Analizator wielkości cząstek

• Krystalizacja i strącanie, Rekrystalizacja, Polimorfizm Chemia
• Rozkład wielkości cząstek
• Recepturowanie i rozwój produktów
• Zapewnienie przepływu w produkcji ropy i gazu

Od chwili przejęcia firmy Lasentec w roku 2001 METTLER TOLEDO stale pracuje nad rozwojem analizatorów wielkości cząstek FBRM i PVM. Stosowane przez nas technologie oparte na użyciu sond zyskały sobie pozycję przyjętego standardu analizy rozkładu wielkości cząstek, a nasze analizatory in situ pracują w tysiącach lokalizacji na całym świecie – od laboratoriów badawczo-rozwojowych po hale produkcyjne.  Nasze rozwiązania, obejmujące między innymi urządzenia do krystalizacji, pozwalają na pomiar i wizualizację szybkości i stopnia zmian zachodzących w układach cząstek i kropel obserwowanych w takiej formie, w jakiej występują one naturalnie w procesie.

Co oznacza pojęcie wielkości cząstki?
Każda cząstka cechuje się swoistym kształtem i rozmiarem rozpatrywanym w przestrzeni trójwymiarowej. Określenie wielkości cząstek pozwala efektywnie opisywać i charakteryzować ich właściwości przestrzenne (długość, szerokość i wysokość). Choć cząstki zazwyczaj są trójwymiarowe, to w praktyce korzysta się często z funkcji rozmiaru w jednym wymiarze (np. długości cięciwy, długości cząstki czy średnicy równoważnej sfery).

Dlaczego analiza wielkości cząstek jest ważna?
Cząstki mogą bardzo różnić się własnościami fizycznymi, a wymagania konkretnych zastosowań mogą spełniać cząstki o określonej wielkości i kształcie.

• Katalizator – maksymalny obszar powierzchni
• Leki – najwyższa biodostępność
• Procesy przemysłowe – brak przestojów

Analiza wielkości cząstek odgrywa ważną rolę w optymalizacji procesów i kontroli jakości, umożliwiając potwierdzenie i udokumentowanie optymalnych własności cząstek. Nieodpowiednia wielkość cząstek może w najgorszym przypadku spowodować, że zawierający je produkt nie będzie odpowiadać specyfice zastosowania i być przyczyną nieplanowanych przestojów na dalszych etapach produkcji.

Jakich jednostek używa się do mierzenia cząstek?
Do mierzenia cząstek używa się jednostek długości, w tym nanometrów, mikrometrów i milimetrów. Pomiar wykonuje się w różnych zakresach, zależnie od branży i rodzaju cząstki.

Jak mierzy się wielkość cząstek?
Cząstki makroskopowe można mierzyć za pomocą linijki lub suwmiarki. Mikroskopijne kryształy wymagają z kolei bardziej wyrafinowanych urządzeń analitycznych. Do pomiaru stosuje się zazwyczaj takie techniki, jak analiza obrazu, rozpraszanie wsteczne światła laserowego, dyfrakcja laserowa czy odsiewanie frakcji.

Co to jest średnia wielkość cząstki?
W przypadku zbiorów cząstek o różnych rozmiarach (od dużych do małych) możliwe jest obliczenie średniej arytmetycznej, mediany lub dominanty z wszystkich cząstek. Średni rozmiar cząstki będzie więc uśrednioną wielkością charakteryzującą większy zbiór.

Jak działa analizator wielkości cząstek?
Analizatory wielkości cząstek działają zgodnie z określoną metodą pomiaru (może to być przykładowo analiza obrazu, rozpraszanie wsteczne światła laserowego lub dyfrakcja laserowa) z uwzględnieniem indywidualnych i właściwych dla metody warunków granicznych. Oferta urządzeń obejmuje różne analizatory wielkości cząstek. Zależnie od zastosowanej metody pomiaru każdy z nich będzie podawać różne wartości dla tej samej cząstki.

Poniżej można znaleźć przykłady artykułów, w których opisano zastosowanie analizatorów wielkości cząstek do pomiarów rozpuszczalności i strefy metastabilnej, projektowania kryształów, zaszczepiania krystalizacji, optymalizacji kształtu kryształów, monitorowania przesycenia, krystalizacji polimorficznej, rozdzielania faz (zjawisko „oiling out”), radzenia sobie z zanieczyszczeniami, wdrażania krystalizacji na skalę produkcyjną oraz krystalizacji ciągłej.

• Seed Recipe Design for Batch Cooling Crystallization with Application to L-Glutamic Acid, Zhang et al., Ind. Eng. Chem. Res. 2019, 58, 8, 3175–3187
• Effect of a polymer binder on the extraction and crystallization- based recovery of HMX from polymer-bonded explosives, Kim et al., Journal of Industrial and Engineering Chemistry, tom 79, 25 listopada 2019 r., s. 124–130
  
• Diastereomeric Salt Crystallization of Chiral Molecules via Sequential Coupled-Batch Operation, Simon et al., AIChE Journal, tom 65, wyd. 8
  
• On-line observation of the crystal growth in the case of the non- typical spherical crystallization methods of ambroxol hydrochloride, Gyulai et al., Powder Technology, tom 336, sierpień 2018 r., s. 144–149
  
• Characterization of a Multistage Continuous MSMPR Crystallization Process assisted by Image Analysis of Elongated Crystals, Capellades et al., Cryst. Growth Des. 2018, 18, 11, 6455–6469
  
• Development and Scale-Up of a Crystallization Process To Improve an API’s Physiochemical and Bulk Powder Properties, Durak et al., Org. Process Res. Dev. 2018, 22, 3, 296–305
  
• A continuous multi-stage mixed-suspension mixed-product-removal crystallization system with fines dissolution, Acevedo et al., Chemical Engineering Research and Design, tom 135, lipiec 2018 r., s. 112–120