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省科学院生物工程研究所晶体产品结块问题高效解决方案:晶体形貌优化
来源:广东省科学院生物工程研究所 发布时间:2020-08-28 生物工程研究室

医药、食品、材料、农药和染料等领域中,超过50%的产品为晶体形态。晶体产品常常会相互粘连形成团块,直接影响产品外观、流动性等指标及包装、运输和使用等下游工序。晶体产品结块与诸多因素有关,如晶体自身因素(晶体的性质、化学组成、粒度、粒度分布及晶体的几何形状)和外界因素(湿度、温度、压力和杂质等)的影响。工业生产多通过改善存储、运输、包装条件或造粒等减缓结块现象发生,难以从源头上解决此问题。结晶能实现分子组装模式调控及形态修饰,可为结块问题的解决提供更为高效、彻底的解决方案。

以新型甜味剂N,2,3-三甲基-2-异丙基丁酰胺(WS-23)为例,其产品多为细长棒状晶体,由于晶体之间接触面积较大,容易发生结块现象。省科学院生物工程研究所研究团队在WS-23结晶热力学和动力学研究基础上,通过筛选结晶溶剂、控制结晶条件等,优化WS-23晶体的结晶工艺,得到一种长径比明显减小的短棒状晶体形貌,该形貌较现有的结晶工艺得到的晶体具有更好的流动性,能有效减少颗粒间的接触面积,从而达到减少或防止WS-23晶体结块的目的。该工艺操作简单、条件可控、得到的晶体形貌重现性好,易于实现工业化生产。该研究从优化晶体形貌角度为解决多行业共性问题—结块提供了一种高效解决方案,即从研发开始阶段就需要考虑最终产品的粒度、形貌、流动性等多重质量指标,在配方设计、工艺路线、工艺参数选择等各个方面进行深入研究,积累丰富的数据,最终提高产品质量控制水平,满足医药及食品等行业对产品质量要求的不断提高。

该项工作成果发表在Journal of Molecular Liquids (IF=4.56)上并已申请中国发明专利。李亚军博士为第一作者,该工作得到了广东省科学院博士引进专项资金、国家自然科学基金面上项目等资助。

   
1. WS-23不同溶剂体系固-液相平衡数据


2. WS-23晶体形貌优化


全文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0167732219304738

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