- A+
作者:Hsien-Hsin Tung Edward L. Paul Michael Midler James A. McCauley 翻译:方原
4.4 晶核/晶种老化和奥斯特瓦尔德老化
非常小的晶体因溶解度增加而消失的奥斯特瓦尔德老化已在节4.2.1.2和4.3.1.7中讨论。尽管事实是此概念大多直接应用于粒径不大于1微米的粒子,它还是有相当的商业重要性,因为它参与了晶种的老化而能够在晶体生长操作中增大粒度,使粒度分布变窄,提高粒子的结晶度。Mullin (2001, pp. 320–322)进行了此现象的出色讨论。
晶种粒子的产生有许多方法,它们的产生和使用在本书的许多地方进行了讨论。许多晶种产生过程,包括接触成核(在本章的前部已讨论)和粉碎,产生的粒子比良好生长所期望的具有更大的物理应力,更宽的粒度分布。晶种老化在添加晶种后或最初的成核后都经常使用,以使得集群中的最小和应力最大的粒子达到最少。一般地说,这些粒子具有更高的溶解度,较小的粒子因为有表面应力和奥斯特瓦尔德老化,而较大的粒子只有应力因素。
在某个固定的温度下,晶种(有时是最终产品)会通过正常的动态平衡过程而发生老化,它会在更高的温度下显著加速,特别是在温度周期变化的情况下。以这种方式进行的晶种老化的整个过程是热消溶的。一些这样的过程是本书中一些案例中的一部分。
4.5 交货产品:粒度分布和形态
根据给定晶体产品各晶面的生长速率,可以认为有一维、二维、三维生长。图4-25是分别具有这三种生长类型的药物。
最终的粒度分布可以使用简单的几何学计算。表4-2是在不同的晶种/成核水平下,在5微米立方体上的三维、二维、一维生长的简单计算。如表格下注释指出的,在一般的搅拌或流体动力学条件下,一些产生的粒子是不能期望它存在的,因为在真实的工业结晶过程中,成核和晶体生长不可避免的会同时发生。为更好的理解成核和晶体生长的影响及控制最终的粒度分布,结合结晶动力学模型和PAT技术被证明是有用的(Togkalidou et al. 2004; Woo et al. 2006; Zhou et al. 2006)。不管是哪种技术,关键是晶种和保持过饱和度以最大化晶体生长。
使用添加或成核的晶种的结晶过程都可以用于设计生产具有期望粒度分布的产品。为达到目标必须进行以下的步骤:
●必须设计过饱和度和混合环境以最小化或消除除了作为晶种的不期望的成核。如果需要,必须增加晶种老化步骤。
●晶种或成核粒度分布必须控制和可重复。
最终的粒度分布可以使用简单的几何学计算。表4-2是在不同的晶种/成核水平下,在5微米立方体上的三维、二维、一维生长的简单计算。如表格下注释指出的,在一般的搅拌或流体动力学条件下,一些产生的粒子是不能期望它存在的,因为在真实的工业结晶过程中,成核和晶体生长不可避免的会同时发生。为更好的理解成核和晶体生长的影响及控制最终的粒度分布,结合结晶动力学模型和PAT技术被证明是有用的(Togkalidou et al. 2004; Woo et al. 2006; Zhou et al. 2006)。不管是哪种技术,关键是晶种和保持过饱和度以最大化晶体生长。
目前评论:0