Analyse des Wechselspiels zwischen Rührer-induzierter Schädigung und Kristallwachstum während der Suspensionskristallisation mit Hilfe von dreidimensionaler Formanalyse

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Heiko Briesen
• Fachliche Zuordnung: Chemische und Thermische Verfahrenstechnik ; Mechanische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 456595618

Kristallisation ist ein häufig verwendeter Prozessschritt zur Produktgestaltung und Aufreinigung von Feinchemikalien, Lebensmitteln und pharmazeutischen Wirkstoffen. Dabei ist die Form von Kristallen ein wichtiger Prozessparameter und auch Qualitätsmerkmal des kristallinen Produkts. So hat die Form von Kristallen zum Beispiel einen entscheidenden Einfluss auf die Bioverfügbarkeit von kristallinen pharmazeutischen Wirkstoffen oder auf die Aktivität von Katalysatoren. Auch während des Herstellungsprozesses beeinflusst die Form der Kristalle den Kristallisationsprozess selbst und auch darauffolgende Prozessschritte wie das Waschen, die Trocknung oder die Zentrifugation. Stand der Technik bei der Formanalyse von Kristallen sind 2D-Bildgebungsverfahren. Die Größe von Kristallen lässt sich damit gut abschätzen. Es ist damit allerdings nur sehr eingeschränkt möglich, die 3D-Form von Kristallen zu bestimmen. Dies ist insbesondere der Fall, wenn komplexe Formen, wie sie zum Beispiel durch Bruch, Abrieb oder Agglomeration entstehen können, zu charakterisieren. In Vorarbeiten konnten wir Methoden entwickeln, um die Form von einzelnen und agglomerierten Kristallen in 3D zu beschreiben. Neben Agglomeration sind auch Bruch und Abrieb zwei sehr häufig auftretende Phänomene während der Kristallisation. Im vorliegenden Projekt sollen die Methoden erweitert werden, um auch die Form von beschädigten (gebrochenen und abgeriebenen) Kristallen zu erfassen. Diese Methoden sollen dann benutzt werden, um den Einfluss von Bruch und Abrieb auf die Formentwicklung von Kristallen durch Kristallwachstum zu untersuchen. Das gewonnene Wissen soll genutzt werden, um die Form von Kristallen in einen Kristallisationsprozess unter Berücksichtigung von Kristallwachstum, Bruch und Abrieb vorherzusagen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen