Mejora de la eficiencia de la observación y el análisis de cristales
Las industrias de fabricación de alimentos y farmacéutica producen productos que se introducen directamente en el cuerpo humano, por lo que deben proporcionar altos niveles de seguridad y calidad.
Para cumplir estos requisitos, es necesario realizar un control y una garantía de calidad adecuados mediante el escrutinio preciso de los cristales en cada proceso, como la aceptación de las materias primas cristalizadas, el proceso de cristalización y la observación y el análisis de los cristales procesados.
En esta sección se presentan ejemplos de aplicación de nuestro Microscopio Digital 4K, que realiza observaciones y análisis de cristales convencionalmente difíciles y que requieren mucho tiempo con una sola unidad.
- ¿Qué es un cristal?
- Necesidades de los cristales y problemas en la observación y el análisis
- Ejemplos de aplicación del Microscopio Digital 4K para cristales
- Un Microscopio Digital 4K que revoluciona la observación y el análisis de cristales
¿Qué es un cristal?
Un cristal es una forma de sustancia sólida en la que los constituyentes —como átomos, moléculas o iones— están dispuestos estéricamente en patrones que se repiten con regularidad, formando una red espacial. La disposición de los átomos en un cristal se denomina estructura cristalina y la unidad mínima en un patrón que se repite regularmente se denomina celda unitaria. Además de los átomos y las moléculas inorgánicas, incluso las proteínas que tienen más de un millón de moléculas pueden cristalizar.
Un cristal típico es un poliedro, que consta de muchos planos y aristas afiladas que forman varios ángulos. Muchos cristales son anisotrópicos, por lo que tienen propiedades diferentes —como el índice de refracción y la elasticidad— en distintas direcciones.
Necesidades de los cristales y problemas en la observación y el análisis
En las industrias de fabricación de alimentos y farmacéutica, las tecnologías de los cristales se utilizan ampliamente para diversos ingredientes farmacéuticos activos (IFA) y sustancias —como proteínas, aminoácidos y almidón— que se utilizan en el proceso de fabricación de productos. Dado que el uso de cristales puede añadir más valor a los productos, un número cada vez mayor de fabricantes utilizan el proceso de cristalización o adquieren cristales del exterior. En la fabricación de productos con cristales, el grado de pureza, la forma, la distribución del tamaño de las partículas, la solubilidad, las características de flujo y algunos otros factores son importantes para mantener o mejorar la calidad.
Muchas características de los cristales proceden de los átomos o moléculas que los constituyen o de las posiciones relativas de los átomos o moléculas en el cristal. Estas características aparecen de forma anisotrópica, especialmente en las propiedades ópticas como el índice de refracción, el coeficiente de absorción, el ángulo de rotación óptica y la relación de despolarización. Por otra parte, las evaluaciones típicas de los cristales adquiridos o de los resultados de la cristalización utilizan principalmente la observación y el análisis de la apariencia, la forma, la distribución del tamaño de las partículas y otros elementos similares de los cristales como parámetros típicos.
Sin embargo, la observación y el análisis de estos elementos son difíciles porque los cristales son extremadamente pequeños y tienen formas tridimensionales complejas, así como diferentes grados de transparencia de la luz, refracción de la luz y reflexión difusa. A continuación, se exponen algunos problemas específicos.
- Dado que los cristales tienen formas tridimensionales, sólo una parte de la muestra puede enfocarse en las observaciones con gran aumento.
- Los bordes tienen varios ángulos que generan reflejos difusos, lo que dificulta la determinación de las condiciones de iluminación.
- Muchos cristales tienen un bajo contraste con el fondo, lo que dificulta la captura de los contornos de los cristales.
- El análisis y la evaluación cuantitativos son difíciles debido a los factores mencionados.
Siga leyendo para conocer ejemplos de aplicación de nuestro Microscopio Digital 4K, que mejora la sofisticación, la cuantificación y la eficiencia del trabajo de observación y análisis de cristales.
Ejemplos de aplicación del Microscopio Digital 4K para cristales
KEYENCE ha aplicado los comentarios directos de nuestros clientes en cada modelo de nuestro Microscopio Digital VHX, lo que nos permite superar los problemas reales a los que se enfrentan los operadores.
La Serie VHX cuenta con un sistema de observación único que les permite a los operadores disfrutar de su alto rendimiento y con operaciones sencillas, eliminando la sobreespecialización de los equipos.
Observación, análisis y creación de informes de cristales de IFA
Dado que los cristales de IFA, utilizados en la fabricación de medicamentos, tienen formas tridimensionales, en muchas observaciones sólo se puede enfocar una parte de la muestra. Además, la transparencia específica de los cristales y la refracción de la luz reducen el contraste, lo que dificulta la observación clara de las formas.
