التبلور بالموجات فوق الصوتية وهطول الأمطار

الموجات فوق الصوتية تبدأ وتعزز نواة وتبلور الجزيئات العضوية. يعد التحكم في هذه العملية أمرا حيويا للتأكد من أن المنتج النهائي عالي الجودة. مزايا استخدام صوتنة للتبلور وصنع المواد الصلبة من السوائل هي أنه يجعل العملية أسرع بكثير ، ويستخدم مواد أقل ، ويتيح لك إدارة حجم البلورات النهائي. Hielscher يوفر صوتيات موثوقة وسهلة الاستخدام لبلورة ناجحة وتشكيل الصلبة، سواء في دفعة، مضمنة، أو في الموقع أثناء رد فعل.

تبلور سونو وهطول الأمطار سونو

تطبيق الموجات فوق الصوتية أثناء التبلور وهطول الأمطار له آثار إيجابية مختلفة على العملية.
الموجات فوق الصوتية السلطة يساعد على

• تشكل محاليل مفرطة التشبع? مفرطة التشبع
• بدء نواة سريعة
• السيطرة على معدل نمو الكريستال
• السيطرة على هطول الأمطار
• التحكم في الأشكال المتعددة
• تقليل الشوائب
• الحصول على توزيع موحد لحجم الكريستال
• الحصول على مورفولوجيا متساوية
• منع الترسب غير المرغوب فيه على الأسطح
• بدء التنوي الثانوي
• تحسين الفصل بين الصلب والسائل

 

الفرق بين التبلور وهطول الأمطار

كل من التبلور والترسيب هي عمليات مدفوعة بالذوبان ، حيث تنشأ مرحلة صلبة ، سواء كانت بلورية أو راسبة ، من محلول تجاوز نقطة التشبع. يتوقف التمييز بين التبلور وهطول الأمطار على آلية التكوين وطبيعة المنتج النهائي.

في التبلور ، يحدث تطور منهجي وتدريجي للشبكة البلورية ، يتم تجميعها بشكل انتقائي من الجزيئات العضوية ، مما يؤدي في النهاية إلى مركب بلوري أو متعدد الأشكال نقي ومحدد جيدا. على العكس من ذلك ، يستلزم هطول الأمطار التوليد السريع للمراحل الصلبة من محلول مفرط التشبع ، مما يؤدي إلى تكوين مواد صلبة بلورية أو غير متبلورة. من المهم ملاحظة أن التمييز بين التبلور والترسيب يمكن أن يكون أمرا صعبا ، حيث تظهر العديد من المواد العضوية في البداية كمواد صلبة غير متبلورة وغير بلورية ، والتي تمر لاحقا بمرحلة انتقالية لتصبح بلورية حقا. في مثل هذه الحالات ، يصبح الترسيم بين النواة وتكوين مادة صلبة غير متبلورة أثناء هطول الأمطار معقدا.

تملي عمليات التبلور والترسيب خطوتين أساسيتين: التنوي ونمو البلورات. تبدأ النوى عندما تتراكم جزيئات المذاب في محلول مفرط التشبع ، وتشكل مجموعات أو نوى ، والتي تعمل بعد ذلك كأساس للنمو اللاحق للمراحل الصلبة.

المشاكل الشائعة مع عمليات التبلور والترسيب

عادة ما يكون التبلور والترسيب إما عمليات انتشار انتقائية جدا أو سريعة جدا وبالتالي يصعب التحكم فيها. والنتيجة هي أنه بشكل عام ، يحدث التنوي عشوائيا، بحيث لا يتم التحكم في جودة البلورات الناتجة (المرسبات). وفقا لذلك ، فإن البلورات الصادرة لها حجم بلوري غير مصمم ، ويتم توزيعها بشكل غير متساو وشكلها غير موحد. هذه البلورات المترسبة عشوائيا تسبب مشاكل الجودة نظرا لأن حجم البلورة وتوزيع البلورات والتشكل هي معايير جودة حاسمة للجسيمات المترسبة. التبلور غير المنضبط وهطول الأمطار يعني منتجا ضعيفا.

الحل: التبلور والترسيب تحت Sonication

يسمح التبلور بمساعدة الموجات فوق الصوتية (التبلور الصوتي) والترسيب (sonoprecipitation) بالتحكم الدقيق في ظروف العملية. يمكن أن تتأثر جميع المعلمات الهامة للتبلور بالموجات فوق الصوتية بدقة – مما يؤدي إلى التنوي والتبلور المتحكم فيه. تتميز ميزة البلورات المترسبة بالموجات فوق الصوتية بحجم أكثر اتساقا وأكثر مورفولوجيا مكعبة. تسمح الظروف الخاضعة للرقابة لبلورة سونو وهطول سونو بقابلية عالية للتكاثر وجودة بلورية مستمرة. جميع النتائج التي تحققت على نطاق صغير ، يمكن أن تكون خطية تماما. التبلور بالموجات فوق الصوتية وهطول الأمطار تمكن من إنتاج متطورة من الجسيمات النانوية البلورية – على حد سواء ، المختبر والنطاق الصناعي.

