ულტრაბგერა იწყებს და ხელს უწყობს ორგანული მოლეკულების ნუკლეაციას და კრისტალიზაციას. ამ პროცესზე კონტროლი სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია, რათა დარწმუნდეთ, რომ საბოლოო პროდუქტი მაღალი ხარისხისაა. კრისტალიზაციისთვის სონიკაციის გამოყენების უპირატესობა და სითხეებიდან მყარი ნივთიერებების მიღებისას არის ის, რომ ეს პროცესს ბევრად აჩქარებს, ნაკლებ მასალას იყენებს და საშუალებას გაძლევთ მართოთ კრისტალების საბოლოო ზომა. Hielscher უზრუნველყოფს საიმედო და ადვილად გამოსაყენებელ სონიკატორებს წარმატებული კრისტალიზაციისა და მყარი ფორმირებისთვის, იქნება ეს რეაქციის დროს პარტიაში, ინლაინში თუ ადგილზე.

სონოკრისტალიზაცია და სონო-ნალექი

ულტრაბგერითი ტალღების დროს კრისტალიზაციისა და ნალექების დროს სხვადასხვა დადებითი ეფექტი მიმდინარეობს.
დენის ულტრაბგერითი ეხმარება

• ფორმა oversaturated / supersaturated გადაწყვეტილებები
• დაიწყოს სწრაფი nucleation
• გააკონტროლოს კრისტალური ზრდის მაჩვენებელი
• გააკონტროლოს ნალექები
• კონტროლის პოლიმორფები
• მინარევების შემცირება
• მიიღოს ერთიანი ბროლის ზომა განაწილება
• მიიღოს მორფოლოგიაც კი
• არასასურველი დეპონირების ზედაპირებზე პრევენციის მიზნით
• დაიწყოს საშუალო nucleation
• მყარი თხევადი გამიჯვნის გამარტივება

 

განსხვავება კრისტალიზაციასა და ნალექებს შორის

ორივე კრისტალიზაცია და ნალექი არის ხსნადობაზე ორიენტირებული პროცესები, სადაც მყარი ფაზა, იქნება ეს კრისტალი თუ ნალექი, ჩნდება ხსნარიდან, რომელმაც გადააჭარბა მის გაჯერების წერტილს. კრისტალიზაციასა და ნალექს შორის განსხვავება დამოკიდებულია წარმოქმნის მექანიზმსა და საბოლოო პროდუქტის ბუნებაზე.

კრისტალიზაციისას ხდება კრისტალური გისოსის მეთოდური და თანდათანობითი განვითარება, რომელიც შერჩევით იკრიბება ორგანული მოლეკულებისგან, რაც საბოლოოდ იძლევა სუფთა და კარგად განსაზღვრულ კრისტალურ ან პოლიმორფულ ნაერთს. პირიქით, ნალექი იწვევს მყარი ფაზების სწრაფ წარმოქმნას გადაჭარბებული ხსნარიდან, რის შედეგადაც წარმოიქმნება კრისტალური ან ამორფული მყარი. მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ კრისტალიზაციასა და ნალექს შორის განსხვავება შეიძლება იყოს რთული, რადგან ბევრი ორგანული ნივთიერება თავდაპირველად ვლინდება როგორც ამორფული, არაკრისტალური მყარი, რომლებიც შემდგომში განიცდიან გადასვლას და გახდებიან ჭეშმარიტად კრისტალური. ასეთ შემთხვევებში, ნალექის წარმოქმნასა და ამორფული მყარის წარმოქმნას შორის გამიჯვნა რთული ხდება.

კრისტალიზაციისა და ნალექების პროცესები ნაკარნახევია ორი ფუნდამენტური საფეხურით: ნუკლეაცია და კრისტალების ზრდა. ნუკლეაცია იწყება მაშინ, როდესაც ხსნადი ნივთიერების მოლეკულები გროვდება ზედმეტად გაჯერებულ ხსნარში, ქმნიან კლასტერებს ან ბირთვებს, რომლებიც შემდგომში მყარი ფაზების ზრდის საფუძველია.

