Sturing van de deeltjesgrootte via ultrageluid bij semi-continue kristallisatiereacties

Abstract

De farmaceutische industrie heeft een voorkeur voor kristallen met een welbepaalde grootte en grootteverdeling. Om dergelijke kristallen te realiseren, zijn momenteel dure en tijdrovende nabehandelingsstappen vereist. Deze thesis gaat na of ultrageluid in staat is de kristalgrootte(verdeling) gericht te sturen, meer bepaald tijdens de koelingskristallisatie van paracetamol.

Er werd onderzocht welke parameters een invloed hebben op de deeltjesgrootte tijdens de nucleatie en groei. Bij nucleatie werd de invloed van het vermogen en de oververzadigingsgraad onderzocht. Gedurende het groeiproces werd nagegaan hoe de frequentie en het ingaand vermogen de kristalgrootte wijzigden.

Zowel bij de nucleatie als bij de kristalgroei beïnvloedt ultrageluid de kristalgrootte. Indien ultrageluid toegepast wordt tijdens de nucleatie, worden kleinere kristallen (±113µm) gegenereerd in vergelijking met stille condities (450µm) door versnelde nucleatie. Ultrageluid inschakelen bij een hogere oververzadigingsgraad versterkt dit effect tot een deeltjesgrootte van ±50µm. Tijdens de kristalgroei speelt de frequentie een bepalende rol voor de kristalgrootte. Een lagere frequentie leidt tot kleinere deeltjes door het versterkt brekingseffect. Bij een frequentie van 41kHz worden de kleinste deeltjes bekomen (±35µm). Vanaf een frequentie van 1,13MHz heeft ultrageluid geen invloed meer op de kristalgrootte. Er worden gelijke deeltjes bekomen in vergelijking met stille condities (±350µm).