Crystallized product is often separated from the mother liquor by methods of filtration or centrifugation, followed by drying. A wide crystal size distribution with a significant numbers of “fines” often results in poor filterability which can add hours or even days to process cycle time. Poor filterability also relates directly to mother liquor retention which impacts crystal product purity – requiring additional washes with hot solvent which can further increase cycle time and reduce yields.
FBRM process analytical tools are widely used for real-time monitoring and optimization of crystallization for the purpose of avoiding downstream bottlenecks due to poor filterability of the crystal product.
Applikationen
Design und Optimierung eines Seeding-Protokolls für eine verbesserte Batch-Konsistenz
Das Impfen ist einer der kritischsten Schritte bei der Optimierung des Kristallisationsverhaltens. Bei der Entwicklung einer Impfstrategie sind zahlreiche Parameter zu berücksichtigen, z. B. die Impfkristallgröße, Impfmenge (Masse) und Temperatur bei der Zugabe der Impfung. Diese Parameter werden in der Regel gemäß der Prozesskinetik und den gewünschten abschließenden Partikeleigenschaften optimiert und müssen während des Scale-Ups und Technologietransfers konsistent bleiben.
Skalierung von Rühr-, Dosier- und Kristallisationsverfahren
Eine veränderte Skalierung oder wechselnde Mischbedingungen in einem Kristallisator können sich direkt auf die Kinetik des Kristallisationsverfahrens und die Endgröße der Kristalle auswirken. Die Auswirkungen der Wärme- und Massenübertragung spielen eine erheblich Rolle für Kühl- und Anti-Solventien-Systeme, bei denen Temperatur- und Konzentrationsgradienten zu einer Inhomogenität im vorwiegenden Übersättigungsniveau führen können.
Verbessern Sie Kristallisationsexperimente mit präziser Steuerung
Der MSMPR-Kristallisator (Mixed Suspension Mixed Product Removal) ist eine Art Kristallisator, der in industriellen Prozessen zur Herstellung von hochreinen Kristallen eingesetzt wird.
Supersaturation Control Optimizes Crystal Size and Shape
Crystallization kinetics are characterized in terms of two dominant processes, nucleation kinetics and growth kinetics, occurring during crystallization from solution. Nucleation kinetics describe the rate of formation of a stable nuclei. Growth kinetics define the rate at which a stable nuclei grows to a macroscopic crystal. Advanced techniques offer temperature control to modify supersaturation and crystal size and shape.
Echtzeitüberwachung für Modellierung und Steuerung
Kontinuierliche Kristallisation wird durch Fortschritte in der Prozessmodellierung und im Kristallisator-Design ermöglicht, die die Fähigkeit nutzen, die Kristallgrößenverteilung in Echtzeit zu steuern, indem die Kristallpopulation direkt überwacht wird.
Wie die Zugabe von Lösungsmittel Kristallgröße und -anzahl steuern kann
Bei einer Antisolvens-Kristallisation beeinflussen die Zugaberate des Lösungsmittels, der Zugabeort und das Mischen die lokale Übersättigung in einem Behälter oder einer Rohrleitung. Wissenschaftler und Ingenieure verändern die Kristallgröße und -anzahl, indem sie die Zugabeprotokolle des Antisolvens und den Grad der Übersättigung anpassen.
Übersättigung erzeugen und das endgültige Kristallprodukt bestimmen
Ein gut konzipierter Chargenkristallisationsprozess ist ein Prozess, der erfolgreich auf Produktionsmaßstab skaliert werden kann – und dabei die gewünschte Kristallgrößenverteilung, Ausbeute, Form und Reinheit liefert. Die Optimierung der Chargenkristallisation erfordert eine ausreichende Kontrolle der Temperatur des Kristallisators (oder der Lösungsmittelzusammensetzung).
Die Bausteine der Kristallisation
Solubilitätskurven werden häufig verwendet, um die Beziehung zwischen Löslichkeit, Temperatur und Lösungsmittelart zu veranschaulichen. Durch das Auftragen von Temperatur gegen Löslichkeit können Wissenschaftler den Rahmen schaffen, der für die Entwicklung des gewünschten Kristallisationsprozesses erforderlich ist. Sobald ein geeignetes Lösungsmittel ausgewählt wurde, wird die Löslichkeitskurve zu einem entscheidenden Instrument für die Entwicklung eines effektiven Kristallisationsprozesses.
Laktose mit hoher Ausbeute und skalierbarem Prozess zurückgewinnen
Laktosekristallisation ist ein industrielles Verfahren, um Laktose aus Molkelösungen durch kontrollierte Kristallisation abzutrennen.
Create structured, ordered lattices for complex macromolecules
Protein crystallization is the process and method for producing structured, ordered lattices for often complex macromolecules.
Erkennen und Verhindern von Ausölung (Flüssig-Flüssig-Phasentrennung)
Flüssig-Flüssig-Phasentrennung oder Ausölung ist ein oft schwer zu erkennender Partikelmechanismus, der während Kristallisationsprozessen auftreten kann.
Verbessern Sie die Kristallisation mit Inline-Messung von Partikelgröße, -form und -anzahl
In-Prozess-Sonden-Technologien werden eingesetzt, um Änderungen der Partikelgröße und -form bei voller Konzentration ohne Verdünnung oder Extraktion zu verfolgen. Durch die Echtzeitverfolgung von Ausmaß und Geschwindigkeit der Veränderungen von Partikeln und Kristallen können die richtigen Prozessparameter für die Kristallisationsleistung optimiert werden.
