Krystallisering af cannabinoider med sonikering
Krystallisering er et nødvendigt procestrin for at producere krystallinsk CBD-isolat. Ultralyd nano-krystallisation (sono-krystallisation) bruges i vid udstrækning til fremstilling af krystallinske isolater såsom CBD-isolat fra en overmættet opløsning. Ved ultralydsfrekvensbølger med høj effekt fremmer intens omrøring dannelsen af uberørte CBD-krystaller. Ultralydskrystallisation er en præcist kontrollerbar, meget effektiv og hurtig metode til produktion af krystallinsk CDB-isolat.
Ultralyd CBD-krystallisering
Krystallisation af CBD-isolat er en udfældningsproces, hvor CBD-faste stoffer dannes i et opløsningsmiddel. For at krystallisere CBD skal det opløste stof (dvs. destilleret CBD-olie) opløses i et opløsningsmiddel, der danner en overmættet opløsning. Ultralydsbølger fungerer som en ekstern stimulus, der initierer dannelsen af krystalfrø (kimdannelse) og hjælper med at fremme og kontrollere krystalvækst.
Typisk anvendte opløsningsmidler: pentan eller heptan.
Hvordan fremmer ultralydbehandling CBD-krystallisering?
Ultralydbehandling er en yderst effektiv omrøringsmetode, der producerer en homogen overmættet opløsning af CBD-ekstraktet i et opløsningsmiddel. Under den intense ultralydsomrøring af den overmættede opløsning kan der dannes krystalfrø, som efterfølgende fungerer som vækstpunkter for CDB-krystallerne. Ultralydomrøring intensiverer masseoverførslen mellem indledende krystalfrø og den overmættede opløsning, så krystallerne vokser hurtigt og ensartet. Dette betyder, at sonikering er en meget effektiv teknik til at fremme og kontrollere produktionen af CBD-krystaller.
Reaktor med ultralydsapparat UIP2000hdT til sono-krystallisation af cannabinoider
Hvad forskning siger
"Når ultralyd påføres en opløsning til krystallisation, kan det påvirke egenskaberne af de krystallinske produkter betydeligt. Ultralydbestråling reducerer induktionstiden og den metastabile zone og øger kimdannelseshastigheden. På grund af disse virkninger giver det generelt mindre krystaller med en smallere størrelsesfordeling sammenlignet med konventionel krystallisation. Ultralydsbestråling kan også forårsage fragmentering af eksisterende krystaller, som er forårsaget af krystalkollisioner eller sonofragmentering." [Kim og Suslick, 2018]
Omrørt krystallisation af cannabinoider
Ultralydskrystallisation (også kendt som sono-krystallisation) er en form for kontrolleret omrørt krystallisation, som udmærker konventionelle udfældningsteknikker ved hurtig krystaldannelse på grund af intens ultralydsomrøring. Ultralydsomrøring og blanding introducerer høje kinetiske kræfter i blandingen af CBD-ekstrakt og opløsningsmiddel. Derved produceres en overmættet opløsning, hvori efterfølgende ultralydsomrøring fremmer masseoverførslen, der fremskynder krystallisationshastigheden. Ultralydskrystallisation er en hurtig proces, som kan styres præcist. Dette muliggør vækst af ensartet krystalstørrelse og en konstant høj produktkvalitetsstandard. Ultralydskrystallisation tillader ved justering af sonikeringsparametrene til krystallisation af ensartede mikron- eller nano-størrelse krystaller. Dyrk krystaller til skræddersyet størrelse ved at anvende etablerede procesparametre. Ved anvendelse af sono-krystallisation bliver det muligt at udfælde krystaller i nanostørrelse, som tilbyder overlegen biotilgængelighed og værdsættes af kunderne for højere effektivitet og udtalte sundhedsmæssige fordele. Den nøjagtige kontrol over sono-krystallisationsparametrene giver repeterbare/reproducerbare resultater. Desuden kan ultralydskrystallisering af cannabinoider være fuldstændig lineært skaleret til ethvert produktionsvolumen. Da ultralydskrystallisering resulterer i CBD-isolat af høj kvalitet, reduceres downstream-processer såsom oprensning til et minimum.
