Cristalização e Precipitação - Fundamentos, Definições e Parâmetros Comuns

Cristalização e Precipitação

Otimize o Tamanho, o Rendimento e a Pureza dos Cristais

O que é a Cristalização?
Cristalização e Precipitação

Tipos de Cristalização
Desafios na Cristalização
Projete um Processo de Cristalização
Taxa de Resfriamento na Cristalização

Aplicações

Guia de Aplicação para Aumento de Escala e Desenvolvimento de Cristalização

Identificação e Controle do Polimorfismo
Compreenda o Polimorfismo e o Impacto dos Parâmetros do Processo

O polimorfismo é um fenômeno comum com muitos sólidos cristalinos na indústria farmacêutica e de química fina. Os cientistas cristalizam deliberadamente um polimorfo desejado para melhorar as propriedades de isolamento, ajudar a superar os desafios do processo nas etapas posteriores, aumentar a biodisponibilidade ou evitar conflitos de patentes. A identificação de transformações polimórficas e morfológicas in situ e em tempo real elimina a perturbação inesperada do processo, o produto fora da especificação e o caro reprocessamento de material.

Otimização das Propriedades dos Cristais e Desempenho de Processo

O cientista recristaliza compostos químicos de alto valor para obter um produto de cristal com as propriedades físicas desejadas a uma eficiência de processo excelente. Sete etapas são necessárias para elaborar o processo ideal de recristalização, desde a escolha do solvente correto à obtenção de um produto de cristal seco. Este guia de recristalização explica passo a passo o procedimento de desenvolvimento do processo de recristalização. Ele explica quais informações são necessárias em cada etapa de recristalização e define como controlar parâmetros críticos de processo

Solubility and Metastable Zone Width (mzw) Determination
Os Blocos de Construção da Cristalização

As curvas de solubilidade são geralmente empregadas para ilustrar a relação entre solubilidade, temperatura e tipo de solvente. Ao representar a solubilidade em relação à temperatura com um gráfico, os cientistas podem criar o quadro necessário para desenvolver o processo de cristalização desejado. Depois que um líquido de solvente apropriado é escolhido, a curva de solubilidade torna-se uma ferramenta indispensável para o desenvolvimento de um processo de cristalização eficaz.

Crystal Nucleation and Growth
A Força Impulsora do Crescimento e da Nucleação de Cristais

Os cientistas e engenheiros obtêm o controle dos processos de cristalização, controlando minuciosamente o nível de supersaturação durante o processo. A supersaturação é a força impulsora da nucleação e do crescimento da cristalização e acaba por determinar a distribuição final de tamanho dos cristais.

Measure Crystal Size Distribution
Aprimorar a Cristalização com Medição Inline do Tamanho, da Forma e da Quantidade de Partículas

As tecnologias baseadas em sonda, internas ao processo, são aplicadas para controlar as alterações no tamanho e na forma das partículas em concentração total, sem a necessidade de qualquer diluição ou extração. Controlando a taxa e o grau de alteração de partículas e cristais em tempo real, é possível otimizar os parâmetros corretos do processo para o desempenho da cristalização.

Protocolo de Cristalização por Semeadura
Projeto e Otimização do Protocolo de Semeadura para Melhor Consistência de Lote

A semeadura é uma das etapas mais importantes na otimização do comportamento da cristalização. Ao desenvolver uma estratégia de semeadura, é preciso considerar parâmetros como tamanho de semente, carregamento de sementes (massa) e temperatura durante a adição de sementes. Esses parâmetros são geralmente otimizados com base na cinética do processo e nas propriedades desejadas da partícula final, e devem permanecer consistentes durante o aumento de escala e a transferência de tecnologia.

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.

Adição de Antissolvente em Supersaturação
Como a Adição de Solvente Pode Controlar o Tamanho e a Contagem de Cristais

Em uma cristalização de antissolvente, a taxa de adição de antissolvente, o local da adição e a mistura afetam a supersaturação local em um recipiente ou tubulação. Cientistas e engenheiros modificam o tamanho e a contagem de cristais por meio do ajuste do protocolo de adição de antissolvente e do nível de supersaturação.

Efeitos da Temperatura no Tamanho e na Forma da Cristalização
Controle de Supersaturação Otimiza Tamanho e Forma de Cristais

O perfil de resfriamento tem um grande impacto na supersaturação e na cinética da cristalização. A temperatura do processo é otimizada para corresponder à área de superfície de cristais a fim de obter o crescimento ideal em comparação à nucleação. Técnicas avançadas oferecem controle de temperatura para modificar a supersaturação e o tamanho e a forma de cristais.

Efeitos da Temperatura no Tamanho e na Forma da Cristalização
Aumento de Escala de Agitação, Dosagem e Cristalização

Mudar a escala ou as condições de agitação em um cristalizador pode afetar diretamente a cinética do processo de cristalização e o tamanho do cristal final. Efeitos de transferência de calor e massa devem ser considerados para sistemas de resfriamento e antissolvente, respectivamente, em que a temperatura ou os gradientes de concentração podem produzir falta de homogeneidade no nível de supersaturação predominante.

