결정화 및 침전 – 기초, 정의 및 일반 파라미터

결정화 및 침전

결정 크기, 수율 및 순도 최적화

결정화란 무엇입니까?
결정화 및 침전

결정화 유형
결정화 문제
결정화 공정 설계
결정화 냉각 속도

어플리케이션

결정화 개발 및 확장에 대한 어플리케이션 가이드

다형성 식별 및 제어
다형성 및 공정 파라미터의 영향 이해

다형성은 제약 및 정밀 화학 산업에서 많은 결정 고체들이 보이는 일반적인 현상입니다. 연구자들은 분리 속성을 향상시키고, 다운스트림 공정 문제를 극복하며, 생체 이용률을 증대하거나 특허 충돌을 방지하기 위해 의도적으로 원하는 다형체를 결정화합니다. 현장에서 실시간으로 다형성 및 형태학적 변형을 식별하면 예기치 않은 공정 변화, 사양을 벗어나는 제품 및 값비싼 제품 재처리를 방지할 수 있습니다.

결정 속성 및 공정 성능의 최적화

과학자는 최적의 공정 효율성으로 원하는 물리적 속성의 결정 제품을 얻기 위해 고가치 화학 화합물을 재결정화합니다. 올바른 용제를 선택하고 건조 결정 제품을 확보하기까지의 이상적인 재결정화 공정 설계를 위해 7가지 단계가 필요합니다. 이러한 재결정화 가이드는 재결정화 공정 개발에 대한 단계별 절차를 설명합니다. 이 가이드는 각 재결정화 단계에서 필요한 정보가 무엇인지 그리고 중요 공정 파라미터 제어 방법을 요약합니다

Solubility and Metastable Zone Width (mzw) Determination
결정화의 구성 요소

일반적으로 용해도 곡선은 용해도, 온도 및 용매 유형 사이의 관계를 보여주기 위해 사용됩니다. 온도에 따른 용해도를 표시함으로써 과학자들은 원하는 결정화 공정 개발에 필요한 워크프레임을 생성할 수 있습니다. 적절한 용매가 선택되면 용해도 곡선은 효율적인 결정화 공정 개발을 위한 중요한 도구가 됩니다.

Crystal Nucleation and Growth
결정 핵형성 및 성장을 위한 추진력

과학자 및 엔지니어는 공정 중 과포화 레벨을 신중하게 조정함으로써 결정화 공정을 제어합니다. 과포화는 결정화 핵형성 및 성장을 위한 추진력으로서 결국 최종 결정 크기 분포에 영향을 미치게 될 것입니다.

Measure Crystal Size Distribution
인라인 입자 크기, 모양 및 개수 측정을 통한 결정화 개선

전체 농도에서 희석이나 추출을 하지 않고 입자 크기 및 모양 변화를 추적하기 위해 공정 내 프로브 기반 기술을 적용합니다. 입자 및 결정의 변화 속도 및 정도를 실시간으로 추적하여 결정화 성능을 위해 올바른 공정 파라미터를 최적화할 수 있습니다.

결정화 결정핵 삽입 프로토콜
결정핵 삽입 프로토콜의 설계 및 최적화로 배치 일관성 개선

결정핵 삽입은 결정화 거동을 최적화하는 데 가장 중요한 단계 중 하나입니다. 결정핵 삽입 전략 설계 시, 결정핵 크기, 결정핵 로딩(질량) 및 결정핵 추가 온도와 같은 파라미터를 반드시 고려해야 합니다. 이러한 파라미터는 일반적으로 공정 반응 속도와 요구되는 최종 입자 속성을 기준으로 최적화되며 확대 및 기술 이전 시에 일정하게 유지되어야 합니다.

과포화에 반용매 추가
용매 추가로 결정 크기 및 개수를 제어하는 방법

반용매 결정화에서 용매 첨가율, 추가 위치 및 혼합은 용기나 파이프라인 내 국지성 과포화에 영향을 미칩니다. 과학자들과 엔지니어들은 반용매 추가 프로토콜 및 과포화 수준을 조정해 결정 크기 및 개수를 수정합니다.

