Kannabinoidien kiteyttäminen ultraäänikäsittelyllä
Kiteyttäminen on välttämätön prosessivaihe kiteisen CBD-isolaatin valmistuksessa. Ultraäänellä toteutettavaa nanokiteytystä (ultraäänikiteytystä) käytetään laajalti kiteisten isolaattien, kuten CBD-isolaatin, valmistamiseen ylikylläisestä liuoksesta. Suuritehoisten ultraääniaaltojen aiheuttama voimakas sekoitus edistää virheettömien CBD-kiteiden muodostumista. Ultraäänikiteytys on tarkasti hallittava, erittäin tehokas ja nopea menetelmä kiteisen CDB-isolaatin valmistamiseen.
CBD:n ultraäänikiteytys
CBD-isolaatin kiteyttäminen on saostusprosessi, jossa liuottimeen muodostuu kiinteää CBD:tä. CBD:n kiteyttämiseksi liuotettava aine (eli tislattu CBD-öljy) on liuotettava liuottimeen siten, että muodostuu ylikylläinen liuos. Ultraääniaallot toimivat ulkoisena ärsykkeenä, joka käynnistää kidealkioiden muodostumisen (nukleaation) ja auttaa edistämään ja hallitsemaan kiteiden kasvua.
Tyypillisesti käytettävät liuottimet: pentaani tai heptaani.
Miten ultraäänikäsittely edistää CBD:n kiteytymistä?
Ultraäänikäsittely on erittäin tehokas sekoitusmenetelmä, joka tuottaa CBD-uutteesta homogeenisen ylikylläisen liuoksen liuottimessa. Ylikylläisen liuoksen voimakkaan ultraäänisekoituksen aikana voi muodostua kidealkioita, jotka toimivat myöhemmin CDB-kiteiden kasvukohtina. Ultraäänisekoitus tehostaa aineensiirtoa alkuperäisten kidealkioiden ja ylikylläisen liuoksen välillä, jolloin kiteet kasvavat nopeasti ja tasaisesti. Näin ollen ultraäänikäsittely on erittäin tehokas tekniikka CBD-kiteiden tuotannon edistämiseen ja hallintaan.
Reaktori, jossa on ultraäänilaite UIP2000hdT kannabinoidien ultraäänikiteytykseen
Mitä tutkimukset kertovat
”Kun liuokseen kohdistetaan ultraääntä kiteyttämistä varten, se voi vaikuttaa merkittävästi kiteisten tuotteiden ominaisuuksiin. Ultraäänisäteily lyhentää induktioaikaa, kaventaa metastabiilia aluetta ja nopeuttaa nukleaatiota. Näiden vaikutusten vuoksi se tuottaa yleensä pienempiä kiteitä, joiden kokojakauma on kapeampi kuin tavanomaisessa kiteytyksessä. Lisäksi ultraäänisäteily voi aiheuttaa olemassa olevien kiteiden pirstoutumista kiteiden törmäysten tai ultraäänipirstoutumisen seurauksena.” [Kim and Suslick, 2018]
Kannabinoidien kiteytys sekoittamalla
Ultraäänikiteytys on hallitun sekoittamalla toteutettavan kiteytyksen muoto, joka on tavanomaisia saostustekniikoita parempi voimakkaan ultraäänisekoituksen aikaansaaman nopean kiteiden muodostumisen ansiosta. Ultraäänellä toteutettava sekoittaminen tuo suuria kineettisiä voimia CBD-uutteen ja liuottimen seokseen. Näin syntyy ylikylläinen liuos, jossa ultraäänisekoitus edistää tämän jälkeen aineensiirtoa, mikä nopeuttaa kiteytymistä. Ultraäänikiteytys on nopea prosessi, jota voidaan hallita tarkasti. Tämä mahdollistaa tasakokoisten kiteiden kasvun ja jatkuvasti korkean tuotelaadun. Ultraäänikäsittelyn parametreja säätämällä ultraäänikiteytyksellä voidaan tuottaa tasakokoisia mikro- tai nanokokoisia kiteitä. Kasvata kiteitä haluttuun kokoon käyttämällä vakiintuneita prosessiparametreja. Ultraäänikiteytyksen avulla on mahdollista saostaa nanokokoisia kiteitä, joiden biologinen hyötyosuus on parempi ja joita asiakkaat arvostavat niiden suuremman tehokkuuden ja huomattavien terveyshyötyjen vuoksi. Ultraäänikiteytyksen parametrien tarkka hallinta antaa toistettavia ja uusinnettavia tuloksia. Lisäksi kannabinoidien ultraäänikiteytys voidaan skaalata täysin lineaarisesti mihin tahansa tuotantomäärään. Koska ultraäänikiteytys tuottaa korkealaatuista CBD-isolaattia, jälkikäsittelyprosessien, kuten puhdistuksen, tarve vähenee minimiin.
