Cristalización de Cannabinoides con Sonicación

La cristalización es un paso de proceso necesario para producir un aislado cristalino de CBD. La nanocristalización ultrasónica (sonocristalización) se utiliza ampliamente para preparar aislamientos cristalinos como el aislado de CBD de una solución supersaturada. Mediante ondas de frecuencia de ultrasonido de alta potencia, la agitación intensa promueve la formación de cristales prístinos de CBD. La cristalización por ultrasonido es un método preciso, controlable, altamente eficiente y rápido para la producción de aislados cristalinos de CBD.

Cristalización ultrasónica de CBD

CBD isolate is produced from CBD oil extractLa cristalización del aislado de CBD es un proceso de precipitación en el que los sólidos de CBD se forman en un disolvente. Para cristalizar el CBD, el soluto (es decir, el aceite destilado de CBD) debe disolverse en un disolvente que forma una solución supersaturada. Las ondas ultrasónicas actúan como un estímulo externo que inicia la formación de semillas de cristal (nucleación) y ayuda a promover y controlar el crecimiento de los cristales.
Disolventes típicamente usados: pentano o heptano.

¿Cómo promueve la ecografía la cristalización del CDB?

La ultrasonicación es un método de agitación muy eficiente que produce una solución supersaturada homogénea del extracto de CBD en un disolvente. Durante la intensa agitación ultrasónica de la solución supersaturada, se pueden formar semillas de cristales que posteriormente actúan como puntos de crecimiento para los cristales de CDB. La agitación ultrasónica intensifica la transferencia de masa entre las semillas iniciales de los cristales y la solución supersaturada para que los cristales crezcan rápida y uniformemente. Esto significa que la sonicación es una técnica muy eficiente para promover y controlar la producción de cristales de CDB.

Sono-crystallization of cannabinoids (e.g., CBD, THC)

Reactor con ultrasonido UIP2000hdT para la cristalización por ultrasonido de los cannabinoides

Lo que dice la investigación

"Cuando se aplica un ultrasonido a una solución para la cristalización, puede afectar significativamente a las propiedades de los productos cristalinos. La irradiación ultrasónica disminuye el tiempo de inducción y la zona metaestable y aumenta la tasa de nucleación. Debido a estos efectos, generalmente produce cristales más pequeños con una distribución de tamaño más estrecha en comparación con la cristalización convencional. Además, la irradiación ultrasónica puede causar la fragmentación de los cristales existentes, lo que se debe a las colisiones de los cristales o a la sonofragmentación". [Kim y Suslick, 2018]

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Cristalización agitada de los cannabinoides

La cristalización ultrasónica (también conocida como cristalización por ultrasonidos) es una forma de cristalización agitada y controlada, que supera las técnicas de precipitación convencionales por la rápida formación de cristales debido a la intensa agitación ultrasónica. La agitación y mezcla ultrasónica introduce altas fuerzas cinéticas en la mezcla del extracto de CBD y el disolvente. De este modo, se produce una solución supersaturada en la que posteriormente la agitación ultrasónica promueve la transferencia de masa que acelera la velocidad de cristalización. La cristalización ultrasónica es un proceso rápido, que puede ser controlado con precisión. Esto permite el crecimiento de un tamaño de cristal uniforme y un estándar de calidad de producto continuamente alto. La cristalización ultrasónica permite, mediante el ajuste de los parámetros de sonicación, la cristalización de cristales uniformes de tamaño micrónico o nano. Los cristales crecen a un tamaño personalizado aplicando los parámetros de proceso establecidos. Mediante la aplicación de la cristalización por ultrasonido, es posible precipitar cristales de tamaño nano, que ofrecen una biodisponibilidad superior y son valorados por los clientes por su mayor eficiencia y sus pronunciados beneficios para la salud. El control exacto de los parámetros de la cristalización por ultrasonido da resultados repetibles y reproducibles. Además, la cristalización ultrasónica de los cannabinoides puede ser completamente escalada linealmente a cualquier volumen de producción. Dado que la cristalización ultrasónica da como resultado un aislamiento de alta calidad del CBD, los procesos posteriores, como la purificación, se reducen al mínimo.

