結晶是使過飽和溶液析出晶體的過程，影響結晶的因素主要分為理論因素和環境因素，而且兩者是互相影響的，比如理論上的介穩區寬度直接決定工藝的降溫過程，但實際的降溫過程直接影響溶解度的變化，進而影響晶核的形成，理論和環境相互作用決定了晶體產品的尺寸形貌等，而這些又決定了產品的性能，如材料的功能性，藥品的生物利用度，催化劑的表面活性，食品的紋理。 

圖1 降溫結晶路線圖 

圖1是經典的降溫結晶路徑，首先不飽和溶液經過降溫變成飽和溶液，繼續降溫進入介穩區，繼續降溫進入超飽和區，就會引起爆發成核，這個是一瞬間的過程，極難控制。因此結晶的關鍵就在于介穩區的控制。但是物質的超溶解度在熱力學和動力學上都不是固定不變的，它與多種因素相關，而且生產放大依賴于規模參數，因此最大介穩區寬度是不固定的，需要非常精細的條件優化探索。 

目前工業上結晶多使用的傳統的攪拌反應釜，他主要存在兩個問題，分別是混合濃度梯度和溫度梯度。濃度梯度直接影響超溶解度梯度，而溫度梯度就直接影響介穩區寬度和結晶路徑，兩者都會導致晶型多樣性，甚至造成尺寸形貌不一致。 

圖2 液體不同流動狀態速率分布曲線圖 

一般流體的流動狀態分為層流（Laminar flow），湍流( Turbulent flow)和活塞流(Plug flow)，從圖中明顯看出在活塞流狀態時，管道內的流體速率完全一致，因此活塞流是最理想的傳質方式，然而實際上傳統的反應結晶釜的流動狀態都是層流狀態，傳質非常不均勻。理論證明多個連續反應釜（大于20個）串聯時可以達到活塞流狀態的，深圳市一正科技有限公司代理的Nitech（倪特科）連續結晶儀（圖4和圖4）配有活塞推拉裝置，管道內部有多個擋板，而且兩個擋板之間可以形成一個小的反應釜，Nitech（倪特科）DN15最小型號的總管長是7m，每兩個擋板之間的距離約為2 cm，那么一套DN15最小型號的設備相當于是350個反應釜串聯，再加上活塞的推拉的主動混合，使流體以漩渦流形式進行充分混合，實際混合效果如圖5。 

 圖3 Nitech（倪特科）DN15 Lite結晶儀 

 圖4 Nitech（倪特科）DN15 Lite結晶儀原理設計圖 

 圖5 旋渦混合效果圖 

Nitech（倪特科）連續結晶儀可以精確控溫解決溫度梯度問題，因為結晶儀的整個管路都是夾套設置，可以通過玻璃管夾套的隔離或串聯靈活設置溫區，實現多種類型的降溫曲線，另外，設備上設置了多處PAT插口，可以兼容實驗室工藝開發的一切PAT工具。 

深圳市一正科技有限公司代理的Nitech（倪特科）連續震蕩擋板結晶儀的兩大優點分別是：縮小反應器體積；直接放大生產和縮短工藝時間，表 1和表2 分別從以上兩方面將Nitech（倪特科）連續震蕩擋板結晶儀和傳統釜式攪拌結晶儀進行了對比。在保持相同的產品純度和日產量的基礎上，Nitech（倪特科）結晶儀的反應器體積縮小了約50倍，廠房占用空間縮小了約40倍，而且多種工藝時間都大幅度縮小。 

表1 攪拌結晶儀和倪特科結晶儀反應器體積對比 

表2 攪拌結晶儀和倪特科結晶儀工藝時間對比 

更多應用信息和產品信息，請持續關注深圳市一正科技有限公司，詳詢info@e-zheng.com或liyanran@e-zheng.com。