Lösningskristallisation

Lösningskristallisation är processen där ett löst ämne avsätts som kristaller ur en vätska när lösningen blir övermättad eller när omgivningen ändras. Denna metod används för att avskilja ett ämne från lösning och kontrollera kristallernas storlek, form och renhet. Den kan ske genom avkylning, avdunstning eller tillsats av ett andra lösningsmedel (anti-solvent).

Processen består i allmänhet av tre stadier: uppnådd mättnad i lösningen, kärnbildning (nukleation) och kristalltillväxt. Efter kärnbildning växer kristallerna genom fortsatt utfällning av solute till befintliga kärnor, ofta under kontrollerade temperatur- eller koncentrationsförhållanden. Avskiljning och torkning följer i slutet.

Framgången och kvaliteten hos lösningskristaller påverkas av flera faktorer: val av lösningsmedel, temperaturprofil, graden av överskott och hur snabbt överskott uppnås, närvaro av föroreningar eller substanser som påverkar lösligheten, omrörning och kärnstimulering (tillförsel av seeds), samt förekomst av olika polymorfer eller hydratiserade former.

Vanliga metoder är kylkristallisation (temperaturen sänks långsamt), evaporation (lösningsmedel avdunstar för att öka koncentrationen) och anti-solvent kristallisation (tillsats av ett solvent där ämnet är mindre lösligt). Valet av metod påverkar kristalltillväxten och partikelfördelningen.

I läkemedels- och kemikalieindustrin används lösningskristallisation för att uppnå önskad renhet och kontrollerad partikelstorlek samt polymorfik kontroll. Efter kristallisation följer separation, torkning och eventuellt vidare behandling för att uppnå önskad produktkvalitet.