კრისტალიზაციისა და ნალექების პროცესების საერთო პრობლემები

კრისტალიზაცია და ნალექები ნორმალურად ან ძალიან შერჩევით ან ძალიან სწრაფად პროპაგანდისტულ პროცესებს და ამით ძნელად აკონტროლებენ. შედეგი ის არის, რომ ზოგადად, ნუკლევაცია ხდება შემთხვევით, ისე, რომ შედეგად მიღებული კრისტალები (უპირატესობები) უკონტროლოა. შესაბამისად, გასასვლელი კრისტალები აქვს კრისტალური ზომა, არათანაბრად განაწილებული და არაფორმალური ფორმით. ასეთი შემთხვევით წარმოქმნილი კრისტალები იწვევენ ძირითადს ხარისხის პრობლემები მას შემდეგ, რაც ბროლის ზომა, ბროლის განაწილება და მორფოლოგია არის გადამუშავებული ნაწილაკების გადამწყვეტი ხარისხის კრიტერიუმი. უკონტროლო კრისტალიზაცია და ნალექი ნიშნავს ცუდი პროდუქტი.

გამოსავალი: კრისტალიზაცია და ნალექი გაჟღერებით

ულტრაბგერითი დახმარებით კრისტალიზაცია (სონოკრისტალიზაცია) და ნალექი (სონოპრეციპიტაცია) იძლევა პროცესის პირობებზე ზუსტი კონტროლის საშუალებას. ულტრაბგერითი კრისტალიზაციის ყველა მნიშვნელოვან პარამეტრზე შეიძლება ზუსტად იქონიოს გავლენა – რის შედეგადაც ხდება კონტროლირებადი ნუკლეაცია და კრისტალიზაცია. ულტრაბგერითი დალექილი კრისტალების მახასიათებელს აქვს უფრო ერთგვაროვანი ზომა და მეტი კუბური მორფოლოგია. სონოკრისტალიზაციისა და სონო-ნალექის კონტროლირებადი პირობები იძლევა მაღალი რეპროდუქციულობისა და უწყვეტი კრისტალური ხარისხის. ყველა შედეგი, რომელიც მიღწეულია მცირე მასშტაბით, შეიძლება იყოს მთლიანად წრფივი. ულტრაბგერითი კრისტალიზაცია და ნალექი იძლევა კრისტალური ნანონაწილაკების დახვეწილი წარმოების საშუალებას – როგორც ლაბორატორიული, ასევე სამრეწველო მასშტაბით.

ულტრაბგერითი კავიტაციის ეფექტი კრისტალიზაციასა და ნალექზე

როდესაც უაღრესად ენერგიული ულტრაბგერითი ტალღები ერწყმის სითხეებს, ალტერნატიული მაღალი წნევის/დაბალი წნევის ციკლები ქმნის ბუშტებს ან სიცარიელეს სითხეში. ეს ბუშტები იზრდება რამდენიმე ციკლის განმავლობაში, სანამ ისინი ვერ შთანთქავენ მეტ ენერგიას ისე, რომ ისინი ძალადობრივად იშლება მაღალი წნევის ციკლის დროს. ასეთი ძალადობრივი ბუშტების აფეთქების ფენომენი ცნობილია როგორც აკუსტიკური კავიტაცია და ხასიათდება ადგილობრივი ექსტრემალური პირობებით, როგორიცაა ძალიან მაღალი ტემპერატურა, მაღალი გაგრილების სიჩქარე, მაღალი წნევის დიფერენციალი, დარტყმითი ტალღები და თხევადი ჭავლები.
ულტრაბგერითი კავიტაციის ეფექტი ხელს უწყობს კრისტალიზაციას და ნალექს, რაც უზრუნველყოფს წინამორბედების ძალიან ერთგვაროვან შერევას. ულტრაბგერითი დაშლა არის კარგად დამკვიდრებული მეთოდი ზედმეტად გაჯერებული/ზეგაჯერებული ხსნარების წარმოებისთვის. ინტენსიური შერევა და ამით გაუმჯობესებული მასის გადაცემა აუმჯობესებს ბირთვების დათესვას. ულტრაბგერითი დარტყმითი ტალღები ხელს უწყობს ბირთვების ფორმირებას. რაც უფრო მეტი ბირთვი იქნება დათესილი, მით უფრო წვრილად და სწრაფად მოხდება ბროლის ზრდა. ვინაიდან ულტრაბგერითი კავიტაციის კონტროლი შესაძლებელია ძალიან ზუსტად, შესაძლებელია კრისტალიზაციის პროცესის კონტროლი. ბუნებრივად არსებული ბარიერები ნუკლეაციისთვის ადვილად გადაილახება ულტრაბგერითი ძალების გამო.
გარდა ამისა, სონიკა ხელს უწყობს ეგრეთ წოდებული მეორადი ნუკლეაციის დროს, რადგან ძლიერი ულტრაბგერითი ათვლის ძალები არღვევს და არღვევს უფრო დიდ კრისტალებს ან აგლომერატებს.
ულტრაბგერითი პრეკურსორების წინასწარი დამუშავების თავიდან აცილება შესაძლებელია, ვინაიდან სონიკა აძლიერებს რეაქციის კინეტიკას.