The ultrasonicator UP200St improves the conversion rate in crstallization

El UP200St pueden ser integrados en reactores químicos agitados para acelerar y mejorar la cristalización.

La ultrasonicación promueve

  • Cristalización agitada
  • Co-cristalización
  • Cristalización antisolvente
  • Cristalización de enfriamiento
  • Cristalización de la fusión
  • Cristalización / precipitación reactiva

Cristalizadores ultrasónicos para la producción de aislados de CBD

Hielscher Ultrasonics es su socio con larga experiencia en procesos de cristalización ultrasónica de alto rendimiento. Hielscher Ultrasonics suministra una amplia gama de equipos de cristalización ultrasónica para el procesamiento en línea continuo y por lotes. Los equipos de Hielscher Ultrasonics están instalados en todo el mundo en instalaciones de procesamiento de alimentos y farmacéuticas y cumplen con los más altos estándares de calidad. Adecuados para la estandarización de procesos, la alta calidad continua de los productos y las Buenas Prácticas de Manufactura (GMP), los sistemas de cristalización ultrasónica de Hielscher están en línea con sus objetivos de estándares de producción superiores.

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Ventajas de los sistemas de cristalización de canabinoides de Hielscher Ultrasonics

  • Cristales de tamaño micrónico y nano (ajustable)
  • elevada eficiencia
  • Crecimiento de cristales controlado con precisión
  • El crecimiento uniforme de los cristales
  • Forma prístina
  • Proceso de Singe-Pass / One-Pot
  • Resultado repetible y reproducible
  • Fácil y seguro de operar

Altas amplitudes para la sonocristalización

La sonicación con ondas de ultrasonido de alta amplitud disminuyó el tiempo de inducción más que la sonicación con ondas de baja amplitud. [Kim y Suslick, 2018] La ultrasonicación de alta potencia a altas amplitudes genera micro-turbulencias, fuerzas de corte y agitación consistentemente intensas. Estos micro y macro-movimientos en el lodo supersaturado dan como resultado una mejor transferencia de masa y el consiguiente aumento de las tasas de cristalización. Ultrasonidos Hielscher’ los procesadores industriales de ultrasonido pueden entregar amplitudes muy altas. Amplitudes de hasta 200µm pueden ser fácilmente operadas continuamente en operación 24/7. Para amplitudes aún mayores, hay disponibles sonotrodos ultrasónicos personalizados.
Todo el equipo está construido para el uso 24/7/365 bajo carga completa y su robustez y fiabilidad lo convierten en el caballo de batalla en su proceso de sono-cristalización. Esto hace que el equipo ultrasónico de Hielscher sea una herramienta de trabajo fiable que cumple con sus requisitos de cristalización de sonido.

Amplitudes controlables con precisión para una cristalización superior

Hielscher's industrial processors of the hdT series can be comfortable and user-friendly operated via browser remote control.Todos los procesadores ultrasónicos de Hielscher son controlables con precisión y, por lo tanto, caballos de trabajo fiables en R&D y producción. La amplitud es uno de los parámetros de proceso cruciales que influyen en la eficiencia y eficacia de la cristalización por ultrasonido. Todos los ultrasonidos de Hielscher’ Los procesadores permiten el ajuste preciso de la amplitud. Los procesadores industriales de ultrasonidos de Hielscher pueden proporcionar amplitudes muy altas y ofrecer la intensidad ultrasónica necesaria para aplicaciones exigentes. Amplitudes de hasta 200µm pueden ser fácilmente operadas continuamente en operación 24/7.
Los ajustes de amplitud precisos y la supervisión permanente de los parámetros del proceso ultrasónico mediante un software inteligente le dan la posibilidad de influir con precisión en la reacción de cristalización de los ultrasonidos. Durante cada ciclo de sonicación, todos los parámetros ultrasónicos se registran automáticamente en una tarjeta SD incorporada, de modo que cada ciclo puede ser evaluado y controlado. Sonicación óptima para la más eficiente sonocristalización!

