間歇結晶英文解釋翻譯、間歇結晶的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 periodic crystallisation
分詞翻譯:
間歇的英語翻譯:
intermission; intermittence; interval; lull
【醫】 intermission; intermittence; pause
結晶的英語翻譯:
crystal; crystallization; crystallize
【化】 crystallization
【醫】 Crys.; crystal; crystallization
專業解析
間歇結晶(Batch Crystallization)是一種化工分離與純化技術,指在封閉系統中,一次性加入原料溶液,通過控制溫度、溶劑蒸發或添加抗溶劑等方式創造過飽和條件,使溶質以晶體形式從溶液中析出,并在單次操作完成後收獲晶體的過程。其核心特征在于操作的非連續性(Intermittent Operation)與分批處理(Batch Processing)。
從漢英詞典角度解析:
- 間歇 (Jiànxiē): 對應英文 “Intermittent” 或 “Batch”。意指操作不是連續進行的,而是分批次、有間隔地發生。在結晶過程中,表現為原料一次性投入,經曆成核、生長等階段後一次性取出産品,系統清空後再進行下一批次操作。
- 結晶 (Jiéjīng): 對應英文 “Crystallization”。指物質從液态(溶液或熔融态)轉變為固态晶體,且其原子、分子或離子在空間呈規則排列的過程。這涉及溶質分子從無序狀态到高度有序晶格結構的相變。
詳細過程與技術要點:
-
過飽和度的建立 (Creation of Supersaturation):
- 這是結晶的驅動力。在間歇操作中,主要通過三種方式實現:
- 冷卻結晶 (Cooling Crystallization): 逐漸降低溶液溫度,降低溶質的溶解度。例如,将熱的飽和溶液在結晶器中緩慢冷卻。
- 蒸發結晶 (Evaporative Crystallization): 在恒定溫度下蒸發溶劑,提高溶質濃度至過飽和。
- 抗溶劑結晶 (Antisolvent Crystallization / Drowning-out): 向溶液中加入另一種溶劑(抗溶劑),該溶劑能顯著降低目标溶質的溶解度,從而引發結晶。
- 過飽和度的控制是間歇結晶的關鍵,直接影響晶核形成速率和晶體生長速率,最終決定産品的粒度分布、晶型和純度。
-
成核與生長 (Nucleation and Growth):
- 成核 (Nucleation): 當過飽和度達到一定阈值時,溶質分子開始聚集形成微小的晶核。間歇結晶中,初始成核速率通常較高。
- 生長 (Growth): 溶液中的溶質分子繼續有序地沉積到已有的晶核或晶體表面,使晶體逐漸長大。生長速率受擴散和表面反應步驟控制。
- 間歇操作允許通過調節冷卻/蒸發速率、攪拌強度、晶種添加等手段,在較大範圍内控制成核與生長的平衡,以優化晶體産品特性。
-
晶種的應用 (Seeding):
- 在間歇結晶中,為了控制成核(避免爆發性成核)和獲得預期粒度及晶型,常常在溶液達到輕微過飽和時加入預先制備好的微小晶體(晶種)。晶種為溶質分子提供了生長的模闆,有助于獲得更均勻的晶體産品。
-
收獲與洗滌 (Harvesting and Washing):
- 當晶體生長到目标尺寸或達到操作終點(如設定溫度、濃度)時,停止結晶過程。通過過濾或離心等方式将晶體(濾餅)與母液分離。通常需要用適當的溶劑洗滌晶體以去除表面附着的母液雜質,提高産品純度。
應用領域與優勢:
間歇結晶廣泛應用于需要高純度固體産品或特定晶體形态的工業領域,尤其適用于:
- 制藥工業: 生産活性藥物成分(API),對晶型、純度和粒度有嚴格要求。間歇操作便于工藝開發、驗證和批次追溯。
- 精細化工: 生産高附加值化學品、食品添加劑(如糖、味精)、特種化學品等。
- 優勢: 操作靈活性強,適用于小批量、多品種生産;工藝開發相對直接;易于實現不同批次間的隔離,減少交叉污染風險;便于通過晶種控制産品特性。
與連續結晶的對比:
相較于連續結晶(Continuous Crystallization),間歇結晶的主要區别在于物料是批次處理而非連續流動。間歇結晶設備通常更簡單(單釜操作),啟動和操作相對容易,但單位時間産能可能較低,批次間可能存在一定差異。連續結晶則更適合大規模、單一産品的穩定生産,效率高,産品一緻性更好,但設備和控制更複雜。
權威參考來源:
- 化工分離過程基礎 (Basic Principles of Chemical Separation Processes): 經典化工教材都會詳細闡述結晶原理,包括間歇結晶的操作方式和動力學。Myerson, A. S. (Ed.). (2002). Handbook of Industrial Crystallization (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. (标準參考書)
- 國際制藥學雜志 (International Journal of Pharmaceutics): 經常刊載關于藥物結晶工藝(包括間歇結晶)的研究,關注晶型控制、粒度工程和工藝優化。
- 化學工程科學 (Chemical Engineering Science): 發表結晶動力學、模型化、過程設計與控制等方面的前沿研究,涵蓋間歇和連續結晶技術。
- 結晶生長與設計 (Crystal Growth & Design - ACS Publications): 專注于晶體科學與技術的各個方面,包括結晶機理、新方法開發和工業應用案例。
網絡擴展解釋
間歇結晶是化工生産中用于制備結晶産品的一種操作方式,其核心特點在于物料分批處理且過程中不連續排出産品。以下從多個角度詳細解釋該概念:
1. 定義與基本特點
間歇結晶指在封閉系統中一次性完成結晶過程,僅在結束時排出産物。與連續結晶不同,其操作參數(如濃度、溫度)隨時間動态變化,系統内無持續物料進出。這種操作方式尤其適用于處理高粘度、有毒或特殊化學體系。
2. 工藝類型與控制
•晶種控制:通過添加晶種引導晶體生長(如提及的溶解度-超溶解度曲線應用),可得到粒度均勻的産品
•無晶種操作:快速冷卻易導緻初級成核,産生大量微小晶核,形成無控制結晶
•冷卻方式:包括自然冷卻、程式控溫等,直接影響晶體尺寸分布
3. 設備與應用領域
常用設備包括OSLO結晶器、DTB結晶器等,結構上由蒸發室和分離室組成。主要應用于:
- 醫藥行業(控制藥物晶型)
- 精細化工(如顔料生産)
- 食品工業(糖類精制)
- 特殊化學品制備(高純度晶體)
4. 優缺點分析
優勢:
• 設備簡單、維護成本低
• 操作彈性高,適合小批量多品種生産
• 可産出窄粒度分布的晶體(尤其加晶種時)
局限:
• 批次間重複性較差
• 生産效率低于連續工藝
• 需精确控制冷卻/蒸發速率以避免過度成核
5. 實驗研究價值
實驗室常采用間歇結晶器研究晶體成長動力學,因其單次實驗即可獲取全過程參數變化數據,為工業設計提供關鍵依據。例如通過監測過飽和度變化,可優化晶種添加策略。
該工藝的結晶過程本質是溶質從溶液中析出的相變過程(基礎定義參考),而間歇操作通過控制動态條件實現特定晶體特性的調控。
分類
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