ParticleView: Video Case Studies

For denne krystallisationsproces blev der anvendt realtime-mikroskopi for at forstå den mekanisme, der forårsagede langsom filtrering af det isolerede materiale. Den første vigtige krystallisationsmekanisme, der blev observeret, var vækst og agglomerering af frøene kort efter, at de blev tilsat en overmættet opløsning. Derefter skete der noget interessant. Fine nåle begyndte at vokse ud fra de agglomererede frø og dannede sarte dendritiske strukturer. Dette er noget, som ville være meget vanskeligt at se med et offline-mikroskop, fordi den mekaniske handling ved prøvetagning sandsynligvis ville ødelægge dem. Den sidste observerede mekanisme gør det meget klart, hvorfor filtreringshastigheden er langsom. De sarte nåle brød af, hvilket resulterede i en betydelig sekundær nukleationsbegivenhed, som blev accelereret af en hurtig afkølingshastighed mod slutningen af processen. Så for at opsummere: tre mekanismer afsløres her: frøvækst og agglomerering, dendritisk vækst og sekundær nukleation. Med denne mekanistiske indsigt kan der tages to skridt: For det første se på, hvordan frøene fremstilles, og forsøge at undgå denne dendritiske vækst; og for det andet se på langsommere afkøling for at minimere den sekundære nukleation.

For denne krystallisationsproces blev der anvendt realtidsmikroskopi til at undersøge kinetikken i polymorfkonverteringen. I begyndelsen blev temperaturen i udgangsopløsningen hævet, før der blev tilsat en initiator for at starte krystallisationen. Næsten med det samme begyndte nukleation, og krystallerne voksede til en kampestenlignende morfologi. Efterhånden som krystallisationen fortsatte, blev der nået et overgangspunkt, hvor den stabile form, lange tynde nåle, begyndte at nucleere. Med tiden opløstes den metastabile form, hvilket gjorde det muligt for den stabile form at nucleere og derefter vokse. Oplysninger som disse hjælper med at forstå de procesbetingelser, der påvirker polymorfdannelse, omdannelse og slutpunkt. Holdetiden, der vælges i produktionen, kan være kritisk, og en hurtigere eller mere ensartet omdannelse kan være mulig ved andre temperaturer.

Til denne krystallisationsproces blev der anvendt realtidsmikroskopi for at forstå den mekanisme, der forårsagede en dårlig urenhedsprofil i det endelige produkt. Dette var en proces, hvor afkøling blev brugt til at initiere spontan nukleation. Oprindeligt fremkom blokformede krystaller og begyndte at vokse, men det stod hurtigt klart, at agglomeration ville komme til at spille en kritisk rolle i denne proces. Over tid fortsætter agglomerationen, og der observeres få enkelte krystaller. I stedet dannes lange kæder af agglomerater, som sandsynligvis indfanger urenheder undervejs. Til sidst begynder disse agglomerater selv at vokse, og vi ser de primære krystaller i hvert agglomerat øge i størrelse. Det er tydeligt, at dette er et system, der er tilbøjeligt til kraftig agglomeration, hvilket betyder, at en gennemgang af det valgte opløsningsmiddel eller måske blandingsforholdene vil være nødvendig for at minimere påvirkningen og løse problemet med urenhedsfrasortering.