Kristalizacija kanabinoida uz ultrazvučnu obradu
Kristalizacija je neophodan korak u procesu proizvodnje kristalnog CBD izolata. Ultrazvučna nanokristalizacija (sonokristalizacija) široko se koristi za pripremu kristalnih izolata, kao što je CBD izolat, iz prezasićene otopine. Ultrazvučnim talasima velike snage intenzivno se miješa otopina, što potiče stvaranje besprijekornih CBD kristala. Ultrazvučna kristalizacija je precizno kontrolisana, vrlo efikasna i brza metoda za proizvodnju kristalnog CDB izolata.
Ultrazvučna kristalizacija CBD-a
Kristalizacija CBD izolata je proces taloženja u kojem se čvrste čestice CBD-a stvaraju u otapalu. Da bi se CBD kristalizirao, rastvorena tvar (tj. destilirano CBD ulje) mora se otopiti u otapalu, čime nastaje prezasićena otopina. Ultrazvučni talasi djeluju kao vanjski podražaj koji pokreće stvaranje kristalnih klica (nukleaciju) te pomaže u poticanju i kontroli rasta kristala.
Uobičajeno korištena otapala: pentan ili heptan.
Kako ultrazvučna obrada potiče kristalizaciju CBD-a?
Ultrazvučna obrada je vrlo efikasna metoda miješanja koja daje homogenu prezasićenu otopinu CBD ekstrakta u otapalu. Tokom intenzivnog ultrazvučnog miješanja prezasićene otopine mogu se stvoriti kristalne klice, koje potom djeluju kao točke rasta za CDB kristale. Ultrazvučno miješanje pojačava prijenos mase između početnih kristalnih klica i prezasićene otopine, pa kristali rastu brzo i ujednačeno. To znači da je sonikacija vrlo efikasna tehnika za poticanje i kontrolu proizvodnje CBD kristala.
Reaktor s ultrazvučnim uređajem UIP2000hdT za sonokristalizaciju kanabinoida
Šta kažu istraživanja
„Kada se ultrazvuk primijeni na otopinu za kristalizaciju, može značajno utjecati na svojstva kristalnih proizvoda. Ultrazvučno zračenje skraćuje indukcijsko vrijeme i metastabilnu zonu te povećava brzinu nukleacije. Zbog tih učinaka općenito daje manje kristale s užom raspodjelom veličina u poređenju s konvencionalnom kristalizacijom. Ultrazvučno zračenje također može uzrokovati fragmentaciju postojećih kristala, do koje dolazi zbog sudara kristala ili sonofragmentacije.“ [Kim and Suslick, 2018]
Miješana kristalizacija kanabinoida
Ultrazvučna kristalizacija (poznata i kao sonokristalizacija) oblik je kontrolisane miješane kristalizacije, koja nadmašuje konvencionalne tehnike taloženja brzim stvaranjem kristala zahvaljujući intenzivnom ultrazvučnom miješanju. Ultrazvučno miješanje unosi velike kinetičke sile u smjesu CBD ekstrakta i otapala. Time nastaje prezasićena otopina u kojoj ultrazvučno miješanje potom potiče prijenos mase, što ubrzava brzinu kristalizacije. Ultrazvučna kristalizacija je brz proces koji se može precizno kontrolisati. To omogućava rast kristala ujednačene veličine i stalno visok standard kvaliteta proizvoda. Ultrazvučna kristalizacija podešavanjem parametara ultrazvučne obrade omogućava kristalizaciju ujednačenih kristala mikronske ili nanometarske veličine. Kristali se mogu uzgajati do željene veličine primjenom utvrđenih procesnih parametara. Primjenom sonokristalizacije moguće je istaložiti kristale nanometarske veličine, koji nude bolju bioraspoloživost, a kupci ih cijene zbog veće efikasnosti i izraženih zdravstvenih koristi. Precizna kontrola parametara sonokristalizacije daje ponovljive/reproducibilne rezultate. Nadalje, ultrazvučna kristalizacija kanabinoida može se potpuno linearno skalirati na bilo koji proizvodni volumen. Budući da ultrazvučna kristalizacija daje visokokvalitetan CBD izolat, naknadni procesi, kao što je pročišćavanje, svode se na minimum.
Uređaj UP200St može se integrirati u miješane hemijske reaktore radi ubrzanja i poboljšanja kristalizacije.
