Κρυστάλλωση κανναβινοειδών με κατεργασία με υπερήχους
Η κρυστάλλωση είναι ένα απαραίτητο στάδιο της διεργασίας για την παραγωγή κρυσταλλικού απομονωμένου προϊόντος CBD. Η νανοκρυστάλλωση με υπερήχους (ηχοκρυστάλλωση) χρησιμοποιείται ευρέως για την παρασκευή κρυσταλλικών απομονωμένων προϊόντων, όπως το απομονωμένο προϊόν CBD, από ένα υπέρκορο διάλυμα. Μέσω υπερηχητικών κυμάτων υψηλής ισχύος, η έντονη ανάδευση προάγει τον σχηματισμό άψογων κρυστάλλων CBD. Η κρυστάλλωση με υπερήχους είναι μια μέθοδος που μπορεί να ελεγχθεί με ακρίβεια, είναι εξαιρετικά αποδοτική και ταχεία και χρησιμοποιείται για την παραγωγή κρυσταλλικού απομονωμένου προϊόντος CDB.
Κρυστάλλωση CBD με υπερήχους
Η κρυστάλλωση απομονωμένου προϊόντος CBD είναι μια διεργασία καταβύθισης κατά την οποία σχηματίζονται στερεά CBD μέσα σε έναν διαλύτη. Για να κρυσταλλωθεί το CBD, η διαλυτέα ουσία (δηλαδή το αποσταγμένο έλαιο CBD) πρέπει να διαλυθεί σε έναν διαλύτη, σχηματίζοντας ένα υπέρκορο διάλυμα. Τα υπερηχητικά κύματα λειτουργούν ως εξωτερικό ερέθισμα που εκκινεί τον σχηματισμό κρυσταλλικών φύτρων (πυρήνωση) και συμβάλλει στην προαγωγή και στον έλεγχο της ανάπτυξης των κρυστάλλων.
Συνήθως χρησιμοποιούμενοι διαλύτες: πεντάνιο ή επτάνιο.
Πώς προάγει η κατεργασία με υπερήχους την κρυστάλλωση του CBD;
Η κατεργασία με υπερήχους είναι μια εξαιρετικά αποδοτική μέθοδος ανάδευσης που παράγει ένα ομοιογενές υπέρκορο διάλυμα του εκχυλίσματος CBD σε έναν διαλύτη. Κατά την έντονη ανάδευση του υπέρκορου διαλύματος με υπερήχους, μπορούν να σχηματιστούν κρυσταλλικά φύτρα, τα οποία στη συνέχεια λειτουργούν ως σημεία ανάπτυξης για τους κρυστάλλους CDB. Η ανάδευση με υπερήχους εντείνει τη μεταφορά μάζας μεταξύ των αρχικών κρυσταλλικών φύτρων και του υπέρκορου διαλύματος, ώστε οι κρύσταλλοι να αναπτύσσονται γρήγορα και ομοιόμορφα. Αυτό σημαίνει ότι η κατεργασία με υπερήχους είναι μια πολύ αποδοτική τεχνική για την προαγωγή και τον έλεγχο της παραγωγής κρυστάλλων CBD.
