Ултразвуков кристализация и валежи

Ултразвукът инициира и насърчава нуклеацията и кристализацията на органичните молекули. Контролът върху този процес е от жизненоважно значение, за да се гарантира, че крайният продукт е с високо качество. Предимствата на използването на ултразвук за кристализация и вземане на твърди вещества от течности са, че това прави процеса много по-бърз, използва по-малко материал и ви позволява да управлявате крайния размер на кристалите. Hielscher осигурява надеждни и лесни за използване соникатори за успешна кристализация и твърдо образуване, независимо дали в партида, инлайн, или на място по време на реакция.

Соно-кристализация и соно-утаяване

Прилагането на ултразвукови вълни по време на кристализация и утаяване има различни положителен ефект върху процеса.
Мощност ултразвук помага да се

  • образуват пренаситени / свръхнаситени разтвори
  • инициира бързо зародиши
  • контролира скоростта на растеж на кристал
  • контролира утаяването
  • контрол на полиморфни
  • намаляване на примесите
  • получи равномерно разпределение на размера на кристалите
  • получи дори морфология
  • предотвратяване на нежеланите отлагания върху повърхностите
  • инициира вторичен ядрено
  • облекчаване твърдо-течно разделяне

 

Искане на информация




Забележете нашите Правила за поверителност,


Sono-кристализация на кристали като фармацевтични продукти, фини химикали и др.

Соникатор UIP2000hdT с партиден реактор за соно-кристализация

Разликата между кристализация и валежите

Както кристализацията, така и утаяването са процеси, задвижвани от разтворимостта, при които твърда фаза, било то кристал или утайка, излиза от разтвор, който е надминал точката си на насищане. Разграничението между кристализация и утаяване зависи от механизма на образуване и естеството на крайния продукт.

При кристализацията настъпва методично и постепенно развитие на кристална решетка, селективно сглобена от органични молекули, като в крайна сметка се получава чисто и добре дефинирано кристално или полиморфно съединение. Обратно, утаяването води до бързо генериране на твърди фази от пренаситен разтвор, което води до образуването на кристални или аморфни твърди вещества. Важно е да се отбележи, че разграничаването между кристализация и утаяване може да бъде предизвикателство, тъй като много органични вещества първоначално се проявяват като аморфни, некристални твърди вещества, които впоследствие претърпяват преход, за да станат наистина кристални. В такива случаи очертаването между нуклеацията и образуването на аморфно твърдо вещество по време на валежите става сложно.

Процесите на кристализация и утаяване са продиктувани от две основни стъпки: нуклеация и растеж на кристалите. Нуклеацията започва, когато се натрупват разтворени молекули в пренаситен разтвор, образувайки клъстери или ядра, които след това служат като основа за последващия растеж на твърдите фази.

Често срещани проблеми с процесите на кристализация и утаяване

Кристализация и утаяване обикновено са или много селективно или много бързо посадъчен процеси и по този начин трудно да се контролира. Резултатът е, че като цяло, зародиши се случва на случаен принцип, Така че качеството на получените кристали (преципитантите) е неконтролирано. Съответно, кристалите на изходящ имат untailored размера на кристала са неравномерно разпределени и неравномерно оформени. Тези произволно утаените кристали причинят големи проблеми с качеството от размера на кристалите, кристал разпределение и морфология са ключови критерии за качество на утаените частици. Един неконтролирана кристализация и утаяване означава лошо продукт.

Решение: Кристализация и утаяване под ултразвук

Ултразвуково подпомага кристализация (sonocrystallization) и утаяване (sonoprecipitation) дава възможност за прецизен контрол върху условията на процеса. Всички важни параметри на ултразвуковата кристализация могат да бъдат прецизно повлияни – което води до контролирана нуклеация и кристализация. Ултразвуково утаените кристали имат по-еднакъв размер и по-кубична морфология. Контролираните условия на соно-кристализация и соно-утаяване позволяват висока възпроизводимост и непрекъснато качество на кристалите. Всички резултати, постигнати в малък мащаб, могат да бъдат увеличени напълно линейно. Ултразвукова кристализация и утаяване дават възможност за сложно производство на кристални нано-частици – както в лабораторен, така и в промишлен мащаб.

ТЕМ образ на ултразвуково синтезира perovskite нанокристали

TEM изображение на ултразвуково синтезирани перовскитни нанокристали: CH3NH3PbBr3 QDs (а) с и (б) без ултразвукова обработка.
(Снимка и проучване: ©Chen et al., 2007)

Ефектите на ултразвукова кавитация върху кристализация и утаяване

Когато високо енергични ултразвукови вълни са свързани в течности, редуващи се цикли на високо налягане / ниско налягане създават мехурчета или кухини в течността. Тези мехурчета растат в продължение на няколко цикъла, докато не могат да абсорбират повече енергия, така че да се сринат бурно по време на цикъл с високо налягане. Феноменът на такива насилствени имплозии на мехурчета е известен като акустична кавитация и се характеризира с местни екстремни условия като много високи температури, високи скорости на охлаждане, диференциали с високо налягане, ударни вълни и течни струи.
Ефектите на ултразвукова кавитация насърчаване на кристализация и утаяване, осигуряване на много хомогенна смесване на прекурсорите. Ултразвуково разтваряне е добре eastblished метод за производство на пренаситени / пренаситени разтвори. Интензивното смесване и по този начин подобреният масов трансфер подобряват засяването на ядрата. Ултразвуковите ударни вълни подпомагат образуването на ядрата. Колкото повече ядра се засяват, толкова по-фин и по-бърз ще бъде растежът на кристалите. Тъй като ултразвуковата кавитация може да бъде много прецизно контролирана, е възможно да се контролира процесът на кристализация. Естествено съществуващите бариери за нуклеация лесно се преодоляват поради ултразвуковите сили.
Освен това, ултразвук подпомага по време на така наречената вторична нуклеация, тъй като мощните ултразвукови сили на срязване се счупят и деагломерират по-големи кристали или агломерати.
С ултразвук, предварителна обработка на прекурсорите може да се избегне, тъй като ултразвук подобрява кинетиката на реакцията.