Desenvolvimento de Processos Químicos e Aumento de Escala
Design Robusto e Processos Químicos Sustentáveis para a Transferência mais Rápida para Planta Piloto e Produção

Design Robusto e Processos Químicos Sustentáveis para a Transferência mais Rápida para Planta Piloto e Produção

Estudos de Cinética da Reação Química
Estudo de Taxas de Reação Química e Medição de Cinética Em Linha

Os estudos de cinética da reação química in situ oferecem uma compreensão e um caminho aprimorados do mecanismo de reação, fornecendo dependências de concentração dos componentes da reação em tempo real. Dados contínuos ao longo do percurso de uma reação permite calcular as leis de taxa com menos experimentos devido à natureza abrangente dos dados.  A Análise Cinética do Progresso da Reação (RPKA) usa dados in situ sob concentração sinteticamente relevantes e captura informações ao longo de todo o experimento, garantindo que todo o comportamento da reação possa ser descrito com precisão.

Identificação e Controle do Polimorfismo

O polimorfismo é um fenômeno comum com muitos sólidos cristalinos na indústria farmacêutica e de química fina. Os cientistas cristalizam deliberadamente um polimorfo desejado para melhorar as propriedades de isolamento, ajudar a superar os desafios do processo nas etapas posteriores, aumentar a biodisponibilidade ou evitar conflitos de patentes. A identificação de transformações polimórficas e morfológicas in situ e em tempo real elimina a perturbação inesperada do processo, o produto fora da especificação e o caro reprocessamento de material.

O cientista recristaliza compostos químicos de alto valor para obter um produto de cristal com as propriedades físicas desejadas a uma eficiência de processo excelente. Sete etapas são necessárias para elaborar o processo ideal de recristalização, desde a escolha do solvente correto à obtenção de um produto de cristal seco. Este guia de recristalização explica passo a passo o procedimento de desenvolvimento do processo de recristalização. Ele explica quais informações são necessárias em cada etapa de recristalização e define como controlar parâmetros críticos de processo

Solubility and Metastable Zone Width (mzw) Determination

As curvas de solubilidade são geralmente empregadas para ilustrar a relação entre solubilidade, temperatura e tipo de solvente. Ao representar a solubilidade em relação à temperatura com um gráfico, os cientistas podem criar o quadro necessário para desenvolver o processo de cristalização desejado. Depois que um líquido de solvente apropriado é escolhido, a curva de solubilidade torna-se uma ferramenta indispensável para o desenvolvimento de um processo de cristalização eficaz.

Crystal Nucleation and Growth

Os cientistas e engenheiros obtêm o controle dos processos de cristalização, controlando minuciosamente o nível de supersaturação durante o processo. A supersaturação é a força impulsora da nucleação e do crescimento da cristalização e acaba por determinar a distribuição final de tamanho dos cristais.

Measure Crystal Size Distribution

As tecnologias baseadas em sonda, internas ao processo, são aplicadas para controlar as alterações no tamanho e na forma das partículas em concentração total, sem a necessidade de qualquer diluição ou extração. Controlando a taxa e o grau de alteração de partículas e cristais em tempo real, é possível otimizar os parâmetros corretos do processo para o desempenho da cristalização.

Protocolo de Cristalização por Semeadura

A semeadura é uma das etapas mais importantes na otimização do comportamento da cristalização. Ao desenvolver uma estratégia de semeadura, é preciso considerar parâmetros como tamanho de semente, carregamento de sementes (massa) e temperatura durante a adição de sementes. Esses parâmetros são geralmente otimizados com base na cinética do processo e nas propriedades desejadas da partícula final, e devem permanecer consistentes durante o aumento de escala e a transferência de tecnologia.

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.

Adição de Antissolvente em Supersaturação

Em uma cristalização de antissolvente, a taxa de adição de antissolvente, o local da adição e a mistura afetam a supersaturação local em um recipiente ou tubulação. Cientistas e engenheiros modificam o tamanho e a contagem de cristais por meio do ajuste do protocolo de adição de antissolvente e do nível de supersaturação.

Efeitos da Temperatura no Tamanho e na Forma da Cristalização

O perfil de resfriamento tem um grande impacto na supersaturação e na cinética da cristalização. A temperatura do processo é otimizada para corresponder à área de superfície de cristais a fim de obter o crescimento ideal em comparação à nucleação. Técnicas avançadas oferecem controle de temperatura para modificar a supersaturação e o tamanho e a forma de cristais.

Efeitos da Temperatura no Tamanho e na Forma da Cristalização

Mudar a escala ou as condições de agitação em um cristalizador pode afetar diretamente a cinética do processo de cristalização e o tamanho do cristal final. Efeitos de transferência de calor e massa devem ser considerados para sistemas de resfriamento e antissolvente, respectivamente, em que a temperatura ou os gradientes de concentração podem produzir falta de homogeneidade no nível de supersaturação predominante.

Desenvolvimento de Processos Químicos e Aumento de Escala

Design Robusto e Processos Químicos Sustentáveis para a Transferência mais Rápida para Planta Piloto e Produção

Estudos de Cinética da Reação Química

Os estudos de cinética da reação química in situ oferecem uma compreensão e um caminho aprimorados do mecanismo de reação, fornecendo dependências de concentração dos componentes da reação em tempo real. Dados contínuos ao longo do percurso de uma reação permite calcular as leis de taxa com menos experimentos devido à natureza abrangente dos dados.  A Análise Cinética do Progresso da Reação (RPKA) usa dados in situ sob concentração sinteticamente relevantes e captura informações ao longo de todo o experimento, garantindo que todo o comportamento da reação possa ser descrito com precisão.

Publicações

Estudos de Caso sobre Engenharia de Cristalização e Precipitação

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Citações

Crystallization and Precipitation Citation List
Crystallization and precipitation citation list and publications

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