온도는 결정화 크기 및 모양에 영향을 미칩니다
과포화 제어로 결정 크기 및 모양 최적화

냉각 프로파일은 과포화 및 결정화 반응속도에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 공정 온도는 표면이 최적화된 결정 성장이 핵형성에 대해 부합하도록 최적화됩니다. 고급 기법은 온도 제어를 제공해 과포화 및 결정 크기와 모양을 수정합니다.

온도는 결정화 크기 및 모양에 영향을 미칩니다
교반, 투여 및 결정화의 규모 확대

결정화기에서 스케일 또는 혼합 조건을 바꿈으로써 결정화 공정의 반응 속도 및 최종 결정 크기에 직접 영향을 미칠 수 있습니다. 열 및 질량 전달 효과는 각각 과포화가 우세한 수준에서 온도 또는 농도 기울기가 비균질성을 생성할 수 있는 냉각 및 반용매 시스템을 고려할 때 중요합니다.

화학 공정 개발 및 확장
시제품 공장 및 생산으로 빠르게 전환하기 위한 견고하고 지속 가능한 화학 공정 설계

시제품 공장 및 생산으로 빠르게 전환하기 위한 견고하고 지속 가능한 화학 공정 설계

화학 반응 역학 연구
화학 역학 연구 및 역학 인라인 측정

현장 화학 반응 역학 연구는 반응 성분에 대한 농도 의존성을 실시간으로 제공함으로써 반응 메커니즘 및 경로에 대한 이해도를 높여줍니다. 반응 과정 전반에 걸친 연속 데이터는 포괄적인 데이터 속성으로 인해 적은 횟수의 실험으로도 속도 법칙에 대한 계산을 가능하게 합니다.  반응 과정 역학 분석(RPKA)은 합성 연관된 조건하에서 현장 데이터를 사용하고 전체 실험 전반에 걸쳐 정보를 캡처하여 전체 반응 거동을 정확하게 설명할 수 있도록 보장합니다.

다형성 식별 및 제어

다형성은 제약 및 정밀 화학 산업에서 많은 결정 고체들이 보이는 일반적인 현상입니다. 연구자들은 분리 속성을 향상시키고, 다운스트림 공정 문제를 극복하며, 생체 이용률을 증대하거나 특허 충돌을 방지하기 위해 의도적으로 원하는 다형체를 결정화합니다. 현장에서 실시간으로 다형성 및 형태학적 변형을 식별하면 예기치 않은 공정 변화, 사양을 벗어나는 제품 및 값비싼 제품 재처리를 방지할 수 있습니다.

과학자는 최적의 공정 효율성으로 원하는 물리적 속성의 결정 제품을 얻기 위해 고가치 화학 화합물을 재결정화합니다. 올바른 용제를 선택하고 건조 결정 제품을 확보하기까지의 이상적인 재결정화 공정 설계를 위해 7가지 단계가 필요합니다. 이러한 재결정화 가이드는 재결정화 공정 개발에 대한 단계별 절차를 설명합니다. 이 가이드는 각 재결정화 단계에서 필요한 정보가 무엇인지 그리고 중요 공정 파라미터 제어 방법을 요약합니다

Solubility and Metastable Zone Width (mzw) Determination

일반적으로 용해도 곡선은 용해도, 온도 및 용매 유형 사이의 관계를 보여주기 위해 사용됩니다. 온도에 따른 용해도를 표시함으로써 과학자들은 원하는 결정화 공정 개발에 필요한 워크프레임을 생성할 수 있습니다. 적절한 용매가 선택되면 용해도 곡선은 효율적인 결정화 공정 개발을 위한 중요한 도구가 됩니다.

Crystal Nucleation and Growth

과학자 및 엔지니어는 공정 중 과포화 레벨을 신중하게 조정함으로써 결정화 공정을 제어합니다. 과포화는 결정화 핵형성 및 성장을 위한 추진력으로서 결국 최종 결정 크기 분포에 영향을 미치게 될 것입니다.