- Miješanu kristalizaciju
- Kokristalizaciju
- Kristalizaciju antiotapalom
- Kristalizaciju hlađenjem
- Kristalizaciju iz taline
- Reaktivnu kristalizaciju / taloženje
Ultrazvučni kristalizatori za proizvodnju CBD izolata
Hielscher Ultrasonics je vaš dugogodišnji iskusni partner za visokoučinkovite procese ultrazvučne kristalizacije. Hielscher Ultrasonics isporučuje široku paletu opreme za ultrazvučnu kristalizaciju za šaržnu i kontinuiranu inline obradu. Oprema kompanije Hielscher Ultrasonics instalirana je širom svijeta u pogonima za preradu hrane i farmaceutskih proizvoda te ispunjava najviše standarde kvaliteta. Hielscher sistemi za ultrazvučnu kristalizaciju prikladni su za standardizaciju procesa, kontinuirano visok kvalitet proizvoda i dobru proizvođačku praksu (GMP) te su u skladu s vašim ciljevima vrhunskih proizvodnih standarda.
- Kristali mikronske i nanometarske veličine (podesivo)
- Visoka efikasnost
- Precizno kontrolisan rast kristala
- Ujednačen rast kristala
- Besprijekoran oblik
- Proces s jednim prolazom / u jednoj posudi (One-Pot)
- Ponovljiv, reproducibilan ishod
- Jednostavan i siguran za rad
Velike amplitude za sonokristalizaciju
Ultrazvučna obrada ultrazvučnim talasima velike amplitude skratila je indukcijsko vrijeme više nego ultrazvučna obrada talasima male amplitude. [Kim and Suslick, 2018] Ultrazvučna obrada velike snage pri velikim amplitudama stalno stvara intenzivne mikroturbulencije, smične sile i miješanje. Ta mikro- i makrokretanja u prezasićenoj suspenziji dovode do poboljšanog prijenosa mase i posljedično većih brzina kristalizacije. Industrijski ultrazvučni procesori kompanije Hielscher Ultrasonics mogu postići vrlo velike amplitude. Amplitude do 200µm mogu se lako kontinuirano koristiti u radu 24/7. Za još veće amplitude dostupne su prilagođene ultrazvučne sonotrode.
Sva oprema izrađena je za upotrebu 24/7/365 pod punim opterećenjem, a njena robusnost i pouzdanost čine je radnim konjem u vašem procesu sonokristalizacije. Zbog toga je ultrazvučna oprema kompanije Hielscher pouzdan radni alat koji ispunjava vaše zahtjeve za sonokristalizaciju.
Precizno podesive amplitude za vrhunsku kristalizaciju
Svi ultrazvučni procesori kompanije Hielscher mogu se precizno kontrolisati, pa su pouzdani radni konji u istraživanju i razvoju (R&D) te u proizvodnji. Amplituda je jedan od ključnih procesnih parametara koji utječu na efikasnost i djelotvornost sonokristalizacije. Svi procesori kompanije Hielscher Ultrasonics omogućavaju precizno podešavanje amplitude. Industrijski ultrazvučni procesori kompanije Hielscher mogu postići vrlo velike amplitude i pružiti potrebnu ultrazvučnu intenzivnost za zahtjevne primjene. Amplitude do 200µm mogu se lako kontinuirano koristiti u radu 24/7.
Precizne postavke amplitude i stalni nadzor ultrazvučnih procesnih parametara putem pametnog softvera pružaju vam mogućnost da precizno utječete na reakciju sonokristalizacije. Tokom svake ultrazvučne obrade svi se ultrazvučni parametri automatski bilježe na ugrađenu SD karticu, tako da se svaki ciklus može evaluirati i kontrolisati. Optimalna ultrazvučna obrada za najefikasniju sonokristalizaciju!
Ultrazvučna obrada uz kontrolu temperature
Kod procesa kristalizacije kanabinoida temperatura je ključni procesni parametar koji utječe na ishod i kvalitet CBD kristala. Hielscher reaktori za sonokristalizaciju opremljeni su rashladnim plaštom radi održavanja procesne temperature u zadanom rasponu. Nadalje, naši sistemi za sonokristalizaciju imaju inteligentan softver koji prati procesnu temperaturu pomoću priključivog temperaturnog senzora. U korisnički prilagođenom meniju korisnik može postaviti gornju i donju granicu temperature. Čim procesna temperatura premaši postavljeni temperaturni raspon, ultrazvučni uređaj se pauzira dok se temperatura ne vrati na unaprijed postavljeni ∆T. Tako imate preciznu kontrolu nad važnim parametrom procesa kristalizacije – „temperaturom“.
