超声频率：30MHz和50MHz两种
性能特征
1. NanoSonic探头式超声颗粒粒度分布测量仪，具有多种探头设计。其中，反射式探头具有小巧，结构简单的优点；透射式探头具有信号识别强的优点。此外，还提供流动样品槽的设计，仅增加8cm不到的流程。
2. NanoSonic探头式超声颗粒粒度分布测量仪的探管长度在5~40cm，直径<10mm，可根据客户需要进行设计。
过程分析 PAT 技术在药物阿司匹林结晶过程的应用：
超声颗粒粒度分布测量仪 NanoSonic,工艺过程成像探头系统 2D VISION PROBE, 非接触式过程成像，和探头式浊度仪
TURBIDITYPROBE 用于结晶过程的研究
背景
过程分析技术就是及时测量，用以分析和控制生产流程，在加工过程中，保障原始材料和工艺过程
关键质量参数和性能属性，以确保可接受的产品质量的体系。阿司匹林（Aspirin），作为医药史上
三大经典药物之一，是应用Z广泛的解热、镇痛和KY药。本案例集成浊度仪 TURBIDITYPROBE、
超声颗粒粒度分布测量仪 NanoSonic、工艺过程成像探头系统 2D VSION PROBE，非接触式成像以温度
测量及衰减全反射红外光谱仪(ATR-FTIR)等仪器用于阿司匹林冷却结晶过程的研究。
实验装置及过程
图 1 为 1L 反应釜中阿司匹林冷却结晶实验装置的照片。
图 1 1L 阿司匹林冷却结晶实验装置
实验结果
(a) 不加晶种实验
图 2 是不加晶种阿司匹林冷却结晶实验的温度、浓度和浊度曲线(搅拌 160r.p.m)，从中可看出
出晶点为 26.07oC，且对于出晶点温度、浓度和浊度曲线均有所反映。在另一个不加晶种实验中，
搅拌速率为 100r.p.m（其他条件相同），出晶点为 20.61oC。由此可知，增强搅拌速率有助于晶体析
出。图 3 为超声粒度仪测得的不同时刻晶体的粒度分布，图 4 为二维探头和非接触式成像系统拍摄的相应时刻的晶体图像，从中可看出晶体明显的生长趋势。
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
20
25
30
35
40
45
Temperature(
oC)
Time(s)
Temperature
Turbidity
Concentration
0
20
40
60
80
100
Turbidity
0.1
0.2
0.3
Concentration(g/ml)
图 2 不加晶种阿司匹林冷却结晶实验的温度、浓度和浊度曲线(搅拌 160r.p.m)
1 10 100 1000
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Differential volume fraction(%)
Size (m)
t1=4137s
t2=4257s
t3=4377s
t4=4489s
图 3 不加晶种阿司匹林冷却结晶实验，超声粒度仪 NanoSonic 测得不同时刻晶体的粒度分布图 3 不加晶种实验中不同时间点探头(左)和非接触式(右)成像系统拍摄的阿司匹林晶体图像
(b) 加晶种实验
图 4 是加晶种阿司匹林冷却结晶实验的温度、浓度和浊度曲线(搅拌 100r.p.m)，加晶种温度为
25.05oC，且对于该时刻温度、浓度和浊度曲线均有所反映（加入晶种不久后爆发成核）。在相同搅
拌速率的不加晶种实验中（其他条件相同），出晶点为 20.61oC。由此可知，相同搅拌速率下，添加
晶种可促进晶体成核。图 5 为超声粒度仪测得的不同时刻晶体的粒度分布，图 6 为探头式和非接触
式成像系统拍摄的相应时刻的晶体图像，从中可看出晶体明显的生长趋势。
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
20
25
30
35
40
45
Temperature(
oC)
Time(s)
Temperature
Turbidity
Concentration
0
20
40
60
80
100
Turbidity
0.1
0.2
0.3
Concentration(g/ml)
图 4 加晶种阿司匹林冷却结晶实验的温度、浓度和浊度曲线(搅拌 100r.p.m)10 100 1000
0
2
4
6
8
10
12
14
Differential volume fraction(%)
Size (m)
t1=5050s
t2=5177s t3=5419s t4=5542s
图 5 加晶种阿司匹林冷却结晶实验，，超声粒度仪 NanoSonic 测得不同时刻晶体的粒度分布
图 6 加晶种实验中不同时间点探头式(左)和非接触式(右)成像系统拍摄的阿司匹林晶体图像
结论
本案例集成了多种 PAT 技术用于监测 1L 反应釜中药物阿司匹林的冷却结晶过程。从加晶种和不加
晶种的实验结果中都可看出，所采用的检测手段都可有效的反应结晶过程的各种变化。可以为结晶过程
的进一步优化提供宝贵的信息支持。
