Cristalización y precipitación - Conceptos básicos, definiciones y parámetros comunes
Cristalización y precipitación

Cristalización y precipitación

Optimización del tamaño, el rendimiento y la pureza de los cristales

¿Qué es la cristalización?
Cristalización y precipitación

Tipos de cristalización
Retos de la cristalización
Diseñar un proceso de cristalización
Velocidades de enfriamiento por cristalización

Aplicaciones

Guía de aplicaciones para el desarrollo y el escalado de la cristalización

Identificación y control del polimorfismo
Conozca el polimorfismo y el impacto de los parámetros de proceso

El polimorfismo es un fenómeno común con muchos sólidos cristalinos en la industria farmacéutica y de las sustancias químicas puras. Los científicos cristalizan deliberadamente el polimorfo que desean para mejorar las propiedades de aislamiento, ayudar a superar los desafíos de los procesos posteriores, aumentar la biodisponibilidad o evitar conflictos de patentes. La identificación de las transformaciones polimórficas y morfológicas in situ y en tiempo real elimina las alteraciones inesperadas del proceso, los productos que no cumplen las especificaciones y el costoso reprocesamiento del material.

Optimización de las propiedades de los cristales y del rendimiento de los procesos

Los científicos recristalizan compuestos químicos de alto valor para obtener un producto cristalino con las propiedades físicas deseadas y con una eficiencia de procesos óptima. Se requieren siete pasos para diseñar el proceso de recristalización ideal, desde la elección del disolvente adecuado hasta la obtención de un producto de cristal seco. Esta guía de recristalización explica paso a paso el procedimiento para desarrollar un proceso de recristalización. Explica qué información se requiere en cada etapa de la recristalización y describe cómo controlar los parámetros críticos del proceso.

Solubility and Metastable Zone Width (mzw) Determination
Elementos constituyentes de la cristalización

Las curvas de solubilidad se suelen usar para ilustrar la relación entre solubilidad, temperatura y tipo de disolvente. Mediante el trazado de la temperatura y la solubilidad, los científicos pueden elaborar el marco necesario para desarrollar el proceso de cristalización deseado. Una vez que se ha escogido un disolvente apropiado, la curva de solubilidad se convierte en una herramienta fundamental para el desarrollo de un proceso de cristalización eficaz.

Crystal Nucleation and Growth
La fuerza impulsora de la nucleación y el crecimiento de los cristales

Los científicos y los ingenieros obtienen control sobre los procesos de cristalización gracias al detenido ajuste del nivel de supersaturación durante el proceso. La supersaturación es la fuerza impulsora de la nucleación y del crecimiento en la cristalización y, en última instancia, la que dicta la distribución final del tamaño de los cristales.

Measure Crystal Size Distribution
Mejora de la cristalización mediante la medición en línea del tamaño, la forma y el recuento de partículas

Las tecnologías basadas en sensores en el proceso se aplican para realizar seguimientos de los cambios del tamaño y la forma de las partículas en una concentración completa sin necesidad de dilución o extracción. Los parámetros del proceso con los valores correctos para el rendimiento de la cristalización se pueden optimizar mediante el seguimiento de la velocidad y el grado de cambio de las partículas y los cristales en tiempo real.

Protocolo de siembra de la cristalización
Diseño y optimización de protocolos de siembra para aumentar la coherencia de los lotes

Este es uno de los pasos fundamentales para optimizar el comportamiento de la cristalización. Cuando se diseña una estrategia de siembra, se deben tener encuentra algunos parámetros como el tamaño de las semillas, la carga de las semillas (masa) y la temperatura de adición de las semillas. Estos parámetros, por lo general, se optimizan en función de la cinética del proceso y las propiedades que se desea que tengan las partículas finales, y deben permanecer invariables durante el escalado y la transferencia entre tecnologías.

