Ultrazvukové Krystalizace a srážky

Ultrazvuk iniciuje a podporuje nukleaci a krystalizaci organických molekul. Kontrola nad tímto procesem je životně důležitá, aby se zajistilo, že konečný produkt bude vysoce kvalitní. Výhody použití sonikace pro krystalizaci a výrobu pevných látek z kapalin spočívají v tom, že proces je mnohem rychlejší, používá méně materiálu a umožňuje spravovat konečnou velikost krystalů. Hielscher poskytuje spolehlivé a snadno použitelné sonikátory pro úspěšnou krystalizaci a tvorbu pevných látek, ať už v dávce, inline nebo in-situ během reakce.

Sonokrystalizace a sono-srážení

Použití ultrazvukových vln během krystalizace a srážení mají různé pozitivní účinky na proces.
Power ultrazvuk pomáhá

  • vytvoření přesyceného / přesycený řešení
  • zahájit rychlý zárodků
  • řízení rychlosti růstu krystalů
  • řízení srážení
  • ovládání polymorfy
  • snížení nečistot
  • získání rovnoměrného rozdělení velikosti krystalů
  • získání rovnoměrné morfologii
  • zabránit nežádoucí ukládání na povrchy
  • iniciovat sekundární nukleaci
  • zmírnění pevné a kapalné fáze

 

Žádost o informace





Sonokrystalizace krystalů, jako jsou farmacietika, jemné chemikálie atd.

Sonicator UIP2000hdT s dávkovým reaktorem pro sonokrystalizaci

Rozdíl mezi krystalizací a srážkami

Jak krystalizace, tak srážení jsou procesy řízené rozpustností, kde pevná fáze, ať už krystal nebo sraženina, vychází z roztoku, který překonal svůj bod nasycení. Rozdíl mezi krystalizací a srážením závisí na mechanismu tvorby a povaze konečného produktu.

Při krystalizaci dochází k metodickému a postupnému vývoji krystalické mřížky, selektivně sestavené z organických molekul, což nakonec vede k čisté a dobře definované krystalické nebo polymorfní sloučenině. Naopak srážení znamená rychlé generování pevných fází z přesyceného roztoku, což vede k tvorbě krystalických nebo amorfních pevných látek. Je důležité poznamenat, že rozlišování mezi krystalizací a srážením může být náročné, protože mnoho organických látek se zpočátku projevuje jako amorfní, nekrystalické pevné látky, které následně procházejí přechodem, aby se staly skutečně krystalickými. V takových případech se hranice mezi nukleací a tvorbou amorfní pevné látky během srážení stává složitou.

Krystalizační a srážecí procesy jsou diktovány dvěma základními kroky: nukleací a růstem krystalů. Nukleace začíná, když se molekuly rozpuštěných látek v přesyceném roztoku hromadí a vytvářejí klastry nebo jádra, které pak slouží jako základ pro následný růst pevných fází.

Běžné problémy s krystalizačními a srážecími procesy

Krystalizace a srážení jsou obvykle buď velmi selektivně, nebo velmi rychle rozmnožovací procesy a tím stěží kontrolovat. Výsledkem je, že obecně dochází k nukleaci náhodněTak, že kvalita výsledných krystalů (srážedla) je nekontrolované. V souladu s tím, že odchozí krystaly mají untailored velikost krystalů, jsou nerovnoměrně rozděleny a nerovnoměrně tvarované. Tyto náhodně Vyloučené krystaly způsobují hlavní problémy s kvalitou od velikosti krystalů, distribuce a morfologie krystalu jsou rozhodující kritéria kvality vysrážených částic. Nekontrolovaný krystalizace a srážení znamená špatnou produktu.

Řešení: Krystalizace a srážení pod sonikací

Ultrazvukem asistovaná krystalizace (sonokrystalizace) a srážení (sonoprecipitace) umožňuje přesnou kontrolu nad procesními podmínkami. Všechny důležité parametry ultrazvukové krystalizace mohou být přesně ovlivněny – což vede k řízené nukleaci a krystalizaci. Funkce ultrazvukem vysrážené krystaly mají jednotnější velikost a kubičtější morfologii. Kontrolované podmínky sonokrystalizace a sono-srážení umožňují vysokou reprodukovatelnost a kontinuální kvalitu krystalů. Všechny výsledky dosažené v malém měřítku mohou být zcela lineární. Ultrazvuková krystalizace a srážení umožňují sofistikovanou výrobu krystalických nanočástic – v laboratorním i průmyslovém měřítku.

TEM obraz ultrasonicky syntetizované perovskite nanocrystals

TEM obraz ultrazvukem syntetizovaných perovskitových nanokrystalů: CH3NH3PbBr3 QD (a) s a (b) bez ultrazvukové léčby.
(Obrázek a studie: ©Chen et al., 2007)

Účinky ultrazvukové kavitace na krystalizaci a srážení

Když jsou vysoce energetické ultrazvukové vlny spojeny do kapalin, střídavé vysokotlaké / nízkotlaké cykly vytvářejí bubliny nebo dutiny v kapalině. Tyto bubliny rostou v průběhu několika cyklů, dokud nemohou absorbovat více energie, takže se během vysokotlakého cyklu prudce zhroutí. Fenomén takových násilných bublinových implozí je známý jako akustická kavitace a je charakterizován místními extrémními podmínkami, jako jsou velmi vysoké teploty, vysoké rychlosti chlazení, vysokotlaké rozdíly, rázové vlny a kapalné trysky.
Účinky ultrazvukové kavitace podporují krystalizaci a srážení a poskytují velmi homogenní míchání prekurzorů. Ultrazvukové rozpouštění je dobře východníblished metoda pro výrobu přesycených / přesycených roztoků. Intenzivní míchání a tím zlepšený přenos hmoty zlepšuje setí jader. Ultrazvukové rázové vlny pomáhají tvorbě jader. Čím více jader je vyséváno, tím jemnější a rychlejší bude růst krystalů. Vzhledem k tomu, že ultrazvuková kavitace může být velmi přesně řízena, je možné řídit proces krystalizace. Přirozeně existující bariéry pro nukleaci jsou snadno překonány díky ultrazvukovým silám.
Navíc sonikace pomáhá během tzv. Sekundární nukleace, protože silné ultrazvukové smykové síly zlomí a deaglomerují větší krystaly nebo aglomeráty.
Při ultrazvuku lze zabránit předběžnému ošetření prekurzorů, protože sonikace zvyšuje kinetiku reakce.

