Technologie des ultrasons Hielscher

Ultrasons Cristallisation et précipitations

  • L'échographie initie et favorise la nucléation et la cristallisation de molécules organiques.
  • Le contrôle des processus de cristallisation et de précipitation est important d'assurer une haute qualité des produits.
  • Les principaux avantages de la cristallisation par ultrasons et la précipitation à côté d'un contrôle de processus complet sont à savoir un temps d'induction considérablement plus rapide, un niveau de sursaturation inférieur, et le contrôle de la croissance des cristaux.
  • Hielscher fiable et fournit des équipements à ultrasons convivial pour sonocrystallization réussie et sonoprecipitation en lots, la réaction continue ou in situ.

Sono-Cristallisation & Sono-Précipitations

L'application des ondes ultrasonores pendant la cristallisation et la précipitation ont divers effets positifs sur le processus.
ultrasons de puissance contribue à

  • former des solutions sursaturées / sursaturées
  • initier une nucléation rapide
  • contrôler la vitesse de croissance des cristaux
  • contrôler la précipitation
  • polymorphes de contrôle
  • réduire les impuretés
  • obtenir une distribution de taille de cristal uniforme
  • obtenir une même morphologie
  • empêcher le dépôt indésirable sur les surfaces
  • initier la nucléation secondaire
  • améliorer la séparation solide-liquide

Différence entre la cristallisation et les précipitations

Les deux, la cristallisation et la précipitation sont déterminées comme des processus liés à la solubilité ce qui signifie que d'un solide – soit précipité cristallin ou – est formé à partir d'une solution sursaturée. La différence entre la cristallisation et la précipitation se situe dans le processus de formation et le produit final formé.
Pendant Cristallisation, Un réseau de cristal est sélectivement et lentement formée à partir de molécules organiques résultantes dans un cristalline pure, polymorphes composé. UNE Précipitation procédé est caractérisé par la formation rapide d'un solide à partir d'une solution sursaturée créant un cristallin ou amorphe solide. Cristallisation et les précipitations sont parfois à peine pour marquer d'arrêt parce que de nombreux composés organiques apparaissent en fait d'abord sous forme de solides amorphes non cristallins qui tournent plus tard vraiment cristallin. Dans ces cas nucléation est difficile de séparer de la précipitation d'un solide amorphe.
Le processus de cristallisation et la précipitation est déterminée par deux grandes étapes, la nucléation et le la croissance cristalline. Pour amorcer la nucléation, les solutés dans une solution sursaturée accumulent des grappes de formage. Ces groupes construisent les noyaux à partir desquels les solides se développent.

Problèmes

La cristallisation et la précipitation sont normalement soit très sélective ou se propageant très rapidement les processus et, partant, à peine à contrôler. Le résultat est que, en général, la nucléation se produit au hasard, De sorte que la qualité des cristaux obtenus (précipitants) est incontrôlée. En conséquence, les cristaux sortantes ont une taille de cristal untailored, sont inégalement réparties de manière non uniforme et de forme. Ces cristaux précipités au hasard cause majeure problèmes de qualité puisque la taille des cristaux, la distribution de cristal et la morphologie sont des critères de qualité essentiels des particules précipitées. Une cristallisation incontrôlée et la précipitation, un produit pauvre.

Solution

Un cristallisation assistée par ultrasons (Sonocrystallization) et les précipitations (sonoprecipitation) permet la le contrôle exact sur les conditions du procédé. Tous les paramètres importants de la cristallisation à ultrasons peuvent être précisément influencées – résultant en une nucléation et une cristallisation contrôlée. La caractéristique des cristaux précipités ont un ultra-sons plus uniforme taille et plus cubique morphologie. Les conditions contrôlées de sonocrystallization permettent reproductibilité. Tous les résultats obtenus à petite échelle, peut être mise complètement mis à l'échelle linéaire. cristallisation par ultrasons et les précipitations permettent la production sophistiquée de nano-particules cristallines – à la fois, laboratoires et Industriel échelle.

Les effets de la cavitation ultrasonique

Lorsque les ondes ultrasonores à haute énergie sont couplés dans des liquides, en alternance à haute pression / basse pression cycles créent des bulles ou des vides dans le liquide. Ces bulles grossissent sur plusieurs cycles jusqu'à ce qu'ils ne peuvent pas Absorp plus d'énergie pour qu'ils s'effondrent violemment pendant un cycle haute pression. Le phénomène de ces implosions de bulles violentes est connue sous le nom cavitation et est caractérisé par des conditions extrêmes telles que des températures locales très élevées, vitesses de refroidissement élevées, les différentiels à haute pression, les ondes de choc et des jets de liquide.
Les effets des ultrasons cavitation favoriser la cristallisation et la précipitation fournissant un mélange très homogène des précurseurs. Ultrasonique Dissolution est une méthode éprouvée pour produire des solutions sursaturées / sursaturées. Le mélange intense et le transfert de masse amélioré de ce fait améliore l'ensemencement des noyaux. Les ondes de choc à ultrasons aident à la formation des noyaux. Plus noyaux sont têtes de série, la plus fine et plus rapide se produira la croissance cristalline. comme ultrasons cavitation peut être contrôlé de façon très précise, il est possible de contrôler le processus de cristallisation. Naturellement, les barrières existantes pour la nucléation sont facilement surmontés en raison des forces à ultrasons.
Sonication aide au cours de la nucléation secondaire que l'on appelle aussi depuis le puissant cavitation par ultrasons pauses et désagglomère de plus grands cristaux ou agglomérats.
Avec l'échographie, un prétraitement des précurseurs est normalement pas nécessaire puisque sonication améliore la cinétique de réaction.

