystallization tank. This measurement method is contrary to the following methods. Crystallization inside the tank contains liquid, which is sucked outside the tank. Attraction of the crystal image tube on the way to set up, transparent angle groove on the detection part of the measurement The light emitting part is arranged in a straight line with a diameter of 0.5mm and a diameter of 0.25mm, and the light receiving part is arranged in a geometric direction with a diameter of 0.5mm and a diameter of 0.25mm. The determination of decomposition energy and limit crystal concentration in the detection part are mentioned above. The particle size of 50μm ~ 2mm is known as the particle size of 50μm ~ 2mm, and the particle size of 50 μ m ~ 2 mm is known as 50 μ m ~ 2 mm Results: Crystallization at high concentration of 6000/cm^3, decomposition energy of 20μm, and measurement at high concentration. This measurement method can be used to measure the crystal diameter distribution at a speed of about 1000 crystals per second. In addition, the same detector is used in the determination of KCl and NH_4Cl in the reverse cooling crystallization device. The results show that in the initial stage of crystallization, the crystal shape and the intrinsic shape of the main substance (KCl cube, NH_4Cl needle) are taken into account. In the late stage of crystallization, crystals with high concentration exist, crystals with stirring wings break up, crystals aggregate with each other, crystals with irregular shapes increase, and so on. In this case, the image of the four directions is generated, the image is analyzed, the three-dimensional shape of the crystal is synthesized, the crystal particle size is defined (Feret diameter, Martin diameter, projected area diameter, etc.), and the particle size distribution is calculated. This study was presented at the annual meeting of the Society of Chemical Engineering.