Ultrazvuk pokreće i promoviše nuklearku i kristalizaciju organskih molekula. Imati kontrolu nad ovim procesom je od vitalnog značaja da se uverite da je finalni proizvod visokog kvaliteta. Prednosti korišćenja sonikacije za kristalizaciju i pravljenja čvrstina od tečnosti su u tome što čini proces mnogo bržim, koristi manje materijala i omogućava vam da upravljate konačnom veličinom kristala. Hielscher obezbeđuje pouzdane i jednostavne soniatore za uspešnu kristalizaciju i čvrstu formaciju, bilo u grupi, umetnutoj ili in-situ tokom reakcije.

Sono-Kristalizacija i Sono-Padavine

Primena ultrasonnih talasa tokom kristalizacije i padavina ima različite pozitivne efekte na proces.
Ultrazvuk energije pomaže

• oblik prezasićenih/superzasićenih rešenja
• pokretanje brzog nukotacije
• Kontrolišite stopu kristalnog rasta
• Kontroliši padavine
• Kontrola polimoreme
• Smanjivanje nečistoća
• Nabavite ujednačenu raspodelu veličine kristala
• Nabavite i morfologiju
• sprečite neželjeni iskaz na površinama
• iniciranje sekundarnog nukotacije
• pretrpi Solid-tečna separacije

 

Razlika između kristalizacije i padavina

I kristalizacija i padavine su procesi podstaknuti rastvorljivošću, gde u čvrstoj fazi, bilo da je to kristal ili padavina, nastaju iz rešenja koje je nadmašilo njegovu tačku zasićenja. Razlika između kristalizacije i padavina zavisi od mehanizma formiranja i prirode finalnog proizvoda.

U kristalizaciji dolazi do metodičnog i postepenog razvoja kristalne letve, selektivno sastavljene od organskih molekula, što na kraju daje čistu i dobro definisanu kristalnu ili polimorfnu jedinjenje. Nasuprot tome, padavine podrazumevaju brzu generaciju čvrstih faza iz prezasićenog rešenja, što rezultira formiranjem kristalne ili amorfne čvrstine. Važno je napomenuti da razlikovanje između kristalizacije i padavina može biti izazovno, jer se mnoge organske supstance u početku manifestuju kao amorfne, ne-kristalne čvrstine, koje se naknadno podvrgavaju prelazu da bi postale istinski kristalne. U takvim slučajevima, razgraničenje između jezgra i formiranja amorfne čvrstine tokom padavina postaje zamršeno.

Procesi kristalizacije i padavina diktiraju dva fundamentalna koraka: jezgro i rast kristala. Jezgro počinje kada se molekuli rastvorenja u prezasićenom rastvoru akumuliraju, formirajući klastere ili jezgro, koji potom služe kao temelj za naknadni rast čvrstih faza.

Uobičajeni problemi sa procesima kristalizacije i padavina

Kristalizacije i padavina su obično ili veoma selektivno ili veoma brzo propagiranje procesa i tako teško kontrolisati. Rezultat toga je da se u celini dešava i nukracija Nasumice, tako da je kvalitet dobijeni kristala (padavina) nekontrolisan. U skladu sa tim, kristalni kristal imaju neprilagodljiva kristalna veličina, da su unevno raspoređeni i nejednoobrazni oblikovani. Takvi nasumično i kristali uzrokuju veliki problemi sa kvalitetom od kristala, kristalne raspodele i morfologije su ključni kriterijumi kvaliteta razneujućih čestica. Nekontrolisano kristalizacije i padavina znači loš proizvod.

Rešenje: Kristalizacija i padavine pod sonikacijom

Ultrazvučno potpomognuta kristalizacija (sonokristalizacija) i padavine (sonoprecipitacija) omogućavaju preciznu kontrolu uslova procesa. Svi važni parametri ultrazvučne kristalizacije mogu biti precizno pod uticajem – što rezultira kontrolisanom nukleacijom i kristalizacijom. Ultrazvučno prenaglašeni kristali imaju ujednačenije veličine i kubnu morfologiju. Kontrolisani uslovi sono-kristalizacije i sono-padavina omogućavaju visoku reproduktivnost i kontinuirani kristalni kvalitet. Svi rezultati postignuti u malom obimu, mogu biti potpuno linearni. Ultrazvučna kristalizacija i padavine omogućavaju sofisticiranu proizvodnju kristalnih nano-čestica – i na laboratorijskom i na industrijskom nivou.