Αντιδραστήρας με συσκευή υπερήχων UIP2000hdT για ηχοκρυστάλλωση κανναβινοειδών
Τι αναφέρει η έρευνα
«Όταν εφαρμόζονται υπέρηχοι σε ένα διάλυμα για κρυστάλλωση, μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά τις ιδιότητες των κρυσταλλικών προϊόντων. Η υπερηχητική ακτινοβόληση μειώνει τον χρόνο επαγωγής και τη μετασταθή ζώνη και αυξάνει τον ρυθμό πυρήνωσης. Λόγω αυτών των επιδράσεων, γενικά αποδίδει μικρότερους κρυστάλλους με στενότερη κατανομή μεγέθους σε σύγκριση με τη συμβατική κρυστάλλωση. Επίσης, η υπερηχητική ακτινοβόληση μπορεί να προκαλέσει κατακερματισμό των υφιστάμενων κρυστάλλων, ο οποίος προκαλείται από συγκρούσεις κρυστάλλων ή από κατακερματισμό με υπερήχους.» [Kim and Suslick, 2018]
Κρυστάλλωση κανναβινοειδών υπό ανάδευση
Η κρυστάλλωση με υπερήχους (γνωστή και ως ηχοκρυστάλλωση) είναι μια μορφή ελεγχόμενης κρυστάλλωσης υπό ανάδευση, η οποία υπερτερεί των συμβατικών τεχνικών καταβύθισης χάρη στον ταχύ σχηματισμό κρυστάλλων λόγω της έντονης ανάδευσης με υπερήχους. Η ανάδευση και η ανάμειξη με υπερήχους εισάγουν ισχυρές κινητικές δυνάμεις στο μείγμα εκχυλίσματος CBD και διαλύτη. Έτσι, παράγεται ένα υπέρκορο διάλυμα, στο οποίο στη συνέχεια η ανάδευση με υπερήχους προάγει τη μεταφορά μάζας που επιταχύνει τον ρυθμό κρυστάλλωσης. Η κρυστάλλωση με υπερήχους είναι μια ταχεία διεργασία που μπορεί να ελεγχθεί με ακρίβεια. Αυτό επιτρέπει την ανάπτυξη κρυστάλλων ομοιόμορφου μεγέθους και τη διατήρηση σταθερά υψηλού επιπέδου ποιότητας του προϊόντος. Με τη ρύθμιση των παραμέτρων της κατεργασίας με υπερήχους, η κρυστάλλωση με υπερήχους επιτρέπει τον σχηματισμό ομοιόμορφων κρυστάλλων μικρομετρικού ή νανομετρικού μεγέθους. Αναπτύξτε κρυστάλλους στο επιθυμητό μέγεθος εφαρμόζοντας καθιερωμένες παραμέτρους διεργασίας. Με την εφαρμογή της ηχοκρυστάλλωσης, καθίσταται δυνατή η καταβύθιση κρυστάλλων νανομετρικού μεγέθους, οι οποίοι προσφέρουν ανώτερη βιοδιαθεσιμότητα και εκτιμώνται από τους πελάτες για την υψηλότερη αποτελεσματικότητα και τα έντονα οφέλη για την υγεία. Ο ακριβής έλεγχος των παραμέτρων της ηχοκρυστάλλωσης δίνει επαναλήψιμα/αναπαραγώγιμα αποτελέσματα. Επιπλέον, η κρυστάλλωση κανναβινοειδών με υπερήχους μπορεί να κλιμακωθεί πλήρως γραμμικά σε οποιονδήποτε όγκο παραγωγής. Καθώς η κρυστάλλωση με υπερήχους αποδίδει απομονωμένο προϊόν CBD υψηλής ποιότητας, οι επακόλουθες διεργασίες, όπως ο καθαρισμός, περιορίζονται στο ελάχιστο.
Το UP200St μπορεί να ενσωματωθεί σε χημικούς αντιδραστήρες με ανάδευση για την επιτάχυνση και τη βελτίωση της κρυστάλλωσης.
- Κρυστάλλωση υπό ανάδευση
- Συγκρυστάλλωση
- Κρυστάλλωση με αντιδιαλύτη
- Κρυστάλλωση με ψύξη
- Κρυστάλλωση από τήγμα
- Κρυστάλλωση μέσω αντίδρασης / καταβύθιση
Κρυσταλλωτές υπερήχων για την παραγωγή απομονωμένης CBD
Η Hielscher Ultrasonics είναι ο συνεργάτης σας με πολυετή εμπειρία στις διεργασίες κρυστάλλωσης υψηλών επιδόσεων με υπερήχους. Η Hielscher Ultrasonics παρέχει ένα ευρύ φάσμα εξοπλισμού κρυστάλλωσης με υπερήχους για επεξεργασία κατά παρτίδες και συνεχή επεξεργασία εντός γραμμής. Ο εξοπλισμός της Hielscher Ultrasonics είναι εγκατεστημένος σε μονάδες επεξεργασίας τροφίμων και φαρμακευτικών προϊόντων σε όλο τον κόσμο και πληροί τα υψηλότερα πρότυπα ποιότητας. Κατάλληλα για την τυποποίηση των διεργασιών, τη σταθερά υψηλή ποιότητα των προϊόντων και τις Ορθές Πρακτικές Παραγωγής (GMP), τα συστήματα κρυστάλλωσης με υπερήχους της Hielscher ανταποκρίνονται στους στόχους σας για ανώτερα πρότυπα παραγωγής.