Akustická nebo ultrazvuková kavitace: růst bublin a imploze

Ultrazvuková kavitace vytváří vysoce intenzivní síly, které podporují krystalizační a srážecí procesy

Ovlivňuje velikost krystalu pomocí zvuku

Ultrazvuk umožňuje výrobu krystalů přizpůsobených požadavkům. Tři obecné možnosti sonikace mají významný vliv na výstup:

  • Počáteční sonikace:
    Krátká aplikace ultrazvukových vln na přesycené roztoky může iniciovat očkování a tvorbu jader. Protože sonikace se aplikuje pouze během počáteční fáze, následný růst krystalů probíhá bez omezení větší krystalů.
  • Průběžná sonikace:
    Kontinuální ozáření výsledků přesycený roztok v malých krystalů od doby nepozastavené ultrazvuku vytváří mnoho jader, což vede k růstu mnoha malý krystalů.

  • Impulsní sonikace:
    Pulzní ultrazvuk se rozumí použití ultrazvuku v určených intervalech. Které mají přesně řízenou vstup ultrazvukové energie umožňuje ovlivňovat růst krystalů, aby se získal míru velikost krystalů.

Sonikátory pro lepší krystalizační a srážecí procesy

Sonokrystalizační a sono-precipitační procesy mohou být prováděny v dávkách nebo uzavřených reaktorech, jako kontinuální inline proces nebo jako in-situ reakce. Hielscher Ultrasonics vám dodává dokonale vhodný sonikátor pro váš specifický proces sono-krystalizace a srážení – Ať už pro výzkumné účely v laboratorním a stolním měřítku nebo v průmyslové výrobě. Náš široký sortiment výrobků pokryje vaše potřeby. Všechny ultrasonicators mohou být nastaveny na ultrazvukové pulzační cykly – Vlastnost, která umožňuje ovlivnit velikost krystalu na míru.
Chcete-li ještě více zlepšit výhody ultrazvukové krystalizace, doporučuje se použití vložky průtokových buněk Hielscher MultiPhaseCavitator. Tato speciální vložka zajišťuje vstřikování prekurzoru přes 48 jemných kanyl, což zlepšuje počáteční výsev jader. Prekurzory mohou být přesně dávkovány, což vede k vysoké kontrolovatelnosti v průběhu procesu krystalizace.

Vícefázový kavitátor MPC48Insert pro lepší emulgační a krystalizační procesy pomocí sonikace

MultiPhaseCavitator pro vylepšené krystalizační procesy

ultrazvukové Krystalizace

 

  • Rychle
  • účinný
  • přesně reprodukovatelné
  • vysoce kvalitní výstup
  • vysoké výnosy
  • řiditelný
  • spolehlivý
  • Různé možnosti nastavení
  • bezpečný
  • snadná obsluha
  • snadno se čistí (CIP / SIP)
  • Nízké nároky na údržbu

 

Níže uvedená tabulka vám dává informaci o přibližné zpracovatelské kapacity našich ultrasonicators:

Hromadná dávka průtok Doporučené Devices
00,5 až 1,5 ml na VialTweeter
1 až 500 ml 10 až 200 ml / min UP100H
10 až 2000ml 20 až 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
00,1 až 20L 00,2 až 4 litry / min UIP2000hdT
10 až 100L 2 až 10 l / min UIP4000hdT
15 až 150 l 3 až 15 l/min UIP6000hdT
na 10 až 100L / min UIP16000
na větší hrozen UIP16000

Kontaktujte nás! / Zeptej se nás!

Požádejte o další informace

Použijte níže uvedený formulář a vyžádejte si další informace o ultrazvukových procesorech, aplikacích a ceně. Rádi s vámi probereme váš proces a nabídneme vám ultrazvukový systém splňující vaše požadavky!









Uvědomte si prosím naši Zásady ochrany osobních údajů,


Ultrazvuková průtoková buňka pro disperzi a rozpouštění

Ultrazvukový skleněný reaktor pro inline krystalizaci a srážení



Literatura / Reference

Fakta Worth Knowing

Aplikace intenzivních ultrazvukových vln na kapaliny, směsi kapalina-pevná látka a kapalina-plyn přispívá k různým procesům ve vědě o materiálech, chemii, biologii a biotechnologii. Podobně jako u různých aplikací je spojování ultrazvukových vln do kapalin nebo kalů pojmenováno různými termíny, které popisují proces sonikace. Společné pojmy jsou: sonikace, ultrazvuku, sonifikaci, ozáření ultrazvukem, insonace, zvuky a insonifikace.


Vysoce výkonný ultrazvuk! Sortiment produktů Hielscher pokrývá celé spektrum od kompaktního laboratorního ultrasonicatoru přes bench-top jednotky až po plně průmyslové ultrazvukové systémy.

Hielscher Ultrasonics vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory od Laboratoř na průmyslové velikosti.


Rádi probereme váš proces.

Pojďme se spojit.