Çalkalamanın kristalleşme üzerindeki etkisi nedir?

Yaygın kristalizasyon kazanı karıştırması (Karıştırmalı tank kristalizatörü) Şekil a'da gösterildiği gibi eksenel kürek tipidir. Burada yazarlar çapa benzeri kazınmış duvar karıştırma küreği (kazınmış yüzey kristalizatörü) tasarlamış ve karıştırmanın kristalizasyon üzerindeki etkisini incelemek için üç farklı API türü seçmiştir.

Kristalizasyon tekniklerine kapsamlı bir bakış sunan bu kitap gerçekten göz açıcı!
Bunlardan ilki ibuprofen (IBP) olup DMSO içindeki 25 °C'lik IBP çözeltisine bir damla su eklenerek kristalleştirilmiştir. ST eksenel kürekle 60 rpm'de karıştırılarak kristalleştirilirken, karıştırma iyi değildi ve 25 dakika içinde DMSO'nun üst katmanında sulu bir faz vardı, bu da 30 dakikada numune alınıp analiz edildiğinde yüksek verimle sonuçlandı. Çalkalamaya ve numune almaya devam ederek, 200 rpm'de ST eksenel akış karıştırma ve 60 rpm'de SS duvar sıyırıcı çapa karıştırma kullanarak kristalleştirme, 30 dakika ve 60 dakikada benzer verimle sonuçlanmıştır.

Biyofarmasötikte verimli sürekli akış üretim süreci nasıl uygulanır? Vaka paylaşımı ile!
Yüzeydeki sert kabuklanma, kristalizasyon API'sinin doğasının yanı sıra karıştırma küreği ve kristalizasyon kazanı yüzeyinin pürüzsüzlüğü ve sertliği ile de ilgilidir. Paslanmaz çelik ST kürek tipi ile 200 rpm'de (Şekil c) daha şiddetli yüzey kabuklanması görülürken, PTFE kullanılan SS çapa tipi ile 60 rpm'de daha az yüzey kabuklanması görülmüştür.

Difenhidramin Hidroklorür (DPH), 60 °C'den başlayarak 5 °C'ye kadar soğutularak ve ardından bekletilerek çökeltilen lamelli bir kristaldir.SS Çapa 60 rpm kristalleşme kinetiği ST 200 rpm ile benzerdir ve her ikisi de ST Kürek 60 rpm'den daha hızlı çökelir.

Küçük ve ölçekli deneyler ile pilot üretim arasındaki farklar ve bağlantılar

ST kürekli karıştırma (Şekil b, 60 rpm; c, 200 rpm) kullanılarak elde edilen kristallerde daha fazla topaklı katı madde vardı (Şekil a).

 

Hem SS Anchor 60rpm hem de ST Paddle 200rpm ile boşaltım daha kolaydı ve katı madde kalıntısı yoktu, ancak ST 60rpm'de daha fazla yüzey kabuklanması ve boşaltımda katı madde kalıntısı vardı.

İğne formundaki Fluoksetin Hidroklorür (FLU) için de soğutulmuş ve kristalden arındırılmış SS Anchor 60rpm, ST Paddle'dan önemli ölçüde daha hızlı kristalden arındırmıştır.

Bu üç kristalizasyon koşulu kullanılarak uzun, ince, iğne benzeri FLU kristalleri elde edilmiş, SS-anchor tipi diğerlerine göre daha uzun kristaller (Şekil a) vermiştir (Şekil a, ST, 60 rpm; Şekil c, ST, 200 rpm). (Kuru Paylaşım) Endüstriyel Kristalizasyon Prosesi Kontrol Noktaları ve Uygulama Örnekleri

SS 60 rpm'ye sabitlendiğinde herhangi bir boşaltma sorunuyla karşılaşılmamıştır (Şekil a), ancak ST kullanılarak farklı hızlarda elde edilen kristaller zayıf hareketlidir ve doğrudan dökülemez, ancak çözücü oluşturulduktan sonra dökülebilir (Şekil b).

Kapsamlı Karşılaştırma:
1. ST Kürekli Karıştırma 200 rpm kristal kırılmasını, aglomerasyonu ve ikincil çekirdeklenmeyi teşvik eder, böylece kristal boyutu dağılımı daha geniştir.
2. ST kürekle 60 rpm karıştırıldığında, DPH kristalleri belirli bir boyuta ulaşır ve çökelmeye ve kazanın dibine yığılmaya başlar. Zayıf çalkalama nedeniyle, kristal büyümesi kütle transferinden etkilenir ve bu da daha yavaş kristal çökelmesine neden olur.
3. SS çapa 60 rpm karıştırma, çapa ve kazan duvarı arasındaki boşluk daha küçük olduğundan, katı süspansiyon daha iyidir ve akışkan simülasyonunun CFD'si sistemin ortalama kaymasının daha küçük olduğunu gösterir. İnce kırılmış kristallere sahip diğer karıştırma sistemlerine kıyasla FLU'nun kristalleşmesi gibi daha az kristal kırılması. Düşük dönme hızı ve düşük kayma, dolayısıyla daha az kristal-kristal ve kristal-kazan duvarı etkileşimi, dolayısıyla daha az aglomerasyon.