Auswahl verschiedener Gerätetypen von Geräteherstellern

Die Verdampfungskristallisation ist ein gängiges Verfahren in der pharmazeutischen und chemischen Industrie und findet breite Anwendung bei der Herstellung nahezu aller kristallinen Arzneimittel. Die derzeit in Unternehmen üblicherweise eingesetzten Verdampfungskristallisationsverfahren umfassen die Konvektions- und die Zwangsumlauf-Verdampfungskristallisation. Bei den beiden genannten Anlagentypen handelt es sich überwiegend um Zwangsumlauf-Verdampfungskristallisation.

Das Prinzip dieses Verdampfers besteht darin, die Materiallösung im externen Heizelement mittels einer Pumpe zu erhitzen und anschließend im Verdampfer zu verdampfen. Nach mehreren Zyklen, wenn die Konzentration der Lösung die Löslichkeit bei dieser Temperatur überschreitet, fällt der gelöste Stoff aus und kristallisiert. In diesem Zustand wird die Lösung, in der sich Kristalle gebildet haben, weiterhin durch die Pumpe erhitzt. Dieser Verdampfungsprozess wird wiederholt, bis sich eine große Anzahl von Kristallen gebildet hat. Die Lösung wird dann zu einer sehr dicken Kristallsuspension und lässt sich nicht mehr zirkulieren. Da viele Arzneistoffe hitzeempfindlich sind und die Kristalle eine hohe Härte aufweisen, ist die Lösung nach Erreichen der Sättigung sehr viskos, wodurch die Fließfähigkeit stark reduziert wird. Daher sind die Probleme bei der Verwendung der oben genannten, derzeit gängigen Verdampfer folgende: geringe Qualität der pharmazeutischen Produkte, hohe Verdampfungstemperaturen im späteren Verlauf, geringe Material- und Flüssigkeitsausbeute, erhöhter Energieverbrauch und niedrige Produktausbeute. und die Ausrüstung verschleißt aufgrund der Erosion einer großen Anzahl von Kristallen, die Lebensdauer ist kurz, und die ausgewaschenen Metallpartikel verunreinigen das Arzneimittel, was den Metallgehalt des Arzneimittels erhöht und die Reinheit des Produkts verringert.

Es gibt viele Arten von Kristallisationsanlagen. Je nach Methode zur Erzielung des übersättigten Zustands der Lösung lassen sie sich in Verdampfungskristallisationsanlagen und Kühlkristallisationsanlagen unterteilen; je nach Durchflussart in Mutterlaugen-Kreislaufkristallisationsanlagen und Magma-Kreislaufkristallisationsanlagen (d. h. Kristallisationsanlagen mit einem Gemisch aus Mutterlauge und Kristall); je nach Betriebsart lassen sie sich in kontinuierliche und diskontinuierliche Kristallisationsanlagen einteilen.

Gängige Kristallisationsanlagen umfassen Kristallisationsbehälter, behälterförmige Gebilde mit einem Mantel an den Wänden oder einer innenliegenden Heiz- oder Kühlspirale zur Erwärmung oder Kühlung der Lösung. Der Kristallisationsbehälter kann sowohl zur Verdampfungskristallisation als auch zur Kühlkristallisation eingesetzt werden. Um die Kristallbildung zu intensivieren, kann ein Rührwerk in den Behälter integriert werden.

Der Kristallisationsbehälter kann sowohl im kontinuierlichen als auch im diskontinuierlichen Betrieb eingesetzt werden. Die im diskontinuierlichen Betrieb gewonnenen Kristalle sind zwar größer, neigen aber zur Bildung von Kristallaggregaten, zur Aufnahme von Mutterlauge und damit zur Beeinträchtigung der Produktreinheit. Diese Art von Kristallisationsanlage zeichnet sich durch eine einfache Struktur und geringe Produktionsintensität aus und eignet sich daher für die Herstellung kleiner Produktmengen (z. B. chemischer und biochemischer Reagenzien).