Den UP200St kan integreres i omrørte kemiske reaktorer for at fremskynde og forbedre krystallisationen.
- omrørt krystallisation
- Co-krystallisation
- anti-opløsningsmiddel krystallisation
- Kølende krystallisering
- Smelt krystallisering
- Reaktiv krystallisation / nedbør
Ultralydskrystallisatorer til produktion af CBD-isolat
Hielscher Ultrasonics er din langvarige erfarne partner til højtydende ultralydskrystalliseringsprocesser. Hielscher Ultrasonics leverer en bred vifte af ultralydskrystallisationsudstyr til batch og kontinuerlig inline-behandling. Hielscher Ultrasonics' udstyr er installeret over hele verden i fødevare- og farmaceutiske forarbejdningsfaciliteter og opfylder de højeste kvalitetsstandarder. Hielscher ultralydskrystalliseringssystemer er velegnede til processtandardisering, kontinuerlig høj produktkvalitet og god fremstillingspraksis (GMP) og er i overensstemmelse med dine mål om overlegne produktionsstandarder.
- Krystaller i mikron- og nanostørrelse (justerbare)
- høj effektivitet
- Præcist kontrolleret krystalvækst
- Ensartet krystalvækst
- Uberørt form
- Enkelt-pas / One-Pot-proces
- Repeterbart, reproducerbart resultat
- Nem og sikker at betjene
Høje amplituder til sonokrystallisering
Sonikering med ultralydsbølger med høj amplitude reducerede induktionstiden mere end sonikering med bølger med lav amplitude. [Kim og Suslick, 2018] Ultralydbehandling med høj effekt ved høje amplituder genererer konsekvent intense mikroturbulenser, forskydningskræfter og omrøring. Disse mikro- og makrobevægelser i den overmættede gylle resulterer i forbedret masseoverførsel og efterfølgende øgede krystallisationshastigheder. Hielscher Ultralyd’ Industrielle ultralydsprocessorer kan levere meget høje amplituder. Amplituder på op til 200 μm kan nemt køres kontinuerligt i 24/7 drift. For endnu højere amplituder er tilpassede ultralydssonotroder tilgængelige.
Alt udstyr er bygget til 24/7/365 brug under fuld belastning, og dets robusthed og pålidelighed gør det til arbejdshesten i din sono-krystalliseringsproces. Dette gør Hielschers ultralydsudstyr til et pålideligt arbejdsredskab, der opfylder dine krav til sono-krystallisering.
Præcist kontrollerbare amplituder for overlegen krystallisering
Alle Hielscher ultralydsprocessorer er præcist kontrollerbare og dermed pålidelige arbejdsheste i R&D og produktion. Amplituden er en af de afgørende procesparametre, der påvirker effektiviteten og effektiviteten af sono-krystallisation. Alle Hielscher ultralydsapparater’ Processorer giver mulighed for den præcise indstilling af amplituden. Hielschers industrielle ultralydsprocessorer kan levere meget høje amplituder og levere den krævede ultralydsintensitet til krævende applikationer. Amplituder på op til 200 μm kan nemt køres kontinuerligt i 24/7 drift.
Præcise amplitudeindstillinger og permanent overvågning af ultralydsprocesparametrene via smart software giver dig mulighed for at påvirke sono-krystallisationsreaktionen præcist. Under hver sonikeringskørsel registreres alle ultralydsparametre automatisk på et indbygget SD-kort, så hver kørsel kan evalueres og kontrolleres. Optimal sonikering for mest effektiv sono-krystallisation!