- Κρύσταλλοι μικρομετρικού και νανομετρικού μεγέθους (ρυθμιζόμενο μέγεθος)
- Υψηλή αποδοτικότητα
- Ανάπτυξη κρυστάλλων με ακριβή έλεγχο
- Ομοιόμορφη ανάπτυξη κρυστάλλων
- Άψογο σχήμα
- Διεργασία μίας διέλευσης / σε ένα δοχείο
- Επαναλήψιμο, αναπαραγώγιμο αποτέλεσμα
- Εύκολη και ασφαλής λειτουργία
Υψηλά πλάτη ταλάντωσης για κρυστάλλωση με υπερήχους
Η κατεργασία με υπερηχητικά κύματα υψηλού πλάτους μείωσε τον χρόνο επαγωγής περισσότερο από την κατεργασία με κύματα χαμηλού πλάτους. [Kim and Suslick, 2018] Η κατεργασία με υπερήχους υψηλής ισχύος σε υψηλά πλάτη ταλάντωσης δημιουργεί σταθερά έντονους μικροστροβιλισμούς, δυνάμεις διάτμησης και ανάδευση. Αυτές οι μικροσκοπικές και μακροσκοπικές κινήσεις στον υπερκορεσμένο πολτό οδηγούν σε βελτιωμένη μεταφορά μάζας και, στη συνέχεια, σε αυξημένους ρυθμούς κρυστάλλωσης. Οι βιομηχανικοί επεξεργαστές υπερήχων της Hielscher Ultrasonics μπορούν να παρέχουν πολύ υψηλά πλάτη ταλάντωσης. Πλάτη ταλάντωσης έως και 200µm μπορούν εύκολα να διατηρούνται συνεχώς σε λειτουργία 24/7. Για ακόμη υψηλότερα πλάτη ταλάντωσης, διατίθενται ειδικά προσαρμοσμένα ηχοτρόδια υπερήχων.
Όλος ο εξοπλισμός είναι κατασκευασμένος για χρήση 24/7/365 υπό πλήρες φορτίο και η ανθεκτικότητα και η αξιοπιστία του τον καθιστούν το βασικό εργαλείο στη διεργασία κρυστάλλωσης με υπερήχους που εφαρμόζετε. Έτσι, ο εξοπλισμός υπερήχων της Hielscher αποτελεί ένα αξιόπιστο εργαλείο εργασίας που καλύπτει τις απαιτήσεις σας για κρυστάλλωση με υπερήχους.
Πλάτη ταλάντωσης με δυνατότητα ακριβούς ελέγχου για ανώτερη κρυστάλλωση
Όλοι οι επεξεργαστές υπερήχων της Hielscher προσφέρουν δυνατότητα ακριβούς ελέγχου και, επομένως, αποτελούν αξιόπιστα βασικά εργαλεία στην έρευνα και ανάπτυξη και στην παραγωγή. Το πλάτος ταλάντωσης είναι μία από τις κρίσιμες παραμέτρους της διεργασίας που επηρεάζουν την αποδοτικότητα και την αποτελεσματικότητα της κρυστάλλωσης με υπερήχους. Όλοι οι επεξεργαστές της Hielscher Ultrasonics επιτρέπουν την ακριβή ρύθμιση του πλάτους ταλάντωσης. Οι βιομηχανικοί επεξεργαστές υπερήχων της Hielscher μπορούν να παρέχουν πολύ υψηλά πλάτη ταλάντωσης και την απαιτούμενη ένταση υπερήχων για απαιτητικές εφαρμογές. Πλάτη ταλάντωσης έως και 200µm μπορούν εύκολα να διατηρούνται συνεχώς σε λειτουργία 24/7.
