ソース: ケリー ・ m ・ ドゥーリーとマイケル g. ベントン、工業化学科、ルイジアナ州立大学、バトン ルージュ, ルイジアナ

生化学の処理には、小さな分子から大きなまたは液体から固体を分離する必要がある共通のすべての結晶、超遠心分離、膜ろ過と分取クロマトグラフィーなどの単位操作が含まれます。これらの結晶は容積トン数の観点から最も重要です。そのため、製薬、化学、食品加工業界で採用されて一般的です。重要な生化学的な例は、キラル分離、抗生物質の¹浄化、アミノ酸の前駆体、³と多く他製薬、^4-5食品添加物、^6-7農薬から²分離浄化。⁸結晶形態およびサイズ分布の制御は、乾燥、ろ過、固体輸送など下流の処理操作のコストに影響を与えるこれらの要因とプロセス経済学に不可欠です。結晶化の詳細については、専門的な教科書または単位操作の教科書を参照してください。⁹

晶析装置ユニット (図 1) の研究を可能に: (a) 固体の内容、形態および結晶サイズ分布におよぼす過飽和状態および冷却/加熱率などの重要なパラメーター(b) と結晶化過程の実時間制御。過飽和は、撹拌や温度などの条件を変えることによって制御できます。結晶化の別の分類は、冷却、蒸発、pH スイングと化学修飾。この実験では、オフラインの顕微鏡は結晶サイズ 10-1000 μ m から、生物学的製剤の一般的なサイズの範囲に至るまでから測定します。

図 1:P & ID 概略図 (左) と晶析装置の写真 (右)。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

この実験は、「化学的改修」、または「pH スイング」結晶化急速には、基本的な、基本的なナトリウムサリチル酸塩 (鼻) 水溶液の反応からサリチル酸酸 (SAL) (アスピリン前駆体) の結晶を生成するデモンストレーションと硫酸 (H₂SO₄) どこでも 40-80 ° C から¹¹

Na^{+ + 0.5 H}₂₄サルサル (ppt) + Na⁺ + 0.5、₄^2-

副産物の硫酸ナトリウムのまま水溶性です。装置から成っている 2 つのフィード タンク、3 変数速度 (蠕動) ポンプ、晶析装置 (おおよその均一な温度と濃度、~ 5 L 攪拌タンク)、電源コント ローラー、製品タンク、温度制御のためお風呂循環とNaOH 溶液 (必要な場合) とフィードの再生用化粧タンク。残留可溶性サリチル酸イオン用紫外可視分光計によって分析されるサンプルとサリチル酸結晶製品を乾燥し、圧迫されます。PH プローブは、反応条件が変更されるとき、定常状態を確認する使用できます。

有機 (ナトリウムサリチル酸塩、鼻)、酸 (硫酸、0.25 M = 0.50 N) ソリューション、結晶缶に供給します。鼻、サリチル酸またはその解決策、および 0.25 M 硫酸処理時にラテックスの手袋を着用することを確認します。

全体のシステムは、図1 のようなインターフェイスを持つ商業分散コント ローラーを使用して PC から制御されます。すべてのオン-オフまたは 3 ウェイのソレノイド バルブとコント ローラー セット ポイント操作ことができ、このインターフェイスを使用して変更します。回路図は、ユニットに関連付けられたアナログ値 (流量、温度) の傾向を示します。

1 晶析装置の起動

実行の開始時すべての連続的なコント ローラーは手動モード、およびすべてのソレノイド バルブ (オン ・ オフ) 閉じられたかをする必要があります、またはリサイクル (3 ウェイ) モードでをする必要があります。

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図 2は、比較的高い速度とフィードの低濃度でも理想的な MSMPR の結晶粒径分布からささやかな偏差を示す代表的なデータを示します。

図 2.0.16 M 鼻フィード、540 rpm、60 ° C の結晶粒径分布

この実験から形成された結晶は通常形、針、長分布は?...

この実験は、生の流れ・温度・濃度の測定値を取ると MSMPR 理論を使用して、大規模で複雑な晶析装置のシステムを設計するために必要な主要なパラメーターを推定する方法を示しました。滞留時間を果たして高結晶利回りを得ると、結晶の平均のサイズを制御する重要な役割が検討されました。しばしば非常に大きな結晶がほとんど望ましいので、最適な滞留時間があります。混合も同じで...

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