결정입자 제어를 위한 젖산칼슘 용석결정화 기술 (Drowning-out Crystallization of Calcium Lactate for Crystal Size Control)

서지정보

· 발행기관 : 한국화학공학회
· 수록지 정보 : Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHAK) / 47권 / 6호 / 740 ~ 746페이지
· 저자명 : 김종민, 장상목, 김인호, 구윤모, 홍혜현, 김우식

초록

본 논문에서는 L(+)-calcium lactate를 정밀 분리하기 위한 drowning-out 결정화 기술에 대해 연구하였다. Calcium
lactate 결정화는 calcium lactate 수용액에 반용매를 투입하여 유도하였으며 결정화 공정에서 결정입자의 크기를 제어
할 수 있는 기술을 연구하였다. 결정화 공정에서 결정입자에 영향을 주는 인자로서 반용매의 종류, 반용매의 조성 그
리고 교반속도를 고려하였다. 반용매로서는 알콜류(메탄올, 에탄올, n-프로판올, i-프로판올)를 선택하였다. 결정화 실
험에 앞서, 과포화도를 고려하기 위하여 물-알콜 혼합용액에서의 calcium lactate의 용해도를 측정하였다. Drowning-out
결정화에 의해 fabric 모양의 calcium lactate 결정이 석출되었는데, 에탄올의 경우 fabric이 굵고 침상에 가까운 모양이
었으며, 프로판올의 경우 hairy 모양에 가까웠다. 이러한 형상 특징으로 인하여 결정이 강하게 응집하는 경향을 보였다.
응집경향은 수용액에 대한 알콜 조성이 증가할수록 증가하였다. 반면 교반은 응집된 결정입자를 파쇄하는 효과가 강
하게 나타났다. 따라서 결정화를 통해 얻어지는 결정입자의 크기는 반용매에 의한 결정입자 응집과 교반에 의한 결정
입자 파쇄의 상대적 강도에 의존하였다.

영어초록

In the present study, the drowning-out crystallization of L(+)-calcium lactate was investigated in order to
develop the crystallization separation process. The crystallization of the calcium lactate was induced by injecting the
alcoholic anti-solvent into the aqueous solution of calcium lactate and the control of the calcium lactate crystal size
during the crystallization was primarily investigated under the consideration of the anti-solvent species, anti-solvent
composition and agitation speed as the key operating factors. Alcohols of methanol, ethanol, n-propanol and i-propanol
were used as the anti-solvent for the drowning-out crystallization. Prior to the crystallization experiment, the
solubility of calcium lactate in the water-alcohol mixture was measured along with the variation of the alcohol species
and composition, which was necessary to estimate the supersaturation level of the crystallization. By the drowning-
out crystallization, the calcium lactate crystals of the fabric shape were obtained. Using the ethanol as the antisolvent,
the fabric crystals close to the needle shape were produced. However, the hairy crystals were obtained by
using the propanol as the anti-solvent. Due to such morphological features, the crystals was highly apt to form the
aggregates. The aggregation of the crystals was intensified as increasing the alcohol fraction in the water-alcohol
mixture. Meanwhile, the agitation caused the breakage of crystals, resulting in the decrease of the crystal size. There-fore, the crystal size in the crystallization was predominantly determined by the competition between the crystal
aggregation and breakage.

참고자료

· 없음