Οι ακριβείς ρυθμίσεις του πλάτους ταλάντωσης και η διαρκής παρακολούθηση των παραμέτρων της διεργασίας υπερήχων μέσω έξυπνου λογισμικού σάς δίνουν τη δυνατότητα να επηρεάζετε με ακρίβεια την αντίδραση κρυστάλλωσης με υπερήχους. Κατά τη διάρκεια κάθε κύκλου κατεργασίας με υπερήχους, όλες οι παράμετροι υπερήχων καταγράφονται αυτόματα σε μια ενσωματωμένη κάρτα SD, ώστε κάθε κύκλος να μπορεί να αξιολογείται και να ελέγχεται. Βέλτιστη κατεργασία με υπερήχους για την πλέον αποδοτική κρυστάλλωση με υπερήχους!
Κατεργασία με υπερήχους με ελεγχόμενη θερμοκρασία
Στις διεργασίες κρυστάλλωσης κανναβινοειδών, η θερμοκρασία είναι μια κρίσιμη παράμετρος της διεργασίας που επηρεάζει το αποτέλεσμα και την ποιότητα των κρυστάλλων CBD. Οι αντιδραστήρες κρυστάλλωσης με υπερήχους της Hielscher είναι εξοπλισμένοι με μανδύα ψύξης, ώστε να διατηρείται η θερμοκρασία της διεργασίας εντός του εύρους. Επιπλέον, τα συστήματα κρυστάλλωσης με υπερήχους που διαθέτουμε περιλαμβάνουν έξυπνο λογισμικό που παρακολουθεί τη θερμοκρασία της διεργασίας μέσω ενός συνδεόμενου αισθητήρα θερμοκρασίας. Στο φιλικό προς τον χρήστη μενού, ο χρήστης μπορεί να ορίσει ένα ανώτερο και ένα κατώτερο όριο θερμοκρασίας. Μόλις η θερμοκρασία της διεργασίας υπερβεί το καθορισμένο εύρος θερμοκρασίας, η συσκευή υπερήχων διακόπτει προσωρινά τη λειτουργία της έως ότου η θερμοκρασία επανέλθει στην προκαθορισμένη ∆T. Αυτό σας παρέχει ακριβή έλεγχο της σημαντικής παραμέτρου «θερμοκρασία» της διεργασίας κρυστάλλωσης.
Το MultiPhaseCavitator για ομοιόμορφους κρυστάλλους
Το MultiPhaseCavitator MPC48 είναι ένα μοναδικό ένθετο κυψελίδας ροής με 48 κάνουλες για την έγχυση της δεύτερης φάσης (δηλαδή του αποστάγματος CBD) απευθείας στην εστία έντονης σπηλαίωσης. Με αυτόν τον τρόπο, ένα εξαιρετικά ομοιόμορφο μείγμα αποστάγματος CBD και διαλύτη σχηματίζει το υπέρκορο διάλυμα, μέσα στο οποίο θα σχηματιστούν οι πυρήνες των κρυστάλλων CBD. Η έκθεση στους υπερήχους μέσα στον αντιδραστήρα επιτρέπει τον ακριβή έλεγχο της πυρηνογένεσης και της ανάπτυξης των κρυστάλλων. Το MultiPhaseCavitator καθιστά τις διεργασίες κρυστάλλωσης εξαιρετικά αποδοτικές και, χάρη στον ακριβή έλεγχο, επιτρέπει την τυποποίηση της διεργασίας. Μια παραγωγική διεργασία με υψηλό βαθμό τυποποίησης αποτελεί μέρος των Κανόνων Ορθής Παρασκευαστικής Πρακτικής (GMP) και συμβάλλει στη συνεχή παραγωγή προϊόντων ύψιστης ποιότητας.