Measure Crystal Size Distribution

전체 농도에서 희석이나 추출을 하지 않고 입자 크기 및 모양 변화를 추적하기 위해 공정 내 프로브 기반 기술을 적용합니다. 입자 및 결정의 변화 속도 및 정도를 실시간으로 추적하여 결정화 성능을 위해 올바른 공정 파라미터를 최적화할 수 있습니다.

결정화 결정핵 삽입 프로토콜

결정핵 삽입은 결정화 거동을 최적화하는 데 가장 중요한 단계 중 하나입니다. 결정핵 삽입 전략 설계 시, 결정핵 크기, 결정핵 로딩(질량) 및 결정핵 추가 온도와 같은 파라미터를 반드시 고려해야 합니다. 이러한 파라미터는 일반적으로 공정 반응 속도와 요구되는 최종 입자 속성을 기준으로 최적화되며 확대 및 기술 이전 시에 일정하게 유지되어야 합니다.

과포화에 반용매 추가

반용매 결정화에서 용매 첨가율, 추가 위치 및 혼합은 용기나 파이프라인 내 국지성 과포화에 영향을 미칩니다. 과학자들과 엔지니어들은 반용매 추가 프로토콜 및 과포화 수준을 조정해 결정 크기 및 개수를 수정합니다.

온도는 결정화 크기 및 모양에 영향을 미칩니다

냉각 프로파일은 과포화 및 결정화 반응속도에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 공정 온도는 표면이 최적화된 결정 성장이 핵형성에 대해 부합하도록 최적화됩니다. 고급 기법은 온도 제어를 제공해 과포화 및 결정 크기와 모양을 수정합니다.

온도는 결정화 크기 및 모양에 영향을 미칩니다

결정화기에서 스케일 또는 혼합 조건을 바꿈으로써 결정화 공정의 반응 속도 및 최종 결정 크기에 직접 영향을 미칠 수 있습니다. 열 및 질량 전달 효과는 각각 과포화가 우세한 수준에서 온도 또는 농도 기울기가 비균질성을 생성할 수 있는 냉각 및 반용매 시스템을 고려할 때 중요합니다.

화학 공정 개발 및 확장

시제품 공장 및 생산으로 빠르게 전환하기 위한 견고하고 지속 가능한 화학 공정 설계

화학 반응 역학 연구

현장 화학 반응 역학 연구는 반응 성분에 대한 농도 의존성을 실시간으로 제공함으로써 반응 메커니즘 및 경로에 대한 이해도를 높여줍니다. 반응 과정 전반에 걸친 연속 데이터는 포괄적인 데이터 속성으로 인해 적은 횟수의 실험으로도 속도 법칙에 대한 계산을 가능하게 합니다.  반응 과정 역학 분석(RPKA)은 합성 연관된 조건하에서 현장 데이터를 사용하고 전체 실험 전반에 걸쳐 정보를 캡처하여 전체 반응 거동을 정확하게 설명할 수 있도록 보장합니다.