Temperaturstyret sonikering
For krystalliseringsprocesser af cannabinoider er temperatur en afgørende procesparameter, der påvirker resultatet og kvaliteten af CBD-krystaller. Hielscher sono-crsytallization reators er udstyret med en kølekappe for at holde procestemperaturen inden for området. Desuden har vores sono-crsytalliseringssystemer intelligent software, der overvåger procestemperaturen via en tilsluttelig temperatursensor. I den brugervenlige menu kan brugeren indstille en øvre og nedre temperaturgrænse. Så snart procestemperaturen overstiger det indstillede temperaturområde, holder ultralydsapparatet pause, indtil temperaturen er tilbage i det forudindstillede ∆T. Dette giver dig præcis kontrol over den vigtige proceskrystallisationsparameter "temperatur".
MultiPhaseCavitator til ensartede krystaller
MultiPhaseCavitator MPC48 er en unik flowcelleindsats med 48 kanyler til at injicere den anden fase (dvs. CBD-destillatet) direkte i det kavitationelle hot-spot. Derved danner en meget ensartet blanding af CBD-destillat og opløsningsmiddel den overmættede opløsning, hvor CBD-krystallernes kerner dannes. Eksponeringen i ultralydsreaktoren giver mulighed for præcist kontrollerbar kimdannelse og krystalvækst. MultiPhaseCavitator gør krystalliseringsprocesser meget effektive og giver mulighed for på grund af den præcise kontrol til processtandardisering. En meget standardiseret fremstillingsproces er en del af Good Manufacturing Practices (GMP) og hjælper med at producere kontinuerligt produkter af højeste kvalitet.
Ultralydsreaktor med MultiPhaseCavitator for forbedret sono-krystallisation
Højeste kvalitet – Designet og fremstillet i Tyskland
Som en familieejet og familiedrevet virksomhed prioriterer Hielscher de højeste kvalitetsstandarder for sine ultralydsprocessorer. Alle ultralydapparater er designet, fremstillet og grundigt testet i vores hovedkvarter i Teltow nær Berlin, Tyskland. Robustheden og pålideligheden af Hielschers ultralydsudstyr gør det til en arbejdshest i din produktion. 24/7 drift under fuld belastning og i krævende miljøer er en naturlig egenskab ved Hielschers højtydende ultralydssonder og reaktorer.
Kontakt os nu og fortæl os om dine krav til sono-krystallisation! Vi vil anbefale dig den bedst egnede ultralydskrystallisator og reaktoropsætning!
Kontakt os! / Spørg os!
Litteratur / Referencer
- 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.
Fakta, der er værd at vide
Pentan som opløsningsmiddel
n-Pentan (CAS-nr. 109-6-0) er et kulbrinteopløsningsmiddel, som normalt anvendes til krystallisation af cannabinoider såsom CBD.
"N-pentan var ikke akut giftigt ved oral eller inhalation, det var ikke hud- eller øjenirriterende og fremkaldte ikke hudsensibilisering. Det udviste ikke kumulativ toksicitet ved niveauer op til 20000 mg m(-3), hvilket er ca. halvdelen af den nedre eksplosionsgrænse og det højeste niveau, der anses for sikkert at teste. Det inducerede ikke udviklingstoksicitet og var ikke mutagene. På baggrund af disse og andre eksisterende oplysninger konkluderes det, at n-pentan ikke kræver klassificering for potentielle toksiske farer (som defineret i bilag VI til EU's direktiv om farlige stoffer, 1993), selv om de fysiske egenskaber indikerer, at det ville være hensigtsmæssigt at advare for potentialet for aspiration. Endvidere er der ingen grund til at reducere de nuværende anbefalinger om erhvervsmæssig eksponering. Endelig, selv om der er nogle sikkerhedsproblemer i forbindelse med antændeligheden af n-pentan, indikerer fraværet af påviselig toksicitet ved høje behandlingsniveauer, at risikoen for negative sundhedseffekter er minimal for alle dele af befolkningen." (McKee et al. 1998)
Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralydshomogenisatorer til blandingsapplikationer, dispersion, emulgering og ekstraktion i laboratorie-, pilot- og industriel skala.