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水杨酸的化学改性结晶

Overview

资料来源: 凯瑞先生和迈克尔 g. 本顿, 路易斯安那州立大学化学工程系, 巴吞鲁日, LA

加工生化涉及的单位操作, 如结晶, 离心, 膜过滤, 和制备色谱, 所有这些都有共同的需要分离大的小分子, 或固体从液体。其中, 从吨位的角度来看, 结晶是最重要的。由于这个原因, 它通常被用于制药、化学和食品加工行业。重要的生物化学例子包括手性分离,1纯化抗生素,2从前体分离氨基酸,3和许多其他药剂,4-5食品添加剂,6-7和农用化学品净化.8晶体形态和尺寸分布的控制是过程经济学的关键, 因为这些因素影响下游加工操作的成本, 如干燥、过滤和固体输送。有关结晶的更多信息, 请参考专业教科书或单元操作教科书。9

结晶器单元 (图 1) 能够研究: (a) 主要参数, 如过饱和和冷却/升温速率, 对固体含量, 形态和晶体尺寸分布的影响;(b) 和对结晶过程的在线控制。过饱和度可以通过搅拌速率和温度等改变条件来控制。不同的结晶分类包括冷却、蒸发、pH 摆动和化学改性。在这个实验中, 离线显微镜将测量从大小从10-1000 μ m, 一个典型的大小范围为生物制品。

Figure 1
图 1:& 标识示意图 (左) 和结晶器 (右图)。请单击此处查看此图的较大版本.

这项实验将显示 "化学修饰", 或 "pH 摆动" 结晶, 以产生水杨酸 (萨尔) (前体阿司匹林) 晶体的水溶液的快速反应碱性水杨酸钠 (鼻), 这是基本的,硫酸 (H2,4) 在任何地方从 40-80 ° c。11

Na+萨尔+ 0.5 H24 SAL (ppt) + Na+ + 0.5 所以42-

副产物硫酸钠仍然是可溶解的。该装置由两个进给罐, 三变速 (蠕动) 泵, 结晶器 (搅拌槽, 以接近均匀的温度和浓度, 〜5升), 一个循环浴缸的温度控制, 功率控制器, 产品罐, 和用氢氧化钠溶液进行饲料再生的化妆箱 (如果需要)。用紫外-可见光谱仪对水杨酸的残留可溶性离子进行分析, 并对水杨酸结晶产物进行干燥和称量。pH 探针可用于确定反应条件改变时的稳态。

Procedure

有机 (水杨酸钠, 鼻) 和酸 (硫酸, 0.25 米 = 0.50 N) 溶液将被送入结晶器。在处理鼻腔、水杨酸或其溶液时, 一定要戴上乳胶手套, 并且0.25 米的硫酸。

整个系统是由使用商用分布式控制器的 PC (与图 1中的接口类似) 控制的。所有的关闭或3路电磁阀和控制器设置点可以使用此接口操作和更改。示意图显示了与该单元相关联的模拟值 (流速、温度) 的趋势。

1. 启动结晶器

在运行开始时, 所有连续控制器都应处于手动模式, 所有电磁阀都应关闭 (关) 或回收 (3 路) 模式。

  1. 确保结晶器是满溢的水平, (〜4.15 升) 表明在搅拌槽, 与水和水杨酸浆 (在结晶, 泥浆通常称为 "岩浆")。如果未满, 则通过加法端口添加这些。
  2. 打开搅拌器的结晶器和 thethermostated 的浴缸和泵。
  3. 设定温度控制器为浴温度对自动和设定到期望温

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Results

图 2显示了具有代表性的数据, 表明即使在相对较高的速度和低的进料浓度下, MSMPR 理想的晶体尺寸分布也有适度的偏差。

Figure 2
图 2.晶体大小分布为 0.16 M 鼻饲料, 540 rpm, 60 ° C

从这个实验形成的晶体通常是针状的, 长度分布可以在显微镜下确定。典型晶?...

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Application and Summary

本实验演示了如何进行原料浓度、流量和温度测量, 并利用 MSMPR 理论来估计设计大型复杂的结晶器系统所需的关键参数。探讨了居住时间在获得高晶体产量和控制晶体平均尺寸方面的关键作用。通常有一个最佳的居住时间, 因为非常大的晶体是很少可取的。同样的, 混合混合必须是足够的, 以保持固体晶体从沉淀到底部, 但在同一时间, 搅拌器的速度往往是一个显着的运行成本。

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References
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0:07

Overview

1:26

Principles of the MSMPR Model

3:58

Experimental Preparation

4:59

Crystallizer Start-up

6:27

Sample Collection and Crystallizer Shut Down

7:39

Data Analysis

8:57

Calculations and Results

10:11

Applications

11:21

Summary

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