Laite UP200St voidaan integroida sekoitettaviin kemiallisiin reaktoreihin kiteytyksen nopeuttamiseksi ja parantamiseksi.
- Kiteytystä sekoittamalla
- Yhteiskiteytystä
- Antiliuotinkiteytystä
- Jäähdytyskiteytystä
- Sulakiteytystä
- Reaktiivista kiteytystä / saostusta
Ultraäänikiteytyslaitteet CBD-isolaatin tuotantoon
Hielscher Ultrasonics on kumppanisi, jolla on pitkä kokemus suorituskykyisistä ultraäänikiteytysprosesseista. Hielscher Ultrasonics toimittaa laajan valikoiman ultraäänikiteytyslaitteita eräkäsittelyyn ja jatkuvaan linjassa tapahtuvaan käsittelyyn. Hielscher Ultrasonicsin laitteita on asennettu elintarvike- ja lääketeollisuuden tuotantolaitoksiin eri puolilla maailmaa, ja ne täyttävät korkeimmat laatustandardit. Hielscherin ultraäänikiteytysjärjestelmät soveltuvat prosessien standardointiin, jatkuvasti korkeaan tuotelaatuun ja hyviin tuotantotapoihin (GMP), ja ne vastaavat tavoitteitasi korkeatasoisesta tuotannosta.
- Mikro- ja nanokokoiset kiteet (säädettävissä)
- Korkea tehokkuus
- Tarkasti hallittu kiteiden kasvu
- Tasainen kiteiden kasvu
- Virheetön muoto
- Yhden läpiviennin / yhden astian prosessi
- Toistettava, uusinnettava tulos
- Helppo ja turvallinen käyttää
Suuret amplitudit ultraäänikiteytykseen
Ultraäänikäsittely suurten amplitudien ultraääniaalloilla lyhensi induktioaikaa enemmän kuin käsittely pienten amplitudien aalloilla. [Kim and Suslick, 2018] Suuritehoinen ultraäänikäsittely suurilla amplitudeilla tuottaa jatkuvasti voimakasta mikroturbulenssia, leikkausvoimia ja sekoitusta. Nämä mikro- ja makroliikkeet ylikylläisessä lietteessä parantavat aineensiirtoa ja nopeuttavat sen seurauksena kiteytymistä. Hielscher Ultrasonicsin teolliset ultraääniprosessorit voivat tuottaa erittäin suuria amplitudeja. Jopa 200µm:n amplitudeja voidaan helposti käyttää jatkuvasti 24/7-käytössä. Vielä suurempia amplitudeja varten on saatavilla räätälöityjä ultraäänisonotrodeja.
Kaikki laitteet on rakennettu 24/7/365-käyttöön täydellä kuormituksella, ja niiden kestävyys ja luotettavuus tekevät niistä ultraäänikiteytysprosessisi työjuhdan. Tämä tekee Hielscherin ultraäänilaitteista luotettavan työvälineen, joka täyttää ultraäänikiteytyksesi vaatimukset.
Tarkasti hallittavat amplitudit erinomaiseen kiteytykseen
Kaikki Hielscherin ultraääniprosessorit ovat tarkasti hallittavissa ja siten luotettavia työjuhtia tutkimuksessa, tuotekehityksessä ja tuotannossa. Amplitudi on yksi ratkaisevista prosessiparametreista, jotka vaikuttavat ultraäänikiteytyksen tehokkuuteen ja vaikuttavuuteen. Kaikki Hielscher Ultrasonicsin prosessorit mahdollistavat amplitudin tarkan säädön. Hielscherin teolliset ultraääniprosessorit voivat tuottaa erittäin suuria amplitudeja ja vaativiin sovelluksiin tarvittavan ultraääni-intensiteetin. Jopa 200µm:n amplitudeja voidaan helposti käyttää jatkuvasti 24/7-käytössä.
Tarkat amplitudiasetukset ja ultraääniprosessin parametrien jatkuva seuranta älykkään ohjelmiston avulla mahdollistavat tarkan vaikuttamisen ultraäänikiteytysreaktioon. Jokaisen ultraäänikäsittelyajon aikana kaikki ultraääniparametrit tallennetaan automaattisesti sisäänrakennetulle SD-kortille, jotta jokainen ajo voidaan arvioida ja sen kulku tarkistaa. Optimaalinen ultraäänikäsittely mahdollisimman tehokkaaseen ultraäänikiteytykseen!