출판물

결정화 및 침전 엔지니어링 사례 연구

백서

간단한 이미지 분석을 사용해 결정화 단계를 최적화하는 방법
불필요한 유지 시간을 신속하게 식별하고 냉각 속도가 결정 성장 및 핵형성에 영향을 미치는 방법을 결정함으로써 중간 결정화 단계에 대한 주기 시간이 60%까지 단축됩니다.
현장 현미경으로 결정화 이해
결정화 공정을 이해하기 위한 동적 메커니즘의 핵심은 이제 현장 현미경으로 파악할 수 있습니다. 백서에서는 선두적인 화학 회사들이 기존의 오프라인 현미경에 대한 대안으로 어떻게 혜택을 얻을 수 있는지에 대해 설명합니다.
효과적인 결정화 공정 개발
결정화 공정의 결과는 최종 제품의 품질에 막대한 영향을 미칩니다. 새로운 백서는 결정화에 대한 기초를 소개하며 고품질 결정화 공정 설계를 위한 가이드라인을 제시합니다.
결정 크기 분포 제어 전략
이 백서는 공정 개발 및 제조 중 결정 크기 분포를 최적화하는 전략에 대해 논의합니다.
산업용 결정화 개선
산업용 결정화는 화학 산업에 있어서 중요한 분리 및 정화 단계입니다. 본 백서는 제품 품질 및 수율의 개선을 위해 인라인 입자 기술을 사용하여 결정화를 이해하고 최적화 및 제어하는 방법을 알려줍니다.
결정화 공정의 결정핵 삽입
결정핵 삽입은 결정화 공정을 최적화할 때 핵심 단계로서 일정한 여과율, 수율, 다형성 및 입자 크기 분포를 보장합니다. 피드백 제어를 갖춘 첨단 결정핵 삽입은 과학자가 최적의 결정핵 삽입 조건을 달성하는 데 도움을 줍니다.
실험실에서 공장으로 배치 결정화 확장
결정화의 실시간 모니터링이 제시되어 공정 개발, 최적화 및 확장을 위해 분석법을 개선할 수 있는 이점을 제공합니다. 본 백서는 이러한 많은 이점을 조사하는 사례 연구를 검토함으로써 다음을 가능하게 합니다.
결정화 개발을 위한 모범 사례
본 백서는 화학자들이 다음과 같이 중요한 결정화 파라미터를 최적화하는 데 사용하는 방법론을 입증합니다.온도 프로필첨가 비율순도, 여과율 및 배치 반복성을 개선하기 위한 Seeding 
프로세스 최적화를 위한 입자 크기 분석
본 백서는 가장 일반적인 입자 크기 분석 접근법 일부를 소개하고 고품질 입자 제품의 효과적인 전달을 위해 어떻게 사용될 수 있는지에 대해 소개합니다. 최근 대다수의 연구원들은 공정을 최적화하고 개선하기 위해 오프라인 입자 크기 분석기를 공정 내 입자 특성화 기기와 결합...

인용

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

웹 세미나

연속 결정화의 PAT 기반 설계
PAT(공정 분석 기술)는 다양한 연속 플러그 흐름 및 MSMPR 결정화의 신속한 평가뿐만 아니라 배치 대응물을 허용하는 설계 방법론을 가능하게 하며 이에 대해 논의합니다.
Eliminating Micronization Using Fine Particle Crystallization
Crystal engineering is applied when the crystal size distribution is too large to meet downstream specifications. By designing the crystallization to...
Calibration Free Supersaturation Assessment
The quantitative use of in situ ATR-FTIR for real time supersaturation assessment has been extremely well defined within the literature. However, thes...
metastable zone width (MSZW) crystallization
The webinar focuses on a semi-quantitative method for the optimization and scale-up of hydrodynamically limited anti-solvent crystallization process....
Improving Crystallization and Precipitation
This webinar introduces case studies and highlights best practices used to overcome crystallization and precipitation challenges. The focus will be on...
Crystallization Image Analysis
Presented by Prof. Zoltan Nagy of Purdue University, this talk provides an overview of recent advances of applications for in situ imaging and image a...
Liquid-Liquid Phase Separation
This presentation describes a strategy employed to design and develop robust, scalable crystallization processes that avoids Liquid-Liquid Phase Separ...
Agglomeration & Crystallization Using Particle Measurement
This presentation details how using data from in situ particle vision and measurement tools can be used to determine particle size and shape trends re...
Crystallization Scale-up Strategy Development
During this webinar, two case studies are presented to illustrate the application of tools and strategies that were utilized to understand and manage...
Wet Milling Impact on Particle Size
This presentation details the development, understanding, and scale-up of an aseptic crystallization, which utilizes a novel wet milling during anti-s...
Pharmaceutical Drug Substance Crystallization
This presentation describes the case of crystals of an Active Pharmaceutical Ingredient (API) with high propensity to float in their mother liquors, d...

어플리케이션 노트

In-Process Characterization of Antisolvent Crystallization
Ensure fast and efficient scale-up by optimizing crystallization early in development. Target particle size specifications to speed up downstream proc...

관련 제품

결정화 개발 및 확장 관련 기술

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