Sonicación con temperatura controlada

Para los procesos de cristalización de los cannabinoides, la temperatura es un parámetro de proceso crucial que influye en el resultado y la calidad de los cristales del CBD. Los reactores de sono-cristalización de Hielscher están equipados con una camisa de refrigeración para mantener la temperatura del proceso en el rango. Además, nuestros sistemas de sono-cristalización cuentan con un software inteligente que monitoriza la temperatura del proceso a través de un sensor de temperatura enchufable. En el menú de fácil manejo, el usuario puede establecer un límite de temperatura superior e inferior. Tan pronto como la temperatura del proceso excede el rango de temperatura establecido, el ultrasonido hace una pausa hasta que la temperatura vuelve a estar en el rango preestablecido ∆T. Esto le da un control preciso sobre el importante parámetro de cristalización del proceso "temperatura".

El MultiPhaseCavitator para cristales uniformes

InsertMPC48 con 48 cánulas finas, que se inyectan la segunda fase de la emulsión directamente en la zona de cavitación ultrasónicaEl MultiPhaseCavitator MPC48 es un inserto de células de flujo único que cuenta con 48 cánulas para inyectar la segunda fase (es decir, el destilado de CBD) directamente en el punto caliente cavitacional. De este modo, una mezcla muy uniforme de destilado de CBD y disolvente forma la solución supersaturada, en la que se formarán los núcleos de los cristales de CBD. La exposición en el reactor ultrasónico permite una nucleación y un crecimiento de cristales controlables con precisión. El MultiPhaseCavitator hace que los procesos de cristalización sean altamente eficientes y permite debido al control preciso para la estandarización del proceso. Un proceso de fabricación altamente estandarizado forma parte de las Buenas Prácticas de Fabricación (GMP) y ayuda a producir continuamente productos de la más alta calidad.

Ultrasonic reactor FC100L1K-1S with InsertMPC48

Reactor ultrasónico con Cavitador multifásico para mejorar la cristalización del sonido

La más alta calidad – Diseñado y fabricado en Alemania

Como empresa familiar, Hielscher da prioridad a los más altos estándares de calidad para sus procesadores de ultrasonidos. Todos los ultrasonidos se diseñan, fabrican y prueban a fondo en nuestra sede en Teltow, cerca de Berlín, Alemania. La robustez y fiabilidad de los equipos de ultrasonidos de Hielscher los convierten en un caballo de batalla en su producción. El funcionamiento 24/7 a plena carga y en entornos exigentes es una característica natural de las sondas y reactores ultrasónicos de alto rendimiento de Hielscher.

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Literatura / Referencias



Información interesante

El pentano como disolvente

El n-pentano (número CAS 109-6-0) es un disolvente de hidrocarburo, que suele aplicarse para la cristalización de cannabinoides como el CBD.
"El n-pentano no era agudamente tóxico por vía oral o por inhalación, no era irritante para la piel o los ojos y no inducía a la sensibilización de la piel. No presentaba una toxicidad acumulativa a niveles de hasta 20000 mg m(-3), que es aproximadamente la mitad del límite inferior de explosividad y el nivel más alto que se considera seguro de probar. No indujo toxicidad para el desarrollo y no fue mutagénico. A partir de esta y otra información existente, se llega a la conclusión de que el n-pentano no requiere una clasificación de los posibles riesgos tóxicos (según la definición del Anexo VI de la Directiva sobre sustancias peligrosas de la UE, 1993), aunque las propiedades físicas indican que sería apropiado advertir sobre el potencial de aspiración. Además, no hay razón para reducir las actuales recomendaciones sobre exposición ocupacional. Por último, aunque hay algunas cuestiones de seguridad relacionadas con la inflamabilidad del n-pentano, la ausencia de toda toxicidad demostrable a altos niveles de tratamiento indica que el riesgo de efectos adversos para la salud es mínimo para todos los segmentos de la población". (McKee y otros, 1998)

Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos de alto rendimiento para aplicaciones de mezcla, dispersión, emulsificación y extracción a escala de laboratorio, piloto e industrial.