Particle Engineering and Wet Milling
Control Particle Size With High Shear Wet Milling

Milling of dry powders can cause significant yield losses and can generate dust, creating health and safety hazards. In response to this, wet milling produces particles with a specifically designed size distribution. It is now common to employ high shear wet milling to break large primary crystals and agglomerates into fine particles.

Adición de antidisolvente en supersaturación
Cómo la adición de disolvente puede controlar el tamaño y el recuento de los cristales

En una cristalización con antidisolvente, la tasa de adición de disolvente, la ubicación de la adición y el mezclado afectan a la supersaturación local de un recipiente o tubería. Para modificar el tamaño y el recuento de los cristales, los científicos e ingenieros ajustan el protocolo de adición de antidisolvente y el nivel de supersaturación.

La temperatura afecta al tamaño y la forma de la cristalización
El control de la supersaturación optimiza la forma y el tamaño de los cristales

El perfil de enfriamiento afecta en gran medida a la supersaturación y la cinética de la cristalización. La temperatura del proceso se optimiza para adaptarse al área de superficie de los cristales a fin de conseguir una formación óptima en lugar de nucleación. Las técnicas avanzadas permiten controlar la temperatura para modificar la supersaturación y el tamaño y la forma de los cristales.

La temperatura afecta al tamaño y la forma de la cristalización
Escalado de la agitación, dosificación y cristalización

El cambio de la escala o de las condiciones del mezclado en un cristalizador puede afectar directamente a la cinética del proceso de cristalización y al tamaño final del cristal. Es importante tener en cuenta los efectos de la transferencia de calor y de masa para los sistemas de enfriamiento y antidisolvente respectivamente, ya que los gradientes de temperatura o concentración pueden derivar en una falta de homogeneidad en el nivel imperante de supersaturación.

Desarrollo y escalado de procesos químicos
Diseñe procesos químicos robustos y sostenibles para una transferencia más rápida a la planta piloto y de producción

Diseñe procesos químicos robustos y sostenibles para una transferencia más rápida a la planta piloto y de producción

Estudios cinéticos sobre las reacciones químicas
Estudio sobre las velocidades de las reacciones químicas y la medición cinética en línea

Los estudios cinéticos de las reacciones químicas in situ proporcionan un mejor conocimiento del mecanismo de las reacciones y ofrecen una ruta al especificar las dependencias de las concentraciones de los componentes de la reacción en tiempo real. Los datos continuados durante el transcurso de una reacción permiten el cálculo de las leyes de velocidad con menos experimentos debido a la naturaleza exhaustiva de los datos.  El análisis cinético del progreso de la reacción (RPKA) usa datos in situ en concentraciones relevantes sintéticamente y captura información durante todo el experimento para garantizar que se puede describir con precisión todo el comportamiento de la reacción.

Identificación y control del polimorfismo

El polimorfismo es un fenómeno común con muchos sólidos cristalinos en la industria farmacéutica y de las sustancias químicas puras. Los científicos cristalizan deliberadamente el polimorfo que desean para mejorar las propiedades de aislamiento, ayudar a superar los desafíos de los procesos posteriores, aumentar la biodisponibilidad o evitar conflictos de patentes. La identificación de las transformaciones polimórficas y morfológicas in situ y en tiempo real elimina las alteraciones inesperadas del proceso, los productos que no cumplen las especificaciones y el costoso reprocesamiento del material.

Los científicos recristalizan compuestos químicos de alto valor para obtener un producto cristalino con las propiedades físicas deseadas y con una eficiencia de procesos óptima. Se requieren siete pasos para diseñar el proceso de recristalización ideal, desde la elección del disolvente adecuado hasta la obtención de un producto de cristal seco. Esta guía de recristalización explica paso a paso el procedimiento para desarrollar un proceso de recristalización. Explica qué información se requiere en cada etapa de la recristalización y describe cómo controlar los parámetros críticos del proceso.

Solubility and Metastable Zone Width (mzw) Determination

Las curvas de solubilidad se suelen usar para ilustrar la relación entre solubilidad, temperatura y tipo de disolvente. Mediante el trazado de la temperatura y la solubilidad, los científicos pueden elaborar el marco necesario para desarrollar el proceso de cristalización deseado. Una vez que se ha escogido un disolvente apropiado, la curva de solubilidad se convierte en una herramienta fundamental para el desarrollo de un proceso de cristalización eficaz.

Crystal Nucleation and Growth

Los científicos y los ingenieros obtienen control sobre los procesos de cristalización gracias al detenido ajuste del nivel de supersaturación durante el proceso. La supersaturación es la fuerza impulsora de la nucleación y del crecimiento en la cristalización y, en última instancia, la que dicta la distribución final del tamaño de los cristales.

Measure Crystal Size Distribution

Las tecnologías basadas en sensores en el proceso se aplican para realizar seguimientos de los cambios del tamaño y la forma de las partículas en una concentración completa sin necesidad de dilución o extracción. Los parámetros del proceso con los valores correctos para el rendimiento de la cristalización se pueden optimizar mediante el seguimiento de la velocidad y el grado de cambio de las partículas y los cristales en tiempo real.

Protocolo de siembra de la cristalización

Este es uno de los pasos fundamentales para optimizar el comportamiento de la cristalización. Cuando se diseña una estrategia de siembra, se deben tener encuentra algunos parámetros como el tamaño de las semillas, la carga de las semillas (masa) y la temperatura de adición de las semillas. Estos parámetros, por lo general, se optimizan en función de la cinética del proceso y las propiedades que se desea que tengan las partículas finales, y deben permanecer invariables durante el escalado y la transferencia entre tecnologías.

Particle Engineering and Wet Milling

Milling of dry powders can cause significant yield losses and can generate dust, creating health and safety hazards. In response to this, wet milling produces particles with a specifically designed size distribution. It is now common to employ high shear wet milling to break large primary crystals and agglomerates into fine particles.

Adición de antidisolvente en supersaturación

En una cristalización con antidisolvente, la tasa de adición de disolvente, la ubicación de la adición y el mezclado afectan a la supersaturación local de un recipiente o tubería. Para modificar el tamaño y el recuento de los cristales, los científicos e ingenieros ajustan el protocolo de adición de antidisolvente y el nivel de supersaturación.

La temperatura afecta al tamaño y la forma de la cristalización

El perfil de enfriamiento afecta en gran medida a la supersaturación y la cinética de la cristalización. La temperatura del proceso se optimiza para adaptarse al área de superficie de los cristales a fin de conseguir una formación óptima en lugar de nucleación. Las técnicas avanzadas permiten controlar la temperatura para modificar la supersaturación y el tamaño y la forma de los cristales.

La temperatura afecta al tamaño y la forma de la cristalización

El cambio de la escala o de las condiciones del mezclado en un cristalizador puede afectar directamente a la cinética del proceso de cristalización y al tamaño final del cristal. Es importante tener en cuenta los efectos de la transferencia de calor y de masa para los sistemas de enfriamiento y antidisolvente respectivamente, ya que los gradientes de temperatura o concentración pueden derivar en una falta de homogeneidad en el nivel imperante de supersaturación.

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Diseñe procesos químicos robustos y sostenibles para una transferencia más rápida a la planta piloto y de producción

Estudios cinéticos sobre las reacciones químicas

Los estudios cinéticos de las reacciones químicas in situ proporcionan un mejor conocimiento del mecanismo de las reacciones y ofrecen una ruta al especificar las dependencias de las concentraciones de los componentes de la reacción en tiempo real. Los datos continuados durante el transcurso de una reacción permiten el cálculo de las leyes de velocidad con menos experimentos debido a la naturaleza exhaustiva de los datos.  El análisis cinético del progreso de la reacción (RPKA) usa datos in situ en concentraciones relevantes sintéticamente y captura información durante todo el experimento para garantizar que se puede describir con precisión todo el comportamiento de la reacción.

Publicaciones

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