Hielscher Ultralydsteknologi

Ultralydkrystallisation og nedbør

  • Ultralyd initierer og fremmer kernen og krystalliseringen af ​​organiske molekyler.
  • Kontrollen over krystalliserings- og udfældningsprocesserne er vigtig for at sikre en høj produktkvalitet.
  • De vigtigste fordele ved ultralydkrystallisation og udfældning ved siden af ​​en fuld processtyring er nemlig en drastisk hurtigere induktionstid, et lavere overmålingsniveau og kontrollen over krystalvæksten.
  • Hielscher leverer pålideligt og brugervenligt ultralyd udstyr til vellykket sonokrystallisering og sonopfældning som batch, kontinuerlig eller in situ reaktion.

Sono-Krystallisation & SONO-nedbør

Anvendelsen af ​​ultralydbølger under krystallisation og udfældning har forskellige positive virkninger på processen.
Effekt ultralyd hjælper med

  • danner overmættede / overmættede opløsninger
  • igangsætter en hurtig nucleation
  • kontrollere graden af ​​krystalvækst
  • kontrol nedbør
  • kontrol polymorfer
  • reducere urenheder
  • opnå en ensartet krystalstørrelsesfordeling
  • få en jævn morfologi
  • forhindre uønsket aflejring på overflader
  • initiere sekundær nucleation
  • forbedring af fast-væske adskillelse

Forskel mellem krystallisering og udfældning

Både krystallisering og udfældning bestemmes som opløselighedsrelaterede processer, hvilket betyder, at et faststof – enten krystal eller bundfald – er dannet ud fra en overmættet opløsning. Forskellen mellem krystallisering og udfældning ligger i formationsprocessen, og det færdige produkt dannes.
I løbet af Krystallisation, et krystal netværk er selektivt og langsomt dannet af organiske molekyler, hvilket resulterer i a ren cristalline, polymorf forbindelse. EN Nedbør Fremgangsmåden er karakteriseret ved hurtig dannelse af et faststof fra en overættet opløsning, der skaber en krystallinsk eller amorf solid. Krystallisering og udfældning er nogle gange næppe markeret, fordi mange organiske stoffer faktisk forekommer først som amorfe, ikke-krystallinske faste stoffer, som senere bliver virkelig krystallinske. I disse tilfælde er nucleation vanskelig at adskille fra udfældning af et amorft faststof.
Krystalliserings- og udfældingsprocessen bestemmes ved to store trin, dvs. kimdannelse og krystalvækst. For at initiere kerner akkumuleres opløste stoffer i en overmættet opløsning, der danner klynger. Disse klynger bygger kernerne, hvorfra de faste stoffer vokser.

Problemer

Krystallisering og udfældning er normalt enten meget selektivt eller meget hurtigt formeringsfremgangsmåder og derved næsten ikke at kontrollere. Resultatet er, at der generelt forekommer kerner tilfældigt, således at kvaliteten af ​​de resulterende krystaller (præcipitanter) er ukontrolleret. Følgelig har de kommende krystaller en uigennemtrænget krystalstørrelse, er ujævnt fordelt og ikke-ensartet formet. Sådanne tilfældigt udfældede krystaller forårsager større kvalitetsproblemer da krystalstørrelse, krystalfordeling og morfologi er afgørende kvalitetskriterier for de udfældede partikler. En ukontrolleret krystallisation og udfældning betyder en dårlig produkt.

Løsning

en ultralydassisteret krystallisation (sonokrystallisering) og udfældning (sonoprecipitation) giver mulighed for nøjagtig kontrol over procesbetingelserne. Alle vigtige parametre i ultralydskrystallisationen kan nøjagtigt påvirkes – hvilket resulterer i en kontrolleret nucleering og krystallisation. Den ultralyd udfældede krystaller funktion har en mere Ensartet størrelse og mere kubiske morfologi. De kontrollerede betingelser for sonokrystallisering tillader Reproducerbarhed. Alle resultater opnået i lille skala, kan opskaleres helt lineær. Ultralydkrystallisation og udfældning muliggør den sofistikerede produktion af krystallinske nanopartikler – i begge, Lab og Industriel vægt.

Virkningerne af ultralydshavitation

Når meget energiske ultralydbølger kobles i væsker, skaber vekslende højtryks- / lavtrykscyklusser bobler eller hulrum i væsken. Disse bobler vokser over flere cyklusser, indtil de ikke kan absorbere mere energi, så de kollapser voldsomt under en højtrykscyklus. Fænomenet af sådanne voldelige boble implosioner er kendt som kavitation og er præget af lokale ekstreme forhold som meget høje temperaturer, høje kølehastigheder, højtryksforskelle, stødbølger og væskestråler.
Virkningerne af ultralyd kavitation fremme krystallisering og udfældning, hvilket giver en meget homogen blanding af precursorerne. ultralyd opløsning er en gennemprøvet metode til at producere overmættede / overmættede løsninger. Den intense blanding og den derved forbedrede masseoverførsel forbedrer kernens udsåning. Ultralydstødbølgerne hjælper dannelsen af ​​kernerne. Jo flere kerner er podet, jo finere og hurtigere vil forekomme krystalvæksten. Som ultralyd kavitation kan styres meget præcist, det er muligt at styre krystalliseringsprocessen. Naturligvis er eksisterende barrierer for nukleation let at overvinde på grund af ultralydskræfterne.
Sonication hjælper også under såkaldt sekundær kernedannelse siden den kraftige ultralydskavitation pauser og deagglomererer større krystaller eller agglomerater.
Ved ultralyd er en forbehandling af prækursorerne normalt ikke nødvendig, da sonikation forbedrer reaktionskinetikken.