The Effects of Ultrasonic Cavitation on Crystallization and Precipitation

Kada su visoko energični ultrazvučni talasi u paru sa tečnošću, naizmenični ciklusi visokog pritiska/ niskog pritiska stvaraju mehuriće ili praznine u tečnosti. Ti mehurići rastu tokom nekoliko ciklusa dok ne mogu da apsorpcioni više energije tako da se nasilno urušavaju tokom ciklusa visokog pritiska. Fenomen takvih nasilnih implozija mehurića poznat je kao akustična kavitacija i karakterišu ga lokalni ekstremni uslovi kao što su veoma visoke temperature, visoka stopa hlađenja, razlikujenost visokog pritiska, udarni talasi i tečni mlazevi.
Efekti ultrazvučne kavitacije promovišu kristalizaciju i padavine pružajući veoma homogeno mešanje prekursora. Ultrazvučno rastvaranje je dobro istočno-istočna metoda za proizvodnju prezasićenih/ superzasićenih rešenja. Intenzivno mešanje i samim time poboljšan masovni prenos poboljšavaju sejanje jezgra. Ultrazvučni udarni talasi pomažu u formiranju jezgra. Što je jezgro više zasejano, finije i brže će doći do rasta kristala. Kako se ultrazvučna kavitacija može veoma precizno kontrolisati, moguće je kontrolisati proces kristalizacije. Prirodno postojeće barijere za jezgro se lako prevazilaze zbog ultrazvučnih sila.
Pored toga, sonication asistencija tokom takozvane sekundarne nukleacije od kada moćne ultrazvučne čaršije razbijaju i deagglomerate veće kristale ili aglomerrate.
Ultrazvukom se može izbeći pred-tretman prekursora s obzirom na to da sonicija pospešuje kinetiku reakcije.

Uticanjem na kristalnu veličinu po Sonsikaciju

Ultrazvuk omogućava proizvodnju kristala prilagodjenih zahtevima. Tri Opšte opcije za sonsikaciju imaju značajne efekte na izlaz:

• Inicijalna Sonacija:
  Kratka primena ultrazvučnog talasa na superzasićeno rešenje može da inicira nastanak i formiranje nukeli. Kako se sonacija primenjuje samo u početnoj fazi, ovaj kristal rast se ne dovodi u pitanje веће Kristale.
• Neprekidna Sonacija:
  Neprekidno nezračenje nadzasićenog rešenja rezultira malim kristima, s obzirom da nepauzirana ultrasonacija stvara puno nukelnih, što rezultira rastom mnogih Mali Kristale.

• Pulsiranost:
  Pulsni ultrazvuk znači primenu ultrazvuk u odredjenim intervalima. Precizno kontrolisani unos ultrasonne energije omogućava da utiče na kristalni rast kako bi se dobio prilagođen Crystal veličina.

Sonicators for Improved Crystallization and Precipitation Processes

Sono-kristalizacija i procesi sono-padavina mogu se sprovoditi u grupama ili zatvorenim reaktorima, kao kontinuirani umetnuti proces ili kao in-situ reakcija. Hielscher Ultrasonics vam snabdeva savršeno odgovarajući sonikator za vaš specifičan sono-kristalalizaciju i sono-padavine – bilo u istraživačkoj svrsi na laboratorijskoj i vrhunskoj skali ili u industrijskoj proizvodnji. Naš široki asortiman proizvoda pokriva Vaše potrebe. Svi ultrazvučni se mogu postaviti na ultrazvučne pulsirajuće cikluse – funkciju koja omogućava da se utiče na prilagođenu veličinu kristala.
Da bi se prednosti ultrazvučne kristalizacije još više amelirali, preporučuje se upotreba hielscher flow ćelije insert MultiPhaseCavitator. Ovaj specijalni umetak obezbeđuje ubrizgavanje preteče kroz 48 finih kanula poboljšavajući početno sejanje jezgra. Prekursori mogu biti tačno dosuđeni što rezultira visokom kontrolom u odnosu na proces kristalizacije.

Табела испод показује приближни капацитет обраде наших ултразвучних уређаја: