Ultrasonik Kristalisasi dan Prespirasi

Ultrasonografi memulai dan mempromosikan nukleasi dan kristalisasi molekul organik. Memiliki kontrol atas proses ini sangat penting untuk memastikan produk akhir berkualitas tinggi. Keuntungan menggunakan sonikasi untuk kristalisasi dan membuat padatan dari cairan adalah membuat prosesnya lebih cepat, menggunakan lebih sedikit bahan, dan memungkinkan Anda mengelola ukuran kristal akhir. Hielscher menyediakan sonikator yang andal dan mudah digunakan untuk kristalisasi dan pembentukan padat yang sukses, baik dalam batch, inline, atau in-situ selama reaksi.

Sono-kristalisasi dan sono-presipitasi

Penerapan Gelombang ultrasonik selama kristalisasi dan pengendapanmemiliki berbagai efek positif pada proses.
Kekuatan ultrasound membantu

  • bentuk jenuh / solusi jenuh
  • menginisiasi pembentukan inti yang cepat
  • mengontrol laju pertumbuhan kristal
  • mengontrol pengendapan
  • polimorf kontrol
  • mengurangi kotoran
  • memperoleh distribusi ukuran kristal yang seragam
  • membentuk even morfologi
  • mencegah endapan yang tidak diinginkan pada permukaan
  • memulai pembentukan inti sekunder
  • memperbaiki pemisahan padat-cair

 

Permintaan Informasi




Perhatikan Kebijakan pribadi.


Sono-kristalisasi kristal seperti pharmceuticals, bahan kimia halus dll.

Sonicator UIP2000hdT dengan reaktor batch untuk sono-kristalisasi

Perbedaan antara kristalisasi dan pengendapan

Baik kristalisasi dan presipitasi adalah proses yang digerakkan oleh kelarutan, di mana fase padat, baik itu kristal atau endapan, muncul dari larutan yang telah melampaui titik jenuhnya. Perbedaan antara kristalisasi dan presipitasi bergantung pada mekanisme pembentukan dan sifat produk akhir.

Dalam kristalisasi, perkembangan metodis dan bertahap dari kisi kristal terjadi, dirakit secara selektif dari molekul organik, akhirnya menghasilkan senyawa kristal atau polimorfik murni dan terdefinisi dengan baik. Sebaliknya, presipitasi memerlukan generasi cepat fase padat dari larutan jenuh, menghasilkan pembentukan padatan kristal atau amorf. Penting untuk dicatat bahwa membedakan antara kristalisasi dan presipitasi dapat menjadi tantangan, karena banyak zat organik awalnya bermanifestasi sebagai padatan non-kristal amorf, yang kemudian mengalami transisi menjadi benar-benar kristal. Dalam kasus seperti itu, penggambaran antara nukleasi dan pembentukan padatan amorf selama presipitasi menjadi rumit.

Proses kristalisasi dan presipitasi ditentukan oleh dua langkah mendasar: nukleasi dan pertumbuhan kristal. Nukleasi dimulai ketika molekul zat terlarut dalam larutan jenuh menumpuk, membentuk cluster atau inti, yang kemudian berfungsi sebagai dasar untuk pertumbuhan fase padat berikutnya.

Masalah Umum dengan Proses Kristalisasi dan Presipitasi

Kristalisasi dan presipitasi biasanya sangat selektif atau sangat cepat merambat dan hampir tidak dapat dikendalikan. Yang hasilnya secara umum, terjadi pembentukan inti secara acak, sehingga kualitas kristal yang dihasilkan (precipitants) tidak terkendali.Dengan demikian, kristal yang keluar memiliki ukuran kristal untailored, tidak merata dan tidak seragam. Kristal yang diendapkan secara acak tersebut menjadi penyebab utama masalah kualitas karena ukuran kristal,Distribusi kristal dan morfologi merupakan kriteria kualitas penting dari partikel yang diendapkan. Kristalisasi dan presipitasi yang tidak terkontrol meruapakan produk yang buruk.

