Tecnología de ultrasonido de Hielscher

Precipitación y cristalización por ultrasonidos

  • Ultrasonido inicia y promueve la nucleación y la cristalización de moléculas orgánicas.
  • El control de los procesos de cristalización y precipitación es importante para asegurar una alta calidad del producto.
  • Las principales ventajas de cristalización por ultrasonidos y la precipitación al lado de un control del proceso completo son a saber, un tiempo drásticamente más rápida de inducción, un nivel de sobresaturación inferior, y el control de crecimiento de cristales.
  • Hielscher suministra equipos de ultrasonidos fiable y fácil de usar para sonocrystallization éxito y sonoprecipitation como por lotes, la reacción continua o in-situ.

Sono-Cristalización & Sono-precipitación

La aplicación de ondas ultrasónicas durante la cristalización y precipitación tiene varios efectos positivos en el proceso.
ultrasonidos de potencia ayuda a

  • formar soluciones sobresaturadas / sobresaturadas
  • iniciar una rápida nucleación
  • controlar la velocidad de crecimiento de los cristales
  • controlar la precipitación
  • polimorfos de control
  • reducir las impurezas
  • obtener una distribución de tamaño de cristal uniforme
  • obtener una morfología incluso
  • prevenir la deposición no deseada sobre las superficies
  • iniciar la nucleación secundaria
  • mejorar la separación sólido-líquido

Diferencia entre cristalización y precipitación

Ambos, la cristalización y la precipitación se determinan como los procesos relacionados con la solubilidad lo que significa que un sólido – ya sea de cristal o precipitado – está formado a partir de una solución sobresaturada. La diferencia entre la cristalización y la precipitación se encuentra en el proceso de formación y forma el producto final.
Durante Cristalización, Una red de cristales es selectivamente y despacio formado a partir de moléculas orgánicas resultantes en una cristalina pura, organismo polimorfo compuesto. UN Precipitación proceso se caracteriza por la rápida formación de un sólido a partir de una solución sobresaturada crear una cristalino o amorfo sólido. La cristalización y precipitación son a veces apenas para marcar-off debido a que muchos compuestos orgánicos en realidad aparecen por primera vez en forma de sólidos no cristalinos amorfos que más tarde se convierten en verdad cristalina. En estos casos la nucleación es difícil de separar de la precipitación de un sólido amorfo.
El proceso de cristalización y precipitación se determina por dos pasos principales, el nucleación y la el crecimiento de cristales. Para iniciar la nucleación, los solutos en una solución sobresaturada se acumulan formando grupos. Esos grupos construyen los núcleos de las que crecen los sólidos.

Problemas

La cristalización y precipitación son normalmente o bien de forma muy selectiva o muy rápidamente los procesos de propagación y, por tanto difícilmente para controlar. El resultado es que, en general, se produce la nucleación azar, De manera que la calidad de los cristales resultantes (precipitantes) es incontrolada. Por consiguiente, los cristales outcoming tienen un tamaño de cristal sin cortar a medida, están distribuidas de manera desigual y conformado de manera no uniforme. Tales cristales precipitados al azar de las principales causas problemas de calidad ya que el tamaño de cristal, la distribución y la morfología del cristal son criterios fundamentales de calidad de las partículas precipitadas. Una cristalización incontrolada y precipitación significa un producto pobre.

Solución

Un cristalización asistida por ultrasonidos (Sonocrystallization) y precipitación (sonoprecipitation) permite la control exacto sobre las condiciones del proceso. Todos los parámetros importantes de la cristalización de ultrasonidos pueden ser influenciados precisamente – dando como resultado una nucleación controlada y cristalización. Los cristales precipitados por ultrasonidos característica tener una más uniforme tamaño y más cúbico morfología. Las condiciones controladas de sonocrystallization permiten reproducibilidad. Todos los resultados obtenidos en pequeña escala, pueden ser escalados hasta-completamente lineal. Ultrasonic cristalización y precipitación permiten para la producción sofisticada de cristalinas nano-partículas – en ambos, laboratorio y Uso industrial escala.

Los efectos de la cavitación ultrasónica

Cuando las ondas ultrasónicas de alta energía están acoplados en líquidos, alternando de alta presión / baja presión ciclos crear burbujas o huecos en el líquido. Esas burbujas crecen durante varios ciclos hasta que no pueden ABSORCIÓN más energía para que se colapsan violentamente durante un ciclo de alta presión. El fenómeno de tales implosiones de burbujas violentos se conoce como cavitación y se caracteriza por condiciones extremas locales, tales como temperaturas muy altas, altas velocidades de enfriamiento, diferenciales de alta presión, ondas de choque y chorros de líquido.
Los efectos de los ultrasonidos cavitación promover la cristalización y precipitación proporcionar una mezcla muy homogénea de los precursores. Ultrasónico disolución es un método probado para producir soluciones sobresaturadas / sobresaturadas. La intensa de mezcla y la transferencia de masa de ese modo mejorado mejora la siembra de los núcleos. Las ondas de choque ultrasónicas ayudan a la formación de los núcleos. Los más núcleos son cabeza de serie, el más fino y más rápido se producirá el crecimiento de los cristales. Como ultrasónica cavitación puede ser controlado de manera muy precisa, es posible controlar el proceso de cristalización. Naturalmente las barreras existentes para la nucleación se superan con facilidad debido a las fuerzas de ultrasonidos.
asistencias sonicación durante llamado nucleación secundaria también, ya que la cavitación ultrasónica potente descansos y desaglomera cristales más grandes o aglomerados.
Con ultrasonido, un pre-tratamiento de los precursores no es normalmente necesaria puesto que la sonicación mejora la cinética de reacción.