آثار التجويف بالموجات فوق الصوتية على التبلور وهطول الأمطار

عندما تقترن الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة بالسوائل ، فإن دورات الضغط العالي? الضغط المنخفض بالتناوب تخلق فقاعات أو فراغات في السائل. تنمو هذه الفقاعات على مدى عدة دورات حتى لا تتمكن من امتصاص المزيد من الطاقة بحيث تنهار بعنف خلال دورة الضغط العالي. تعرف ظاهرة مثل هذه الانفجارات الداخلية العنيفة للفقاعات باسم التجويف الصوتي وتتميز بالظروف القاسية المحلية مثل درجات الحرارة المرتفعة جدا ومعدلات التبريد العالية وفروق الضغط العالي وموجات الصدمة والنفاثات السائلة.
آثار التجويف بالموجات فوق الصوتية تعزيز التبلور وهطول الأمطار مما يوفر خلط متجانسة جدا من السلائف. الذوبان بالموجات فوق الصوتية هو طريقة جيدة للشرق لإنتاج محاليل مفرطة التشبع? مفرطة التشبع. يعمل الخلط المكثف وبالتالي نقل الكتلة المحسن على تحسين بذر النوى. تساعد الموجات فوق الصوتية في تكوين النوى. كلما زاد عدد النوى المزروعة ، كلما حدث نمو بلوري أدق وأسرع. نظرا لأنه يمكن التحكم في التجويف بالموجات فوق الصوتية بدقة شديدة ، فمن الممكن التحكم في عملية التبلور. يتم التغلب بسهولة على الحواجز الموجودة بشكل طبيعي للنواة بسبب قوى الموجات فوق الصوتية.
بالإضافة إلى ذلك ، يساعد صوتنة خلال ما يسمى النواة الثانوية منذ قوى القص بالموجات فوق الصوتية القوية كسر وتكتل بلورات أكبر أو تكتلات.
مع الموجات فوق الصوتية ، يمكن تجنب المعالجة المسبقة للسلائف لأن الصوتنة تعزز حركية التفاعل.

التأثير على حجم الكريستال عن طريق الصوتنة

الموجات فوق الصوتية تمكن من إنتاج بلورات مصممة خصيصا للمتطلبات. ثلاثة خيارات عامة للصوتنة لها تأثيرات مهمة على الإخراج:

• سونيشن الأولي:
  يمكن أن يؤدي التطبيق القصير للموجات فوق الصوتية إلى محلول مفرط التشبع إلى بدء البذر وتكوين النوى. نظرا لأن الصوتنة يتم تطبيقها فقط خلال المرحلة الأولية ، فإن نمو البلورة اللاحق يستمر دون عوائق مما يؤدي إلى أكبر البلورات.
• صوتنة مستمرة:
  ينتج عن التشعيع المستمر للمحلول الفائق التشبع بلورات صغيرة لأن الموجات فوق الصوتية غير المتوقفة مؤقتا تخلق الكثير من النوى مما يؤدي إلى نمو العديد صغير البلورات.

• صوتنة نابضة:
  الموجات فوق الصوتية النبضية تعني تطبيق الموجات فوق الصوتية في فترات محددة. يسمح الإدخال الذي يتم التحكم فيه بدقة للطاقة فوق الصوتية بالتأثير على نمو البلورات من أجل الحصول على مصممه حجم الكريستال.

Sonicators لتحسين عمليات التبلور والترسيب

يمكن إجراء عمليات تبلور سونو وترسب سونو على دفعات أو مفاعلات مغلقة ، كعملية مضمنة مستمرة أو كتفاعل في الموقع. Hielscher الفوق صوتيات توفر لك sonicator مناسبة تماما لبلدي محددة سونو تبلور وسونو الترسيب عملية – سواء في الغرض البحثي على نطاق المختبر ومقاعد البدلاء أو في الإنتاج الصناعي. تغطي مجموعة منتجاتنا الواسعة احتياجاتك. يمكن ضبط جميع الموجات فوق الصوتية على دورات النبض بالموجات فوق الصوتية – ميزة تسمح بالتأثير على حجم الكريستال المخصص.
لتحسين الفوائد تبلور بالموجات فوق الصوتية أكثر من ذلك، يوصى باستخدام خلية تدفق Hielscher إدراج MultiPhaseCavitator. يوفر هذا الملحق الخاص حقن السلائف من خلال 48 قنية دقيقة لتحسين البذر الأولي للنوى. يمكن إعطاء السلائف جرعات بالضبط مما يؤدي إلى إمكانية تحكم عالية في عملية التبلور.

يمنحك الجدول أدناه مؤشرا على قدرة المعالجة التقريبية لأجهزة الموجات فوق الصوتية لدينا: