Cu ultrasunete Cristalizarea si Precipitații

Ecografia inițiază și promovează nucleația și cristalizarea moleculelor organice. Controlul asupra acestui proces este vital pentru a vă asigura că produsul final este de înaltă calitate. Avantajele utilizării sonicare pentru cristalizare și de a face solide din lichide sunt că face procesul mult mai rapid, utilizează mai puțin material, și vă permite să gestionați dimensiunea finală cristale. Hielscher oferă sonicatori fiabili și ușor de utilizat pentru cristalizarea cu succes și formarea solidelor, fie în lot, în linie, sau in situ în timpul unei reacții.

Sono-cristalizare și sono-precipitații

Aplicarea undelor ultrasonice în timpul cristalizării și precipitarea au diferite efecte pozitive asupra procesului.
Puterea cu ultrasunete ajută la

  • forma soluții suprasaturate / suprasaturate
  • iniția o nucleație rapidă
  • controla rata de creștere a cristalului
  • controlează precipitarea
  • polimorfi de control
  • reduce impuritățile
  • se obține o distribuție uniformă de dimensiunea cristalului
  • obține o morfologie chiar
  • prevenirea depunerilor nedorite pe suprafețe
  • iniția nucleată secundar
  • ameliora separare solid-lichid

 

Cerere de informatie





Sono-cristalizarea cristalelor, cum ar fi farmaceutice, substanțe chimice fine etc.

Sonicator UIP2000hdT cu reactor de lot pentru sonocristalizare

Diferența dintre cristalizare și precipitații

Atât cristalizarea, cât și precipitarea sunt procese determinate de solubilitate, în care o fază solidă, fie ea cristal sau precipitat, iese dintr-o soluție care și-a depășit punctul de saturație. Distincția dintre cristalizare și precipitare depinde de mecanismul de formare și de natura produsului final.

În cristalizare, are loc o dezvoltare metodică și treptată a unei rețele cristaline, asamblată selectiv din molecule organice, rezultând în cele din urmă un compus cristalin sau polimorf pur și bine definit. În schimb, precipitarea implică generarea rapidă de faze solide dintr-o soluție suprasaturată, rezultând formarea de solide cristaline sau amorfe. Este important de menționat că distincția dintre cristalizare și precipitare poate fi o provocare, deoarece multe substanțe organice se manifestă inițial ca solide amorfe, necristaline, care ulterior suferă o tranziție pentru a deveni cu adevărat cristaline. În astfel de cazuri, delimitarea dintre nucleație și formarea unui solid amorf în timpul precipitațiilor devine complicată.

Procesele de cristalizare și precipitare sunt dictate de două etape fundamentale: nucleația și creșterea cristalelor. Nucleația începe atunci când moleculele dizolvate dintr-o soluție suprasaturată se acumulează, formând clustere sau nuclee, care apoi servesc drept bază pentru creșterea ulterioară a fazelor solide.

Probleme comune cu procesele de cristalizare și precipitare

Cristalizarea și precipitare sunt în mod normal, fie foarte selectiv sau foarte rapid procesele de înmulțire și, prin urmare, greu de controlat. Rezultatul este că, în general, are loc nucleația la întâmplare, Astfel încât calitatea cristalelor rezultate (Precipitanții) este necontrolată. Prin urmare, cristalele outcoming au o dimensiune de cristal untailored, sunt inegal distribuite neuniform și în formă. Astfel de cristale precipitate aleatoriu cauza majoră probleme de calitate deoarece dimensiunea cristalului, distribuția și morfologia cristalului sunt criterii de calitate cruciale ale particulelor precipitate. O cristalizare necontrolată și precipitare înseamnă un produs sărac.

Soluție: Cristalizare și precipitare sub sonicare

O cristalizare asistată ultrasonically (sonocristalizare) și precipitare (sonoprecipitare) permite controlul precis asupra condițiilor de proces. Toți parametrii importanți ai cristalizării cu ultrasunete pot fi influențați cu precizie – rezultând o nucleație și cristalizare controlate. Caracteristica cristale precipitate ultrasonically au o dimensiune mai uniformă și morfologie mai cubică. Condițiile controlate de sonocristalizare și sonoprecipitare permit o reproductibilitate ridicată și o calitate continuă a cristalelor. Toate rezultatele obținute la scară mică, pot fi scalate complet liniar. Cristalizarea cu ultrasunete și precipitarea permit producerea sofisticată de nanoparticule cristaline – atât la scară de laborator, cât și la scară industrială.

Imagine tem de nanocristaline ultrasonically sintetizate perovskit

Imagine TEM a nanocristalelor de perovskit sintetizate ultrasonically: CH3NH3PbBr3 QDs (a) cu și (b) fără tratament cu ultrasunete.
(Imagine și studiu: ©Chen et al., 2007)

Efectele cavitației cu ultrasunete asupra cristalizării și precipitațiilor

Atunci când undele ultrasonice de înaltă energie sunt cuplate în lichide, cicluri alternative de înaltă presiune / joasă presiune creează bule sau goluri în lichid. Aceste bule cresc de-a lungul mai multor cicluri până când nu pot absorbi mai multă energie, astfel încât să se prăbușească violent în timpul unui ciclu de înaltă presiune. Fenomenul unor astfel de implozii violente cu bule este cunoscut sub numele de cavitație acustică și se caracterizează prin condiții extreme locale, cum ar fi temperaturi foarte ridicate, rate ridicate de răcire, diferențe de presiune ridicate, unde de șoc și jeturi de lichid.
Efectele cavitației cu ultrasunete promovează cristalizarea și precipitarea, oferind o amestecare foarte omogenă a precursorilor. Dizolvarea cu ultrasunete este o metodă bine estblished pentru a produce soluții suprasaturate / suprasaturate. Amestecarea intensă și, prin urmare, transferul de masă îmbunătățit îmbunătățesc însămânțarea nucleelor. Undele de șoc ultrasonice ajută la formarea nucleelor. Cu cât sunt însămânțate mai multe nuclee, cu atât mai fină și mai rapidă va avea loc creșterea cristalelor. Deoarece cavitația cu ultrasunete poate fi controlată foarte precis, este posibil să se controleze procesul de cristalizare. Barierele naturale existente pentru nucleație sunt ușor de depășit datorită forțelor ultrasonice.
În plus, sonicare ajută în timpul așa-numitei nucleații secundare, deoarece forțele puternice de forfecare cu ultrasunete sparge și deaglomerează cristale sau aglomerate mai mari.
Cu ultrasunete, un pre-tratament al precursorilor poate fi evitat, deoarece sonicare îmbunătățește cinetica reacției.

Cavitație acustică sau cu ultrasunete: creșterea bulelor și implozia

Cavitația cu ultrasunete creează forțe extrem de intense care promovează procesele de cristalizare și precipitare

Influențarea de cristal Dimensiune de sonicare

Ultrasunete permite pentru producerea de cristale adaptate cerințelor. Trei opțiuni generale ale sonicare au efecte importante asupra producției:

  • Sonicare inițială:
    Scurta aplicare a undelor de ultrasunete, la o soluție suprasaturată poate iniția însămânțarea și formarea de nuclee. Ca ultrasonare se aplică numai în timpul etapei inițiale, ulterioare veniturile de creștere cristalină neîmpiedicat rezultând mai mare cristale.
  • Sonicare continuă:
    Iradierea continuă a rezultatelor de soluții suprasaturate în cristale mici Din momentul ultrasonare creează o mulțime reluat de nuclee ca rezultat creșterea multora mic cristale.

  • Sonicare pulsate:
    ultrasunete Pulsed înseamnă aplicarea ultrasunetelor la intervale determinate. O intrare controlată cu precizie de energie cu ultrasunete permite să influențeze creșterea cristalelor în scopul obținerii unui adaptate dimensiunea cristalelor.

