Kontrollierbare Kristallisation für gerichtetes Wachstum von Schneeflocken-Dendriten

Kristallformen bestimmen direkt die Löslichkeit, Stabilität, Fließfähigkeit und die Weiterverarbeitungseigenschaften von Pharmazeutika und Feinchemikalien. Die gezielte Herstellung spezieller morphologischer Kristalle wie Dendriten stellt eine große Herausforderung in der modernen Festkörperforschung und -entwicklung dar.

Die konventionelle Kristallisation im Tank führt durch Rühren zu hohen Scherkräften und drastischen Schwankungen der Übersättigung. Dies begünstigt eine sofortige, massive Keimbildung (unkontrollierte Keimbildung), Kristallbruch und eine geringe Reproduzierbarkeit der gewünschten Kristallformen, was die gesamte Forschungs- und Entwicklungszeit verlängert.

Einer unserer Kunden investierte jahrelang in die Forschung und Entwicklung von schneeflockenförmigen dendritischen Kristallen. Mehrere Versuchsreihen konnten die gewünschten Kristalle, die den Spezifikationen entsprachen, nicht stabil herstellen, was den Projektfortschritt verzögerte. Nach Eingang der technischen Anfrage analysierte unser Kristallisations-Forschungsteam umgehend die Herausforderungen und passte den Kristallisationsprozess an die Materialeigenschaften des Kunden an. Die Experimente wurden auf unserer integrierten Kristallisationsplattform durchgeführt. Die vollständige Prozessvalidierung war innerhalb von drei Tagen abgeschlossen, und es konnten erfolgreich Proben von schneeflockenförmigen dendritischen Kristallen hergestellt werden.

Die koordinierte Mehrparameterregelung des Kristallisationssystems ermöglicht gerichtetes Kristallwachstum. Die hochpräzise Temperaturregelung sorgt für eine stabile Systemtemperatur; die dynamisch einstellbare Übersättigung verhindert eine plötzliche, massive Keimbildung; die scherarme Fluidkonstruktion reduziert die Belastung der Kristallpartikel und minimiert Kristallbruch. Die kombinierten Technologien beheben typische Nachteile der traditionellen Tankkristallisation, wie unkontrollierte Keimbildung, Kristallfragmentierung und Schwierigkeiten bei der Kontrolle der Kristallform.

Für die Kristallformentwicklung von pharmazeutischen Zwischenprodukten und Feinchemikalien verkürzt diese kontrollierbare Kristallisationslösung die Zeit für das vorläufige Kristallscreening und die Prozessentwicklung erheblich. Sie beschleunigt die Herstellung der Zielkristalle, die morphologische Charakterisierung und die Parametererfassung und unterstützt Kunden so dabei, die Festkörperforschung und -entwicklung zu beschleunigen und Material- und Zeitkosten durch wiederholte Versuche zu reduzieren. Zudem bietet sie eine solide Prozessgrundlage für spätere Pilotversuche und die industrielle Skalierung.