Lämpötilasäädelty ultraäänikäsittely
Kannabinoidien kiteytysprosesseissa lämpötila on ratkaiseva prosessiparametri, joka vaikuttaa CBD-kiteiden muodostumisen lopputulokseen ja laatuun. Hielscherin ultraäänikiteytysreaktorit on varustettu jäähdytysvaipalla, joka pitää prosessilämpötilan määritetyllä alueella. Lisäksi ultraäänikiteytysjärjestelmissämme on älykäs ohjelmisto, joka seuraa prosessilämpötilaa liitettävän lämpötila-anturin avulla. Käyttäjä voi asettaa lämpötilan ylä- ja alarajan helppokäyttöisessä valikossa. Heti kun prosessilämpötila ylittää asetetun lämpötila-alueen, ultraäänilaite keskeyttää toimintansa, kunnes lämpötila on palannut ennalta asetettuun ∆T:hen. Näin voit hallita tarkasti kiteytysprosessin tärkeää parametria ”lämpötila”.
MultiPhaseCavitator tasalaatuisiin kiteisiin
MultiPhaseCavitator MPC48 on ainutlaatuinen virtauskennon sisäosa, jossa on 48 kanyylia toisen faasin (eli CBD-tisleen) ruiskuttamiseksi suoraan kavitaation voimakkaimpaan kohtaan. Näin erittäin tasainen CBD-tisleen ja liuottimen seos muodostaa ylikylläisen liuoksen, jossa CBD-kiteiden alkiot muodostuvat. Altistus ultraäänireaktorissa mahdollistaa nukleaation ja kiteiden kasvun tarkan hallinnan. MultiPhaseCavitator tekee kiteytysprosesseista erittäin tehokkaita ja mahdollistaa prosessien standardoinnin tarkan hallinnan ansiosta. Pitkälle standardoitu valmistusprosessi on osa hyviä tuotantotapoja (GMP) ja auttaa valmistamaan jatkuvasti korkealaatuisimpia tuotteita.
Ultraäänireaktori, jossa on MultiPhaseCavitator ultraäänikiteytyksen tehostamiseen
Korkeinta laatua – suunniteltu ja valmistettu Saksassa
Perheen omistamana ja johtamana yrityksenä Hielscher asettaa ultraääniprosessoriensa korkeimmat laatustandardit etusijalle. Kaikki ultraäänilaitteet suunnitellaan, valmistetaan ja testataan perusteellisesti päätoimipaikassamme Teltowissa lähellä Berliiniä Saksassa. Hielscherin ultraäänilaitteiden kestävyys ja luotettavuus tekevät niistä tuotantosi työjuhdan. 24/7-käyttö täydellä kuormituksella ja vaativissa ympäristöissä on Hielscherin suorituskykyisten ultraäänianturien ja reaktorien luontainen ominaisuus.
Ota meihin yhteyttä nyt ja kerro ultraäänikiteytyksesi vaatimuksista! Suosittelemme sinulle sopivinta ultraäänikiteytyslaitetta ja reaktorikokoonpanoa!
Ota yhteyttä! / Kysy meiltä!
Kirjallisuus / lähteet
- 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.
Hyödyllistä tietoa
Pentaani liuottimena
n-Pentaani (CAS-nro 109-6-0) on hiilivetyliuotin, jota käytetään tavallisesti kannabinoidien, kuten CBD:n, kiteyttämiseen.
”n-pentaani ei ollut akuutisti myrkyllistä suun kautta tai hengitysteitse saatuna, se ei ärsyttänyt ihoa tai silmiä eikä aiheuttanut ihon herkistymistä. Se ei osoittanut kumulatiivista myrkyllisyyttä pitoisuuksilla, jotka olivat enintään 20 000 mg m(-3), mikä on noin puolet alemmasta räjähdysrajasta ja korkein testattavaksi turvallisena pidetty pitoisuus. Se ei aiheuttanut kehitystoksisuutta eikä ollut mutageenista. Tämän ja muiden olemassa olevien tietojen perusteella päätellään, että n-pentaania ei tarvitse luokitella mahdollisten myrkyllisyysvaarojen vuoksi (sellaisina kuin ne on määritelty EU:n vaarallisia aineita koskevan direktiivin liitteessä VI, 1993), vaikka fysikaaliset ominaisuudet osoittavat, että aspiraation mahdollisuudesta olisi asianmukaista varoittaa. Lisäksi nykyisiä työperäistä altistumista koskevia suosituksia ei ole syytä alentaa. Lopuksi, vaikka n-pentaanin syttyvyyteen liittyy joitakin turvallisuuskysymyksiä, osoitettavissa olevan myrkyllisyyden puuttuminen suurilla altistustasoilla osoittaa, että haitallisten terveysvaikutusten riski on minimaalinen kaikissa väestöryhmissä.” (McKee et al. 1998)
Hielscher Ultrasonics valmistaa suorituskykyisiä ultraäänihomogenisaattoreita sekoitukseen, dispergointiin, emulgointiin ja uuttoon laboratorio-, pilotti- ja teollisuusmittakaavassa.