cavitación ultrasónica crea fuerzas de gran intensidad que promueve los procesos de cristalización y precipitación (click para ampliar!)

la formación de burbujas por ultrasonidos y su implosión violenta

Influir en tamaño cristalino mediante ultrasonidos

Ultrasonido permite para la producción de cristales adaptados a los requisitos. Tres opciones generales de tratamiento con ultrasonidos tienen efectos importantes en la salida:

    1. El tratamiento con ultrasonidos inicial:

La aplicación por debajo de las ondas de ultrasonido a una solución sobresaturada puede iniciar la siembra y la formación de núcleos. Como sonicación se aplica sólo durante la etapa inicial, los posteriores fondos de crecimiento de cristales sin impedimentos resultante en mayor cristales.

    1. La sonicación continua:

La irradiación continua de los resultados solución sobresaturada en pequeños cristales desde la ultrasonicación reanudar todos crea una gran cantidad de núcleos que resulta en el crecimiento de muchos pequeña cristales.

    1. El tratamiento con ultrasonidos pulsada

ultrasonido pulsado significa la aplicación de ultrasonidos en intervalos determinados. Una entrada controlada con precisión de energía ultrasónica permite influir en el crecimiento de los cristales con el fin de obtener una adaptada tamaño de cristal.

Equipo ultrasónico

procesos Sono-cristalización y sono-precipitación puede llevarse a cabo en lotes o reactores cerrados, como continua proceso en línea o como en el lugar reacción. Hielscher Ultrasonidos que suministra la perfección adecuada dispositivo ultrasónico para su sono-cristalización específica & sono-precipitación proceso – ya sea en fines de investigación en laboratorio y producción por lotes escala o para la Uso industrial producción. Nuestra amplia gama de productos cubre sus necesidades. Todos ultrasonicators se pueden configurar para ciclos de pulsación ultrasónicos – una característica que permite a influir en una cristal adaptado tamaño.
Para mejorar la cristalización ultrasónica beneficios aún más, el uso de inserción de celda de flujo de Hielscher Cavitador multifásico es recomendado. Este inserto especial proporciona la inyección del precursor a través de 48 cánulas finas mejora de la siembra inicial de los núcleos. Los precursores pueden ser exactamente dosificado resulta en un alto controlabilidad durante el proceso de cristalización.

Dispositivo ultrasónico con reactor de cristalización y precipitación

Ultrasonicador UIP1500hd

InsertMPC48 con 48 cánulas finas es ideal para sono-cristalización y sono-precipitación

InsertarMPC48 – para optimizado sono-cristalización

La cristalización ultrasónica

 

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homogeneizadores ultrasónicos para la preparación de soluciones sobresaturadas y la posterior cristalización y precipitación de sólidos

dispositivo ultrasónico UP200S

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ultrasonidos continua con una celda de flujo de vidrio (Haga clic para agrandar!)

La sonicación en una cámara de reactor ultrasónico

Literatura/Referencias

  • Deora, N.S .; Misra, N, N .; Deswal, A .; Mishra, H.N .; Cullen, P. J .; B. K. Tiwari (2013): Ultrasonido para Mejorar la cristalización in Food Processing. Ingeniería Food Experience, 5/1, 2013. 36-44.
  • Jagtap, Vaibhavkumar A .; Vidyasagar, G .; Dvivedi, S. C. (2014): mejora de Solubilidad de rosiglitazona mediante el uso de la técnica de sonocrystallization masa fundida. Journal of Ultrasound 17/1., 2014. 27-32.
  • Jiang, Siyi (2012): Un examen de Sonocrystallization Cinética de L-ácido glutámico. Tesis doctoral en la Universidad de Leeds 2012.
  • Luque de Castro, M.D .; Priego-Capote, F. (2007): cristalización asistida por ultrasonido (sonocrystallization). Sonoquímica ultrasonidos 14/6, 2007. 717-724.
  • Ruecroft, Graham; Hipkiss, David; Ly, Tuan; Maxted, Neil; Cain, Peter W. (2005): Sonocrystallization: el uso de ultrasonido para la Mejora de la cristalización industrial. Organic Process Research y Desarrollo 9/6, 2005. 923-932.
  • Sander, John R.G .; Zeiger, Brad W .; Suslick, Kenneth S. (2014): Sonocrystallization y sonofragmentation. Sonoquímica ultrasonidos 21/6, 2014. 1908-1915.

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Información interesante

La aplicación de ondas de ultrasonido intensas a líquidos, mezclas líquido-sólido y de gases líquidos contribuye a múltiples procesos en la ciencia de los materiales, la química, la biología y la biotecnología. Similar a sus aplicaciones múltiples, el acoplamiento de ondas ultrasónicas en líquidos o lechadas se nombra con varios términos que describen el proceso de sonicación. Los términos comunes son: sonicación, ultrasonidos, sonificación, irradiación ultrasónica, sonicación, sonorización e insonificación.