Sonicatori pentru procese îmbunătățite de cristalizare și precipitare

Procesele de sonocristalizare și sonoprecipitare pot fi efectuate în loturi sau reactoare închise, ca proces continuu în linie sau ca reacție in situ. Hielscher Ultrasonics vă furnizează sonicator perfect potrivit pentru procesul specific sono-cristalizare și sono-precipitare – fie în scopuri de cercetare, la scară de laborator și banc, fie în producția industrială. Gama noastră largă de produse acoperă nevoile dumneavoastră. Toate ultrasonicators pot fi setate la cicluri de pulsare cu ultrasunete – O caracteristică care permite influențarea unei dimensiuni personalizate a cristalului.
Pentru a ameliora beneficiile cristalizării cu ultrasunete chiar mai mult, se recomandă utilizarea inserției celulelor de flux Hielscher MultiPhaseCavitator. Această inserție specială asigură injectarea precursorului prin 48 de canule fine, îmbunătățind însămânțarea inițială a nucleelor. Precursorii pot fi dozați cu exactitate, rezultând o controlabilitate ridicată asupra procesului de cristalizare.

Multi-Phase-Cavitator MPC48Insert pentru procese îmbunătățite de emulsionare și cristalizare folosind sonicare

MultiPhaseCavitator pentru procese de cristalizare îmbunătățite

Cristalizarea cu ultrasunete

 

  • Rapid
  • eficient
  • exact reproductibile
  • ieșire de înaltă calitate
  • randamente ridicate
  • controlabil
  • de încredere
  • diverse opțiuni de setare
  • sigur
  • operație ușoară
  • ușor de curățat (CIP / SIP)
  • întreținere redusă

 

Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității de procesare aproximativă a ultrasonicators noastre:

volum lot Debit Aparate recomandate
0.5 1,5ml N / A. VialTweeter
1 la 500mL 10 până la 200 ml / min UP100H
10 la 2000ml 20 până la 400ml / min Uf200 ः t. UP400St
0.1 la 20L 0.2 4L / min UIP2000hdT
10 100L 2 până la 10L / min UIP4000hdT
De la 15 la 150L De la 3 la 15L/min UIP6000hdT
N / A. 10 la 100L / min UIP16000
N / A. mai mare grup de UIP16000

Contacteaza-ne! / Intreaba-ne!

Cere mai multe informații

Vă rugăm să utilizați formularul de mai jos pentru a solicita informații suplimentare despre procesoare cu ultrasunete, aplicații și preț. Vom fi bucuroși să discutăm procesul cu dvs. și să vă oferim un sistem cu ultrasunete care să îndeplinească cerințele dvs.!









Vă rugăm să rețineți Politica de confidentialitate.


Celulă de flux cu ultrasunete pentru dispersie și dizolvare

Reactor de sticlă cu ultrasunete pentru cristalizare inline și precipitații



Literatură / Referințe

Ce trebuie să știți

Aplicarea undelor de ultrasunete intense pentru lichide, amestecuri de lichide, solide și lichide și gaz contribuie la procesele multiple în știința materialelor, chimie, biologie si biotehnologie. Similar cu aplicațiile sale multiple, cuplarea undelor ultrasonice în lichide sau șlamuri este numit cu diferiți termeni care descriu procesul sonicare. Termenii obișnuiți sunt: ​​sonicizare, ultrasonication, sonification, iradiere cu ultrasunete, sonicării, Sonorisation, și insonification.


Ultrasonics de înaltă performanță! Gama de produse Hielscher acoperă întregul spectru de la ultrasonicator de laborator compact peste banc-top unități la sisteme cu ultrasunete complet industriale.

Hielscher Ultrasonics produce omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță de la laborator la dimensiunea industrială.


Vom fi bucuroși să discutăm despre procesul dvs.

Să intrăm în contact.