Ултразвучна кристализација и падавина
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

Sonicator UIP2000hdT sa grupnim reaktorom za sono-kristalizaciju
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.

Ultrazvučna kavitacija stvara veoma intenzivne sile koje promovišu procese kristalizacije i padavina
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.
Ultrasonični kristalizacije
- Brzo
- Efikasno
- Tačno je moguće
- visok kvalitet proizvodnje
- Visoki prinosi
- odnosno kontrolne
- Pouzdan
- razne opcije instalacije
- безбедан
- једноставан рад
- laka za čišćenje (CIP/SIP)
- slabo održavanje
Табела испод показује приближни капацитет обраде наших ултразвучних уређаја:
батцх tom | Проток | Препоручени уређаји |
---|---|---|
0.5 до 1.5мЛ | Н.А. | ВиалТвеетер | 1 до 500 мл | 10 до 200мЛ / мин | УП100Х |
10 до 2000мЛ | 20 до 400мЛ / мин | УП200Хт, УП400Ст |
0.1 до 20Л | 0.2 до 4Л / мин | УИП2000хдТ |
10 до 100Л | 2 до 10Л / мин | UIP4000hdT |
15 do 150L | 3 do 15L/min | UIP6000hdT |
Н.А. | 10 до 100Л / мин | УИП16000 |
Н.А. | веће | кластер УИП16000 |
Контактирајте нас! / Питајте нас!
Literatura/reference
- Gielen, B.; Jordens, J.; Thomassen, L.C.J.; Braeken, L.; Van Gerven, T. (2017): Agglomeration Control during Ultrasonic Crystallization of an Active Pharmaceutical Ingredient. Crystals 7, 40; 2017.
- Pameli Pal, Jugal K. Das, Nandini Das, Sibdas Bandyopadhyay (2013): Synthesis of NaP zeolite at room temperature and short crystallization time by sonochemical method. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 20, Issue 1, 2013. 314-321.
- Bjorn Gielen, Piet Kusters, Jeroen Jordens, Leen C.J. Thomassen, Tom Van Gerven, Leen Braeken (2017): Energy efficient crystallization of paracetamol using pulsed ultrasound. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, Volume 114, 2017. 55-66.
- Szabados, Márton; Ádám, Adél Anna; Kónya, Zoltán; Kukovecz, Ákos; Carlson, Stefan; Sipos, Pál; Pálinkó, István (2019): Effects of ultrasonic irradiation on the synthesis, crystallization, thermal and dissolution behaviour of chloride-intercalated, co-precipitated CaFe-layered double hydroxide. Ultrasonics Sonochemistry 2019.
- Deora, N.S.; Misra, N.N.; Deswal, A.; Mishra, H.N.; Cullen, P.J.; Tiwari B.K. (2013): Ultrasound for Improved Crystallisation in Food Processing. Food Engineering Reviews, 5/1, 2013. 36-44.
- Jagtap, Vaibhavkumar A.; Vidyasagar, G.; Dvivedi, S. C. (2014): Solubility enhancement of rosiglitazone by using melt sonocrystallization technique. Journal of Ultrasound 17/1., 2014. 27-32.
- Luque de Castro, M.D.; Priego-Capote, F. (2007): Ultrasound-assisted crystallization (sonocrystallization). Ultrasonics Sonochemistry 14/6, 2007. 717-724.
- Sander, John R.G.; Zeiger, Brad W.; Suslick, Kenneth S. (2014): Sonocrystallization and sonofragmentation. Ultrasonics Sonochemistry 21/6, 2014. 1908-1915.
Чињенице вреди знати
Primena intenzivnih ultrazvucnih talasa tečnosti, Tečni i tečni-gasni mešavine doprinose za mnogobrojna procesa na materijalima u nauci, hemiji, biologiji i biotehnologiji. Slično svojim zonnim aplikacijama, spojnice ultrasonnih talasa u tečnosti ili slurove se imenuju sa različitim uslovima koji opisuju proces sontaže. Uobičajeni uslovi su: sononizovanje, ultrasoniranje, sonifikacija, ultrasonisanje, insonacija, sonorizacija i nesonifikacija.

Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi od Лаб до industrijske veličine.