Solusi: Kristalisasi dan Presipitasi di bawah Sonikasi

Kristalisasi ultrasonically dibantu (sonocrystallization) dan presipitasi (sonoprecipitation) memungkinkan untuk kontrol yang tepat atas kondisi proses. Semua parameter penting dari kristalisasi ultrasonik dapat dipengaruhi dengan tepat – menghasilkan nukleasi dan kristalisasi yang terkontrol. Fitur kristal ultrasonically diendapkan memiliki ukuran yang lebih seragam dan morfologi kubik lebih. Kondisi terkontrol sono-kristalisasi dan sono-presipitasi memungkinkan untuk reproduktifitas tinggi dan kualitas kristal terus menerus. Semua hasil yang dicapai dalam skala kecil, dapat ditingkatkan sepenuhnya linier. Kristalisasi ultrasonik dan presipitasi memungkinkan untuk produksi canggih nano-partikel kristal – pada keduanya, laboratorium dan skala industri.

TEM gambar ultrasonically disintesis nanocrystals perovskit

Gambar TEM nanocrystals perovskit yang disintesis secara ultrasonik: CH3NH3PbBr3 QDs (a) dengan dan (b) tanpa perawatan ultrasonik.
(Gambar dan studi: ©Chen et al., 2007)

Efek Kavitasi Ultrasonik pada Kristalisasi dan Presipitasi

Ketika gelombang ultrasonik yang sangat energik digabungkan ke dalam cairan, bergantian tekanan tinggi / siklus tekanan rendah menciptakan gelembung atau rongga dalam cairan. Gelembung-gelembung itu tumbuh selama beberapa siklus sampai mereka tidak dapat menyerap lebih banyak energi sehingga mereka runtuh dengan keras selama siklus tekanan tinggi. Fenomena ledakan gelembung kekerasan tersebut dikenal sebagai kavitasi akustik dan ditandai oleh kondisi ekstrim lokal seperti suhu yang sangat tinggi, tingkat pendinginan tinggi, perbedaan tekanan tinggi, gelombang kejut dan jet cair.
Efek kavitasi ultrasonik mempromosikan kristalisasi dan presipitasi memberikan pencampuran prekursor yang sangat homogen. Pelarutan ultrasonik adalah metode well-eastblished untuk menghasilkan solusi jenuh / jenuh. Pencampuran yang intens dan transfer massa yang ditingkatkan meningkatkan penyemaian inti. Gelombang kejut ultrasonik membantu pembentukan inti. Semakin banyak inti yang diunggulkan, semakin halus dan cepat akan terjadi pertumbuhan kristal. Karena kavitasi ultrasonik dapat dikontrol dengan sangat tepat, dimungkinkan untuk mengontrol proses kristalisasi. Hambatan yang ada secara alami untuk nukleasi mudah diatasi karena kekuatan ultrasonik.
Selain itu, sonikasi membantu selama apa yang disebut nukleasi sekunder karena gaya geser ultrasonik yang kuat pecah dan deagglomerate kristal yang lebih besar atau aglomerat.
Dengan USG, pra-perawatan prekursor dapat dihindari karena sonikasi meningkatkan kinetika reaksi.

Kavitasi akustik atau ultrasonik: pertumbuhan gelembung dan ledakan

Kavitasi ultrasonik menciptakan kekuatan yang sangat kuat yang mempromosikan proses kristalisasi dan presipitasi

Mempengaruhi Ukuran Kristal oleh Sonikasi

Ultrasound memungkinkan untuk produksi kristal yang disesuaikan dengan persyaratan. Tiga pilihan umum sonikasi memiliki dampak penting pada output:

  • Sonikasi awal:
    Penerapan singkat gelombang ultrasuara ke larutan jenuh dapat memulai pembenihan dan pembentukan nukleus. Sebagaimana sonikasi hanya diterapkan pada tahap awal, pertumbuhan kristal berikutnya berlangsung tanpa ada hambatan yang terjadi pada kristal yang lebbig kecil.
  • Sonikasi Kontinu:
    Penyinaran terus menerus dari larutan jenuh menghasilkan kristal kecil karena ultrasonication yang tidak tercapai menghasilkan banyak nukleus sehingga terjadi banyak pertumbuhan kristal yang kecil.

  • Sonikasi berdenyut:
    Pulse ultrasound berarti aplikasi ultrasound ditentukan dalam interval. Input energi ultrasonik yang dikontrol hustru memungkinkan untuk mempengaruhi pertumbuhan kristal, untuk mendapatkan ukuran kristal yang sesuai.