Ultralydkavitation skaber meget stærke kræfter, som fremmer krystalliserings- og nedbørsprocesserne (Klik for større billede!)

Ultralydbobleformation og dens voldelige implosion

Påvirkende Crystal Size af Sonication

Ultralyd gør det muligt at producere krystaller, der er skræddersyet til krav. Tre generelle muligheder for sonikering har vigtige effekter på output:

    1. Indledende sonikering:

Den korte anvendelse af ultralydbølger til en overmættet opløsning kan initiere såning og dannelse af kerner. Da sonikering kun anvendes i det indledende trin, fortsætter den efterfølgende krystalvækst uhindret resulterende i større krystaller.

    1. Kontinuerlig Sonikering:

Den kontinuerlige bestråling af den overmættede opløsning resulterer i små krystaller, da den uopløste ultralyddannelse skaber mange kerner, der resulterer i mange menneskers vækst. lille krystaller.

    1. pulserende lydbehandling

Pulserende ultralyd betyder anvendelse af ultralyd i bestemte intervaller. En nøjagtigt styret indgang af ultralydsenergi tillader at påvirke krystalvæksten for at opnå en skræddersyet krystalstørrelse.

Ultralyd Udstyr

Sonokrystallisation og sono-udfældningsprocesser kan udføres i Partier eller lukkede reaktorer, som sammenhængende inline proces eller som in situ reaktion. Hielscher Ultrasonics forsyner dig perfekt Ultralydsindretning til din specifikke sonokrystallisation & sono-udfældningsproces – hvad enten det er forskningsformål i Lab og Bench-top skala eller for Industriel produktion. Vores brede produktsortiment dækker dine behov. Alle ultralydapparater kan indstilles til ultralydspulsationscykler – en funktion der tillader at påvirke a skræddersyet krystal størrelse.
For at forbedre fordelene ultralyd krystallisering endnu mere, brugen af ​​Hielscher's flow celleindsats MultiPhaseCavitator anbefales. Denne specielle indsats giver injektionen af ​​precursoren gennem 48 fine kanyler, der forbedrer kernens indledende podning. Forstadierne kan være Nemlig doseret resulterer i en høj styrbarhed over krystalliseringsprocessen.

Ultralydsenhed med reaktor til krystallisering og nedbør

ultrasonicator UIP1500hd

InsertMPC48 med 48 fine kanyler er ideel til sonokrystallisation og sono-udfældning

InsertMPC48 – til optimeret sonokrystallisation

Ultralydkrystallisation

 

  • Hurtig
  • effektiv
  • nøjagtigt reproducerbar
  • høj kvalitet output
  • høje udbytter
  • styrbar
  • pålidelig
  • forskellige opsætningsmuligheder
  • sikker
  • nem betjening
  • nem at rengøre (CIP / SIP)
  • Lav vedligeholdelse

 

Ultralydshomogenisatorer til fremstilling af overmættede opløsninger og efterfølgende krystallisation og udfældning af faste stoffer

Ultralydsindretning UP200S

Anmodning om oplysninger




Bemærk vores Fortrolighedspolitik.


Kontinuerlig ultralydbehandling med en glasflowcelle (Klik for større billede!)

Sonikering i et ultrasonisk reaktorkammer

Litteratur / Referencer

  • Deora, NS; Misra, NN; Deswal, A .; Mishra, HN; Cullen, PJ; Tiwari BK (2013): Ultralyd til forbedret krystallisation i fødevareforarbejdning. Food Engineering Anmeldelser, 5/1, 2013. 36-44.
  • Jagtap, Vaibhavkumar A .; Vidyasagar, G .; Dvivedi, SC (2014): Opløselighedsforøgelse af rosiglitazon ved anvendelse af smelte-sonokrystalliseringsteknik. Journal of Ultrasound 17/1., 2014. 27-32.
  • Jiang, Siyi (2012): En undersøgelse af Sonokrystalliseringskinetik af L-Glutaminsyre. Ph.d.-afhandling ved University of Leeds 2012.
  • Luque de Castro, MD; Priego-Capote, F. (2007): Ultralyd-assisteret krystallisation (sonokrystallisering). Ultrasonics Sonochemistry 14/6, 2007. 717-724.
  • Ruecroft, Graham; Hipkiss, David; Ly, Tuan; Maxted, Neil; Kæder, Peter W. (2005): Sonokrystallisering: Anvendelsen af ​​ultralyd til forbedret industriel krystallisation. Organisk procesforskning og -udvikling 9/6, 2005. 923-932.
  • Sander, John RG; Zeiger, Brad W .; Suslick, Kenneth S. (2014): Sonokrystallisering og sonofragmentering. Ultrasonics Sonochemistry 21/6, 2014. 1908-1915.

Kontakt os / bede om flere oplysninger

Tal med os om dine forarbejdning krav. Vi vil anbefale de bedst egnede setup og procesparametre til dit projekt.





Bemærk venligst, at vores Fortrolighedspolitik.




Fakta Værd at vide

Anvendelsen af ​​intense ultralydbølger til væsker, flydende faststof og flydende gasblandinger bidrager til mangfoldige processer inden for materialevidenskab, kemi, biologi og bioteknologi. På samme måde som dets mangeartede anvendelser er koblingen af ​​ultralydbølger til væsker eller opslæmninger navngivet med forskellige termer, der beskriver lydbehandlingsprocessen. Fælles termer er: sonikering, ultralydbehandling, sonificering, ultralydbestråling, insonation, sonorisering og forsoning.