Utjecaj uvjeta provedbe kristalizacije na granulometrijska svojstva kristala

master's thesis

• Title (english): Influence of cristallization process conditions on granulometric properties of crystals
• Author: Floren Radovanović - Perić
• Mentor: Jasna Prlić Kardum (mentor)
• Committee member: Jasna Prlić Kardum (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Aleksandra Sander (član povjerenstva)
• Committee member: Franjo Jović (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Chemical Engineering and Technology; Zagreb
• Defense date and country: 2020-09-30, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Chemical Engineering

Abstract

Kroz povijest, kristalizacija je u kemijskoj industriji bila jedan od najbitnijih separacijskih i procesa za pročišćavanje proizvoda. U farmaceutskoj industriji, šaržna kristalizacija je od ključne važnosti zato što se većina farmaceutskih aktivnih djelatnih tvari proizvodi u krutom obliku. Unazad par desetaka godina, proučavanje kristalizacijskih operacija postalo je još važnije s obzirom na rastuću potrebu za što boljom kontrolom, odnosno precizno definiranim svojstvima proizvoda. Razina kontrole koja je za to potrebna zahtijeva bolje temeljno razumijevanje ove jedinične operacije, kao i opreme za njeno provođenje, ponajviše zbog problema koje donosi uvećanje procesa s laboratorijskog na industrijsko mjerilo vezanih sa prijenosom tvari i energije. U ovom radu određena je topljivost i širina metastabilne zone farmaceutske aktivne djelatne tvari u sustavu otapala voda, izopropanol i acetonitril, u omjeru 3:2:1. Istražen je utjecaj osnovnih procesnih parametara: brzine i načina hlađenja, dodatka cjepiva, i utjecaj miješanja u procesu šaržne kristalizacije hlađenjem na morfologiju kristala. U radu je korištena tehnika mjerenja FBRM kako bi se odredile kinetičke konstante kristalizacije. Zatim je provedena fizikalna karakterizacija dobivenih kristala, određena je raspodjela veličina kristala, a dodatno, kristali su okarakterizirani pregledom na optičkom mikroskopu. Iz rezultata je vidljiv utjecaj brzine i načina hlađenja te cjepljenja na konačna svojstva proizvoda. U laboratorijskom mjerilu određeni su optimalni uvjeti kristalizacije koji su dali zadovoljavajuće rezultate pri provođenju procesa na veće mjerilo.

Abstract (english)

Throughout history, crystallization has been one of the most important separation and purification processes. In pharmaceutical industry, batch crystallization is of critical importance due to the fact that most active pharmaceutical ingredients (API) are produced in solid form. About a few decades ago, the study of crystallization operations became even more important considering the increasing need for better process control, that is more precisely defined properties of products. The overall level of control needed for such precise definition of properties requires a more fundamental understanding of crystallization, as well as the equipment used, mostly because of the energy and mass transport phenomena related problems during scale-up. In this study, for an active pharmaceutical ingredient (API) in a system of three solutes; water, isopropanole and acetonitrile in a ratio of 3:2:1, solubility and metastable zone width were determined. In the process of batch cooling crystallization, the effects of fundamental process parameters; cooling rate and profile, mixing and seeding on the crystal morphology were examined. FBRM measurements were used to determine the kinetic parameters of crystallization. Finally, the crystals were characterized by crystal size distribution and additionally, through optic microscopy. The results show a visible influence of cooling rate and profile, as well as seeding on the final product properties. On a laboratory scale, optimal process conditions were determined and gave satisfying results during scale-up.

• Keywords: aktivna djelatna tvar; šaržna kristalizacija hlađenjem; uvećanje procesa
• Keywords (english): active pharmaceutical ingredient; batch cooling crystallization; process scale-up
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:149:625677
• Study programme: Title: Chemical Engineering - Graduate study; Study programme type: university; Study level: graduate; Academic / professional title: magistar/magistra inženjer/inženjerka kemijskog inženjerstva (magistar/magistra inženjer/inženjerka kemijskog inženjerstva)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2022-04-13 11:51:38