cavitation ultrasons crée des forces très intenses qui favorise les processus de cristallisation et de précipitation (Cliquez pour agrandir!)

la formation de bulles par ultrasons et son implosion violente

Influencer Taille cristal par sonication

L'échographie permet la production de cristaux adaptés aux besoins. Trois options générales de sonication ont des effets importants sur la sortie:

    1. Première sonication:

L'application à court d'ondes ultrasonores à une solution sursaturée peut initier la germination et la formation de noyaux. Comme sonication est appliquée uniquement au cours de la phase initiale, le produit de croissance cristalline ultérieures sans entrave entraînant plus grand cristaux.

    1. Sonication continue:

L'irradiation continue des résultats de solution sursaturée en petits cristaux depuis le ultrasonication crée beaucoup réactivé des noyaux entraînant la croissance de nombreux petit cristaux.

    1. Pulsed sonication

ultrasons pulsés moyen de l'application d'ultrasons à des intervalles déterminés. Une entrée contrôlée avec précision d'énergie ultrasonore permet d'influer sur la croissance cristalline afin d'obtenir une adapté la taille des cristaux.

Equipement ultrasonique

Sono-cristallisation et les processus-précipitation peuvent sono être effectués lots ou réacteurs fermés, comme continu procédé en ligne ou en tant que in situ réaction. Hielscher Ultrasonics vous fournit le parfaitement adapté appareil à ultrasons pour votre cristallisation spécifique sono & précipitation processus sono – que ce soit en fin de recherche laboratoires et installations pilotes échelle ou pour Industriel production. Notre large gamme de produits couvre vos besoins. Tous les ultrasonicators peuvent être réglés à des cycles de pulsations ultrasoniques – une fonctionnalité qui permet d'influencer cristal sur mesure Taille.
Pour améliorer la cristallisation des avantages à ultrasons encore plus, l'utilisation de l'insert de cellule d'écoulement de Hielscher MultiPhaseCavitator est recommandé. Cet insert spécial permet l'injection du précurseur à travers les 48 fines canules améliorer l'ensemencement initial des noyaux. Les précurseurs peuvent être exactement dosée résultant en une forte contrôlabilité au cours du processus de cristallisation.

Dispositif à ultrasons avec réacteur de cristallisation et de précipitation

appareil à ultrasons UIP1500hd

InsertMPC48 avec 48 canules fines est idéal pour la cristallisation et sono-précipitation sono

InsérerMPC48 – pour optimiser sono-cristallisation

ultrasons Cristallisation

 

  • Vite
  • efficace
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  • facile à nettoyer (CIP / SIP)
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homogénéisateurs à ultrasons pour la préparation de solutions sursaturées et la cristallisation ultérieure et la précipitation des solides

appareil à ultrasons UP200S

Demande d'information





ultrasonication en continu avec une cellule d'écoulement de verre (Cliquez pour agrandir!)

La sonication dans une chambre de réacteur à ultrasons

Littérature / Références

  • Deora, N.s .; Misra, .; N, N Deswal, A .; Mishra, H.N .; Cullen, P.J .; Tiwari B.K. (2013): L'échographie pour Cristallisation améliorée dans la transformation des aliments. Food Engineering Avis, 5/1, 2013. 36-44.
  • Jagtap, Vaibhavkumar A .; Vidyasagar, G .; Dvivedi, S. C. (2014): l'amélioration de la solubilité de la rosiglitazone en utilisant la technique de sonocrystallization à l'état fondu. Journal de l'échographie 17/1. 2014. 27-32.
  • Jiang, Siyi (2012): Examen des Sonocrystallization Cinétique de L-acide glutamique. Thèse de doctorat à l'Université de Leeds 2012.
  • Luque de Castro, M.D .; Priego-Capote, F. (2007): cristallisation à ultrasons assistée (sonocrystallization). Ultrasons Sonochemistry 14/6, 2007. 717-724.
  • Ruecroft, Graham; Hipkiss, David; Ly, Tuan; Maxted, Neil; Cains, Peter W. (2005): Sonocrystallization: L'utilisation des ultrasons pour l'amélioration de Cristallisation industrielle. Processus biologique Recherche et développement 9/6, 2005. 923-932.
  • Sander, John R.G .; Zeiger, Brad W .; Suslick, Kenneth S. (2014): Sonocrystallization et sonofragmentation. Ultrasons Sonochemistry 21/6, 2014. 1908-1915.

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Qu'il faut savoir

L'application d'ondes ultrasonores intenses à des liquides, des mélanges liquide-solide et liquide-gaz contribue à de nombreux processus dans la science des matériaux, la chimie, la biologie et la biotechnologie. Similaire à ses applications multiples, le couplage des ondes ultrasoniques dans des liquides ou des boues est nommé avec divers termes qui décrivent le processus de sonication. Les termes communs sont: sonication, ultrasonication, sonification, irradiation aux ultrasons, insonation, sonorisation et insonification.