El Microscopio Digital 4K Serie VHX admite varias condiciones de iluminación con una sola unidad, lo que permite determinar las condiciones de forma rápida y sencilla, algo que lleva mucho tiempo con los microscopios convencionales. Este microscopio está equipado con la función de iluminación múltiple, que captura automáticamente múltiples imágenes con iluminación omnidireccional con sólo pulsar un botón. La observación de los cristales se puede iniciar rápidamente utilizando imágenes 4K de alta resolución, simplemente seleccionando una imagen adecuada para el propósito de las imágenes capturadas.
Dado que los datos de las múltiples imágenes capturadas se almacenan, cualquier imagen se puede utilizar fácilmente para volver a observar el objeto.
Además, con sólo seleccionar una imagen pasada, se pueden reproducir completamente las condiciones utilizadas para capturar esa imagen. Una muestra diferente del mismo tipo de objeto puede ser fácilmente observada bajo las mismas condiciones en un día y hora diferentes por un operador diferente.
La Serie VHX también puede pasar sin problemas de la observación al análisis del tamaño de los granos de cristal. La función de medición de área/conteo automáticos se puede utilizar para realizar la binarización en un área específica. La medición de área y conteo de cristales se pueden realizar automáticamente.
Esta función mide, calcula y cuenta automáticamente valores detallados —como el número, el área promedio, la desviación estándar, el valor máximo, el valor mínimo, la relación de área y otros elementos de los cristales en el área seleccionada, así como el área, el perímetro, el diámetro máximo y el diámetro mínimo de cada cristal— y luego muestra estos valores en una lista. En el área seleccionada, se pueden excluir los objetos que no son necesarios y se pueden separar los objetos que se solapan, lo que permite un análisis de alta precisión.
Además, se puede instalar Excel directamente en la Serie VHX, lo que permite que las imágenes y los valores capturados se envíen a un informe personalizado.
Estas diversas funciones mejoran la simplicidad y eficiencia de la serie de tareas necesarias para la observación, el análisis y la creación de informes, reduciendo significativamente las horas-hombre de trabajo.
Observación de cristales de almidón con alto contraste
Los cristales de almidón tienen una gran transparencia y, en consecuencia, un bajo contraste sobre el fondo. Esto dificulta la observación clara de los contornos y las formas de los cristales.
Además de la luz de fondo que proporciona una iluminación transmitida, el Microscopio Digital 4K Serie VHX está equipado con la función de Alto rango dinámico (HDR), que captura múltiples imágenes a distintas velocidades de obturación y compone una única imagen con una alta gradación de color. Con esta función, se pueden capturar imágenes 4K de alta resolución con un alto contraste incluso para objetivos —como los cristales de almidón— que tienen un bajo contraste en el fondo, lo que permite una observación clara de los contornos y las texturas de los cristales.
Observación de cristales de aminoácidos y proteínas
El Microscopio Digital 4K Serie VHX, que combina alta resolución con una profundidad de campo que es al menos 20 veces mayor que la de los microscopios ópticos, está equipado con una unidad de iluminación versátil que brinda una alta funcionalidad. Esta unidad proporciona múltiples condiciones de iluminación diferentes, incluyendo la iluminación transmitida, la iluminación coaxial y la iluminación polarizada.
Además, la función de iluminación múltiple, que captura automáticamente múltiples imágenes con iluminación omnidireccional, prepara rápidamente las condiciones de iluminación adecuadas para cada cristal.
El alto rendimiento, la funcionalidad y el sistema único de la Serie VHX permiten una fácil observación con imágenes 4K de alta resolución, incluso para cristales que tienen apariencias variables, como los de aminoácidos y proteínas, cuyas condiciones de observación eran tradicionalmente difíciles de determinar.
Un Microscopio Digital 4K que revoluciona la observación y el análisis de cristales
Tradicionalmente, determinar las condiciones óptimas para observar y analizar cristales ha sido difícil y ha llevado mucho tiempo. Como muestran los ejemplos presentados anteriormente, el Microscopio Digital 4K Serie VHX cambia radicalmente este conocimiento común.
Gracias a la combinación de un sistema óptico de última generación, un sistema de iluminación versátil, los cristales se pueden observar y analizar de forma más automatizada.
Además, este microscopio puede contar el número de cristales, calcular su tamaño y enviar los resultados directamente a Excel. La Serie VHX es un poderoso aliado para cualquiera que desee observar o analizar estructuras cristalinas.
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