Акустична или ултразвукова кавитация: растеж на балончета и имплозия

Ултразвукова кавитация създава силно интензивни сили, които насърчават процесите на кристализация и утаяване

Влияние върху Crystal Размер чрез ултразвук

Ултразвукът позволява за производството на кристали, съобразени с изискванията. Три основни варианта на обработка с ултразвук имат важни последици за изхода:

  • Първоначално Соникацията:
    Краткият прилагането на ултразвукови вълни до свръхнаситен разтвор може да инициира посяването и образуването на ядра. Както ултразвук се прилага само по време на началния етап, следващите протича кристален растеж безпрепятствено в резултат на по-голям кристали.
  • Непрекъснато Соникацията:
    Непрекъснатото облъчване на свръхнаситени резултатите от разтвор в малки кристали, тъй като на активирал отново ултразвук създава много ядра в резултат на растежа на много малък кристали.

  • Импулсна ултразвук:
    Импулс на ултразвук означава прилагане на ултразвук в определени интервали от време. А именно контролирано въвеждане на ултразвукова енергия позволява да повлияе на растежа на кристали, за да се получи приспособен размера на кристала.

Соникатори за подобрени процеси на кристализация и утаяване

Sono-кристализация и Sono-утаяване процеси могат да се извършват в партиди или затворени реактори, като непрекъснат вграден процес или като in-situ реакция. Hielscher Ultrasonics ви доставя напълно подходящ соникатор за вашия специфичен Sono-кристализация и Sono-утаяване процес – дали в изследователска цел на лаборатория и пейка-топ мащаб или в промишленото производство. Нашата широка продуктова гама покрива вашите нужди. Всички ultrasonicators могат да бъдат настроени на ултразвукови пулсационни цикли – функция, която позволява да се повлияе на адаптиран размер на кристала.
За да се подобрят ползите от ултразвуковата кристализация още повече, се препоръчва използването на вложката Hielscher flow cell MultiPhaseCavitator. Тази специална вложка осигурява инжектирането на прекурсора през 48 фини канюли, подобрявайки първоначалното засяване на ядрата. Прекурсорите могат да бъдат точно дозирани, което води до висока контролируемост върху процеса на кристализация.

Многофазен кавитатор MPC48Insert за подобрени процеси на емулгиране и кристализация, използващи ултразвук

MultiPhaseCavitator за подобрени процеси на кристализация

Ултразвуков Кристализация

 

  • Бърз
  • ефикасен
  • точно възпроизводими
  • високо качество на продукцията
  • високи добиви
  • управляем
  • надежден
  • различни опции за настройка
  • сейф
  • лесна работа
  • лесна за почистване (CIP / SIP)
  • лесна поддръжка

 

Таблицата по-долу дава индикация за приблизителната капацитет за преработка на нашите ultrasonicators:

Партида том Дебит Препоръчителни Devices
00,5 до 1,5 ml п.а. VialTweeter
1 до 500mL 10 до 200 ml / мин UP100H
10 до 2000mL 20 до 400 ml / мин Uf200 ः т, UP400St
00,1 до 20L 00,2 до 4 л / мин UIP2000hdT
10 до 100L 2 до 10 л / мин UIP4000hdT
от 15 до 150L 3 до 15L/min UIP6000hdT
п.а. 10 до 100 L / мин UIP16000
п.а. по-голям струпване на UIP16000

Свържете се с нас! / Попитай ни!

Поискайте повече информация

Моля, използвайте формата по-долу, за да изиска допълнителна информация за ултразвукови процесори, приложения и цена. Ще се радваме да обсъдим процеса с вас и да ви предложим ултразвукова система, отговаряща на вашите изисквания!









Моля, обърнете внимание, че нашите Правила за поверителност,


Ултразвукова клетка поток за дисперсия и разтваряне

Ултразвуков стъклен реактор за вградена кристализация и утаяване



Литература / Препратки

Факти заслужава да се знае

Прилагането на интензивни ултразвукови вълни за течности, течни, твърди и течни газове смеси допринася за многобройни процеси в материали науката, химия, биология и биотехнологията. Подобно на своите многобройни приложения, свързването на ултразвукови вълни в течности или суспензии се нарича с различни термини, които описват процеса на ултразвук. Общи условия са: обработка с ултразвук, ултразвук, ултразвук, ултразвуков облъчване, insonation, sonorisation и insonification.


Ултразвук с висока производителност! Продуктовата гама Hielscher обхваща пълния спектър от компактния ултразвуков апарат на лабораторията над пейка-топ единици до пълноиндустриални ултразвукови системи.

Hielscher Ultrasonics произвежда високопроизводителни ултразвукови хомогенизатори от лаборатория да се промишлени размери.


Ще се радваме да обсъдим вашия процес.

Да се свържем.