Αντιδραστήρας υπερήχων με MultiPhaseCavitator για βελτιωμένη κρυστάλλωση με υπερήχους
Ύψιστη ποιότητα – Σχεδιασμός και κατασκευή στη Γερμανία
Ως οικογενειακή επιχείρηση που διοικείται από την ίδια την οικογένεια, η Hielscher δίνει προτεραιότητα στα υψηλότερα πρότυπα ποιότητας για τους επεξεργαστές υπερήχων της. Όλες οι συσκευές υπερήχων σχεδιάζονται, κατασκευάζονται και ελέγχονται διεξοδικά στις κεντρικές μας εγκαταστάσεις στο Teltow, κοντά στο Βερολίνο της Γερμανίας. Η στιβαρότητα και η αξιοπιστία του εξοπλισμού υπερήχων της Hielscher τον καθιστούν ακούραστο εργαλείο στην παραγωγή σας. Η λειτουργία 24/7 υπό πλήρες φορτίο και σε απαιτητικά περιβάλλοντα αποτελεί εγγενές χαρακτηριστικό των ακίδων και των αντιδραστήρων υπερήχων υψηλών επιδόσεων της Hielscher.
Επικοινωνήστε μαζί μας τώρα και πείτε μας τις απαιτήσεις σας για κρυστάλλωση με υπερήχους! Θα σας προτείνουμε τον καταλληλότερο κρυσταλλωτή υπερήχων και την καταλληλότερη διάταξη αντιδραστήρα!
Επικοινωνήστε μαζί μας! / Ρωτήστε μας!
Βιβλιογραφία / Αναφορές
- 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.
Χρήσιμες πληροφορίες
Το πεντάνιο ως διαλύτης
Το n-πεντάνιο (αρ. CAS 109-6-0) είναι ένας υδρογονανθρακικός διαλύτης που χρησιμοποιείται συνήθως για την κρυστάλλωση κανναβινοειδών όπως η CBD.
«Το n-πεντάνιο δεν εμφάνισε οξεία τοξικότητα μέσω της στοματικής ή της εισπνευστικής οδού, δεν ήταν ερεθιστικό για το δέρμα ή τα μάτια και δεν προκάλεσε δερματική ευαισθητοποίηση. Δεν εμφάνισε αθροιστική τοξικότητα σε επίπεδα έως 20.000 mg m(-3), τιμή που αντιστοιχεί περίπου στο ήμισυ του κατώτερου ορίου εκρηκτικότητας και στο υψηλότερο επίπεδο που θεωρήθηκε ασφαλές να δοκιμαστεί. Δεν προκάλεσε αναπτυξιακή τοξικότητα και δεν ήταν μεταλλαξιογόνο. Από αυτές και άλλες υπάρχουσες πληροφορίες συμπεραίνεται ότι το n-πεντάνιο δεν απαιτεί ταξινόμηση ως προς πιθανούς τοξικούς κινδύνους (όπως ορίζονται στο Παράρτημα VI της Οδηγίας της ΕΕ για τις επικίνδυνες ουσίες, 1993), αν και οι φυσικές του ιδιότητες υποδεικνύουν ότι θα ήταν σκόπιμο να υπάρχει προειδοποίηση για το ενδεχόμενο εισρόφησης. Επιπλέον, δεν υπάρχει λόγος να μειωθούν τα ισχύοντα συνιστώμενα όρια επαγγελματικής έκθεσης. Τέλος, παρότι υπάρχουν ορισμένα ζητήματα ασφάλειας που σχετίζονται με την ευφλεκτότητα του n-πεντανίου, η απουσία οποιασδήποτε αποδεδειγμένης τοξικότητας σε υψηλά επίπεδα χορήγησης υποδεικνύει ότι ο κίνδυνος δυσμενών επιπτώσεων στην υγεία είναι ελάχιστος για όλες τις ομάδες του πληθυσμού.» (McKee et al. 1998)
Η Hielscher Ultrasonics κατασκευάζει ομογενοποιητές υπερήχων υψηλών επιδόσεων για εφαρμογές ανάμειξης, διασποράς, γαλακτωματοποίησης και εκχύλισης σε εργαστηριακή, πιλοτική και βιομηχανική κλίμακα.