Sonicators untuk Meningkatkan Proses Kristalisasi dan Presipitasi

Proses sono-kristalisasi dan sono-presipitasi dapat dilakukan dalam batch atau reaktor tertutup, sebagai proses inline kontinu atau sebagai reaksi in-situ. Hielscher Ultrasonics memasok Anda sonikator yang sangat cocok untuk proses sono-kristalisasi dan sono-presipitasi spesifik Anda – baik dalam tujuan penelitian di laboratorium dan skala bench-top atau dalam produksi industri. Rangkaian produk kami yang luas memenuhi kebutuhan Anda. Semua ultrasonicators dapat diatur ke siklus pulsasi ultrasonik – fitur yang memungkinkan untuk mempengaruhi ukuran kristal yang disesuaikan.
Untuk memperbaiki manfaat kristalisasi ultrasonik bahkan lebih, penggunaan Hielscher aliran sel menyisipkan MultiPhaseCavitator dianjurkan. Sisipan khusus ini memberikan injeksi prekursor melalui 48 kanula halus, meningkatkan penyemaian awal inti. Prekursor dapat diberi dosis yang tepat sehingga menghasilkan kemampuan kontrol yang tinggi atas proses kristalisasi.

Multi-Fase-Cavitator MPC48Insert untuk meningkatkan proses emulsifikasi dan kristalisasi menggunakan sonikasi

MultiPhaseCavitator untuk proses kristalisasi yang disempurnakan

Ultrasonik Kristalisasi

 

  • Cepat
  • efisien
  • dapat direproduksi
  • output berkualitas tinggi
  • Hasil yang tinggi
  • dapat dikontrol
  • dapat diandalkan
  • berbagai pilihan pengaturan
  • Aman
  • mudah dioperasikan
  • mudah dibersihkan (CIP / SIP)
  • biaya pemeliharaan yang rendah

 

Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami:

Batch VolumeFlow RateDirekomendasikan perangkat
0.5 untuk 1.5mLn.a.VialTweeter
1 hingga 500mL10-200mL/minUP100H
10-2000mL20 hingga 400mL/minUP200Ht, UP400St
0.1 hingga 20L0.2 sampai 4L/minUIP2000hdT
10 sampai 100L2-10L/minUIP4000hdT
15 hingga 150L3 hingga 15L / menitUIP6000hdT
n.a.10 sampai 100L/menitUIP16000
n.a.kristal yang lebbigcluster UIP16000

Hubungi Kami! / Tanya Kami!

Meminta informasi lebih lanjut

Silakan gunakan formulir di bawah ini untuk meminta informasi tambahan tentang prosesor ultrasonik, aplikasi dan harga. Kami akan dengan senang hati mendiskusikan proses Anda dengan Anda dan menawarkan sistem ultrasonik yang memenuhi kebutuhan Anda!









Harap dicatat bahwa Kebijakan pribadi.


Sel aliran ultrasonik untuk dispersi dan pelarutan

Reaktor kaca ultrasonik untuk kristalisasi inline dan presipitasi



Literatur/referensi

Fakta-fakta yang Patut Diketahui

Penerapan gelombang ultrasound yang intens ke dalam cairan, campuran cair-padat dan cair-gas memberi kontribusi kepada berbagai macam proses dalam ilmu material, kimia, biologi dan bioteknologi. Mirip dengan berbagai macam aplikasi, kopling gelombang ultrasonik yang masuk ke dalam cairan atau slurries dinamai dengan berbagai istilah yang menggambarkan proses sonikasi. Istilah-istilah yang umum: sonikasi, ultrasonikasi, sonifikasi, ultrasonik iradiasi, insonation, sonorisation, dan insonification.


Ultrasonik kinerja tinggi! Rangkaian produk Hielscher mencakup spektrum penuh dari ultrasonicator laboratorium kompak di atas unit bench-top hingga sistem ultrasonik industri penuh.

Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizers ultrasonik kinerja tinggi dari laboratorium hingga ukuran industri.


Kami akan dengan senang hati mendiskusikan proses Anda.

Mari kita hubungi.