Polymorphie und die Auswirkungen von Prozessparametern verstehen
Kristallpolymorphie beschreibt die Fähigkeit einer chemischen Verbindung, in mehreren Einheitszellkonfigurationen zu kristallisieren, die oft unterschiedliche physikalische Eigenschaften aufweisen.
Die treibende Kraft der Kristallisation
Übersättigung tritt auf, wenn eine Lösung mehr gelösten Stoff enthält, als thermodynamisch unter den gegebenen Systembedingungen möglich sein sollte. Übersättigung gilt als Hauptantrieb für die Kristallisation.
Optimierung der Kristalleigenschaften und der Prozessleistung
Rekristallisation ist eine Technik zur Reinigung fester Verbindungen, bei der diese in einem heißen Lösungsmittel gelöst und die Lösung anschließend abgekühlt wird. Während dieses Prozesses bildet die Verbindung reine Kristalle, während Verunreinigungen ausgeschlossen werden. Die Kristalle werden dann gesammelt, gewaschen und getrocknet, was zu einem gereinigten festen Produkt führt. Die Rekristallisation ist eine wesentliche Methode, um hohe Reinheitsgrade bei festen Verbindungen zu erreichen.
Das Impfen ist einer der kritischsten Schritte bei der Optimierung des Kristallisationsverhaltens. Bei der Entwicklung einer Impfstrategie sind zahlreiche Parameter zu berücksichtigen, z. B. die Impfkristallgröße, Impfmenge (Masse) und Temperatur bei der Zugabe der Impfung. Diese Parameter werden in der Regel gemäß der Prozesskinetik und den gewünschten abschließenden Partikeleigenschaften optimiert und müssen während des Scale-Ups und Technologietransfers konsistent bleiben.
Eine veränderte Skalierung oder wechselnde Mischbedingungen in einem Kristallisator können sich direkt auf die Kinetik des Kristallisationsverfahrens und die Endgröße der Kristalle auswirken. Die Auswirkungen der Wärme- und Massenübertragung spielen eine erheblich Rolle für Kühl- und Anti-Solventien-Systeme, bei denen Temperatur- und Konzentrationsgradienten zu einer Inhomogenität im vorwiegenden Übersättigungsniveau führen können.
Crystallization kinetics are characterized in terms of two dominant processes, nucleation kinetics and growth kinetics, occurring during crystallization from solution. Nucleation kinetics describe the rate of formation of a stable nuclei. Growth kinetics define the rate at which a stable nuclei grows to a macroscopic crystal. Advanced techniques offer temperature control to modify supersaturation and crystal size and shape.
Bei einer Antisolvens-Kristallisation beeinflussen die Zugaberate des Lösungsmittels, der Zugabeort und das Mischen die lokale Übersättigung in einem Behälter oder einer Rohrleitung. Wissenschaftler und Ingenieure verändern die Kristallgröße und -anzahl, indem sie die Zugabeprotokolle des Antisolvens und den Grad der Übersättigung anpassen.
Ein gut konzipierter Chargenkristallisationsprozess ist ein Prozess, der erfolgreich auf Produktionsmaßstab skaliert werden kann – und dabei die gewünschte Kristallgrößenverteilung, Ausbeute, Form und Reinheit liefert. Die Optimierung der Chargenkristallisation erfordert eine ausreichende Kontrolle der Temperatur des Kristallisators (oder der Lösungsmittelzusammensetzung).
Solubilitätskurven werden häufig verwendet, um die Beziehung zwischen Löslichkeit, Temperatur und Lösungsmittelart zu veranschaulichen. Durch das Auftragen von Temperatur gegen Löslichkeit können Wissenschaftler den Rahmen schaffen, der für die Entwicklung des gewünschten Kristallisationsprozesses erforderlich ist. Sobald ein geeignetes Lösungsmittel ausgewählt wurde, wird die Löslichkeitskurve zu einem entscheidenden Instrument für die Entwicklung eines effektiven Kristallisationsprozesses.
In-Prozess-Sonden-Technologien werden eingesetzt, um Änderungen der Partikelgröße und -form bei voller Konzentration ohne Verdünnung oder Extraktion zu verfolgen. Durch die Echtzeitverfolgung von Ausmaß und Geschwindigkeit der Veränderungen von Partikeln und Kristallen können die richtigen Prozessparameter für die Kristallisationsleistung optimiert werden.
Rekristallisation ist eine Technik zur Reinigung fester Verbindungen, bei der diese in einem heißen Lösungsmittel gelöst und die Lösung anschließend abgekühlt wird. Während dieses Prozesses bildet die Verbindung reine Kristalle, während Verunreinigungen ausgeschlossen werden. Die Kristalle werden dann gesammelt, gewaschen und getrocknet, was zu einem gereinigten festen Produkt führt. Die Rekristallisation ist eine wesentliche Methode, um hohe Reinheitsgrade bei festen Verbindungen zu erreichen.
Publikationen
White Papers
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In diesem White Paper werden Strategien zur Optimierung der Kristallgrössenverteilung bei der Prozessentwicklung und Herstellung beschrieben.
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Webinars
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