¿Cuál es el efecto de la agitación en la cristalización?

El tipo común de agitación en el hervidor de cristalización (cristalizador de tanque agitado) es el de paleta axial como se muestra en la Fig. a. Aquí los autores diseñaron una paleta de agitación de pared raspada tipo ancla (cristalizador de superficie raspada) y seleccionaron tres tipos diferentes de APIs para estudiar el efecto de la agitación en la cristalización.

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El primero fue el ibuprofeno (IBP), que se cristalizó añadiendo una gota de agua a una solución a 25 °C de IBP en DMSO. Al cristalizar con agitación axial de paletas ST a 60 rpm, la agitación no fue buena y a los 25 minutos había una fase acuosa en la capa superior de DMSO, lo que dio lugar a un alto rendimiento cuando se tomaron muestras y se analizaron a los 30 minutos. Continuando con la agitación y el muestreo, la cristalización utilizando agitación de flujo axial ST a 200 rpm y agitación de anclaje de rascador de pared SS a 60 rpm dio como resultado rendimientos similares a los 30 min y a los 60 min.

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La costra dura en la superficie está relacionada con la naturaleza de la propia API de cristalización, así como con la suavidad y dureza de la superficie de la paleta agitadora y del hervidor de cristalización. Con el tipo de paleta ST de acero inoxidable a 200 rpm (Fig. c), se produjo una costra superficial más severa, pero con el tipo de anclaje SS a 60 rpm utilizando PTFE, se produjo menos costra superficial.

El clorhidrato de difenhidramina (DPH) es un cristal laminar que se precipita enfriando a partir de 60 °C hasta 5 °C y manteniéndolo a continuación.La cinética de cristalización del SS Anchor 60 rpm es similar a la del ST 200 rpm, y ambos precipitan más rápidamente que el ST Paddle 60 rpm.

Diferencias y conexiones entre los experimentos a pequeña y gran escala y la producción piloto

Había más sólidos grumosos en los cristales obtenidos utilizando agitación de paletas ST (Fig. b, 60 rpm; c, 200 rpm) (Fig. a).

 

La descarga fue más fácil tanto con el SS Anchor 60rpm como con el ST Paddle 200rpm sin sólidos en trozos residuales, pero el ST 60rpm tenía más costras en la superficie y residuos en trozos en la descarga.

Para el clorhidrato de fluoxetina (FLU) en forma de aguja, también enfriado y descristalizado, la SS Anchor 60rpm descristalizó significativamente más rápido que la ST Paddle.

Utilizando estas tres condiciones de cristalización, se obtuvieron cristales de FLU largos, finos y en forma de aguja, y el tipo de anclaje SS produjo cristales más largos (Fig. a) que los demás (Fig. a, ST, 60 rpm; Fig. c, ST, 200 rpm). (Compartición en seco) Puntos de control del proceso de cristalización industrial y casos de aplicación

No se encontraron problemas de vertido utilizando el SS anclado a 60 rpm (Fig. a), pero los cristales obtenidos a diferentes velocidades utilizando el ST eran poco móviles y no podían verterse directamente, sino sólo después de reponer el disolvente (Fig. b).

Comparación exhaustiva:
1. La agitación de paletas ST a 200 rpm favorece la rotura de cristales, la aglomeración y la nucleación secundaria, por lo que la distribución del tamaño de los cristales es más amplia.
2. ST agitación de paletas a 60 rpm, los cristales de DPH crecen hasta un cierto tamaño y empiezan a precipitar y aglomerarse en el fondo de la caldera. Debido a la escasa agitación, el crecimiento de los cristales se ve afectado por la transferencia de masa, lo que provoca una precipitación más lenta de los cristales.
3. SS ancla agitación 60 rpm, porque la brecha entre el ancla y la pared de la caldera es menor, la suspensión sólida es mejor, y el CFD de simulación de fluidos muestra que el cizallamiento medio del sistema es menor. Menor rotura de cristales, como la cristalización de FLU, que en otros sistemas de agitación con cristales finamente rotos. Baja velocidad de rotación y bajo cizallamiento, por lo que hay menos interacción cristal-cristal y cristal-pared de la caldera, por lo que hay menos aglomeración.