MultiPhaseCavitator za ujednačene kristale
MultiPhaseCavitator MPC48 jedinstveni je umetak za protočnu ćeliju s 48 kanila za ubrizgavanje druge faze (tj. CBD destilata) direktno u kavitacijsku žarišnu tačku. Time se vrlo ujednačena smjesa CBD destilata i otapala pretvara u prezasićenu otopinu u kojoj će se formirati jezgre CBD kristala. Izlaganje u ultrazvučnom reaktoru omogućava precizno kontrolisanu nukleaciju i rast kristala. MultiPhaseCavitator čini procese kristalizacije vrlo efikasnima te zahvaljujući preciznoj kontroli omogućava standardizaciju procesa. Visoko standardizovan proizvodni proces dio je dobre proizvođačke prakse (GMP) i pomaže u kontinuiranoj proizvodnji proizvoda najvišeg kvaliteta.
Ultrazvučni reaktor s MultiPhaseCavitator za poboljšanu sonokristalizaciju
Najviši kvalitet – projektovano i proizvedeno u Njemačkoj
Kao porodična kompanija u porodičnom vlasništvu, Hielscher daje prednost najvišim standardima kvaliteta svojih ultrazvučnih procesora. Svi ultrazvučni uređaji projektuju se, proizvode i temeljito testiraju u našem sjedištu u mjestu Teltow kraj Berlina u Njemačkoj. Robusnost i pouzdanost ultrazvučne opreme kompanije Hielscher čine je radnim konjem u vašoj proizvodnji. Rad 24/7 pod punim opterećenjem i u zahtjevnim okruženjima prirodna je karakteristika visokoučinkovitih ultrazvučnih sondi i reaktora kompanije Hielscher.
Kontaktirajte nas odmah i recite nam o svojim zahtjevima za sonokristalizaciju! Preporučit ćemo vam najprikladniji ultrazvučni kristalizator i konfiguraciju reaktora!
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
Literatura / reference
- Kim, Hyo Na; Suslick, Kenneth (2018): The Effect of Ultrasound on Crystals – Sonocrystallization and Sonofragmentation. Crystals 2018, 8, 28.
- Gielen, Bjorn; Jordens, Jeroen; Thomassen, Leen C. J.; Braeken, Leen; Van Gerven, Tom (2017): Agglomeration Control during Ultrasonic Crystallization of an Active Pharmaceutical Ingredient. Crystals 7, 40. 2017.
- Antunes, ABD; De Geest, BG; Vervaet, C.; Remon, JP (2013): Solvent-free drug crystal engineering for drug nano- and micro suspensions. European Journal of Pharmaceutical Sciences, 48(1-2), 2013. 121-129.
- R. McKee, E. Frank, J. Heath, D. Owen, R. Przygoda, G. Trimmer, F. Whitman (1998): Toxicology of n-pentane (CAS no. 109-66-0). Journal of Applied Toxicolicology Nov-Dec 1998;18(6):431-42.
Činjenice vrijedne znanja
Pentan kao otapalo
n-Pentan (CAS br. 109-6-0) je ugljikovodično otapalo koje se obično primjenjuje za kristalizaciju kanabinoida kao što je CBD.
„n-Pentan nije bio akutno toksičan oralnim ni inhalacijskim putem, nije iritirao kožu ni oči i nije izazivao senzibilizaciju kože. Nije pokazivao kumulativnu toksičnost pri razinama do 20.000 mg m(-3), što je otprilike polovina donje granice eksplozivnosti i najviša razina koja se smatra sigurnom za ispitivanje. Nije izazivao razvojnu toksičnost i nije bio mutagen. Na osnovu ovih i drugih postojećih informacija zaključuje se da n-pentan ne zahtijeva klasifikaciju prema potencijalnim toksičnim opasnostima (kako je definirano u Prilogu VI Direktive EU o opasnim tvarima, 1993.), iako fizikalna svojstva upućuju na to da bi bilo prikladno upozoriti na mogućnost aspiracije. Nadalje, nema razloga za smanjenje važećih preporuka o profesionalnoj izloženosti. Konačno, iako postoje određena sigurnosna pitanja povezana s zapaljivošću n-pentana, izostanak bilo kakve dokazive toksičnosti pri visokim razinama izloženosti ukazuje na to da je rizik od štetnih zdravstvenih učinaka minimalan za sve segmente populacije.“ (McKee et al. 1998)
Hielscher Ultrasonics proizvodi visokoučinkovite ultrazvučne homogenizatore za primjene miješanja, disperzije, emulgovanja i ekstrakcije u laboratorijskom, pilot i industrijskom mjerilu.