კინგლის ზოლის გავლენა Sonication- ის მიერ

ულტრაბგერითი საშუალებას აძლევს მოთხოვნებს მორგებული კრისტალების წარმოებაზე. გამონაბოლქვის სამი ზოგადი ვარიანტი მნიშვნელოვან ეფექტს იძლევა:

• პირველადი Sonication:
  ულტრაბგერითი ტალღების მოკლევადიანი დამუშავების მოკლევადიანი გამოყენება შეიძლება დაიწყოს ბირთვების დათესვა და ფორმირება. ვინაიდან პირველადი ეტაპზე გამოსაყენებლად მხოლოდ sonication გამოიყენება, შემდგომში ბროლის ზრდა გამოუსადეგარია უფრო დიდი კრისტალები.
• უწყვეტი Sonication:
  უწყვეტი გამოსხივება ექსტრაორდინირებული ხსნარის შედეგად მცირე კრისტალებში ხდება, რადგან უპასუხისმგებლო ულტრაბგერია ქმნის უამრავ ბირთვს, რაც იწვევს მრავალი ადამიანის პატარა კრისტალები.

• პულსირებული სონიკატი:
  Pulsed ულტრაბგერითი ნიშნავს ულტრაბგერითი გამოყენების განსაზღვრულ ინტერვალში. ულტრაბგერითი ენერგიის ზუსტად კონტროლირებადი შეყვანა საშუალებას იძლევა, რომ გავლენა იქონიოს ბროლის ზრდის მისაღებად მორგებული ბროლის ზომა.

Sonicators გაუმჯობესებული კრისტალიზაციისა და ნალექების პროცესებისთვის

სონოკრისტალიზაციის და სონო-ნალექის პროცესები შეიძლება განხორციელდეს პარტიებში ან დახურულ რეაქტორებში, როგორც უწყვეტი შიდა პროცესი ან როგორც ადგილზე რეაქცია. Hielscher Ultrasonics გთავაზობთ სრულყოფილად შესაფერის სონიკატორს თქვენი კონკრეტული სონოკრისტალიზაციისა და სონო-ნალექის პროცესისთვის – კვლევითი მიზნებისთვის ლაბორატორიაში და სკამზე ან სამრეწველო წარმოებაში. ჩვენი ფართო ასორტიმენტი მოიცავს თქვენს საჭიროებებს. ყველა ულტრაბგერითი შეიძლება დაყენდეს ულტრაბგერითი პულსაციის ციკლებზე – ფუნქცია, რომელიც საშუალებას გაძლევთ გავლენა მოახდინოთ მორგებულ ბროლის ზომაზე.
ულტრაბგერითი კრისტალიზაციის უპირატესობების კიდევ უფრო გასაუმჯობესებლად, რეკომენდებულია Hielscher ნაკადის უჯრედის ჩანართის MultiPhaseCavitator-ის გამოყენება. ეს სპეციალური ჩანართი უზრუნველყოფს წინამორბედის ინექციას 48 წვრილი კანულის მეშვეობით, რაც აუმჯობესებს ბირთვების საწყის დათესვას. წინამორბედები შეიძლება ზუსტად დოზირებული იყოს, რის შედეგადაც კრისტალიზაციის პროცესის მაღალი კონტროლირებადია.

ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი გაძლევთ ჩვენს ულტრასონისტების სავარაუდო დამუშავების შესაძლებლობებს: