Kristallisatie van Cannabinoïden met Sonication
Kristallisatie is een noodzakelijke processtap om kristallijn CBD-isolaat te produceren. Ultrasone nanokristallisatie (sonokristallisatie) wordt op grote schaal gebruikt om kristallijne isolaten zoals CBD-isolaat uit een oververzadigde oplossing te bereiden. Door krachtige ultrasone geluidsfrequentiegolven bevordert intense agitatie de vorming van ongerepte CBD-kristallen. Ultrasone kristallisatie is een nauwkeurig controleerbare, zeer efficiënte en snelle methode voor de productie van kristallijn KB-isolaat.
Ultrasone CBD-kristallisatie
Kristallisatie van CBD-isolaat is een neerslagproces waarbij CBD-vaste stoffen zich in een oplosmiddel vormen. Om CBD te kristalliseren moet de opgeloste stof (d.w.z. gedistilleerde CBD-olie) worden opgelost in een oplosmiddel dat een oververzadigde oplossing vormt. Ultrasone golven werken als een externe stimulans die de vorming van kristalzaden (nucleatie) in gang zet en helpt om de kristalgroei te bevorderen en te controleren.
Typisch gebruikte oplosmiddelen: pentaan of heptaan.
Hoe bevordert ultrasonicatie CBD-kristallisatie?
Ultrasonicatie is een zeer efficiënte agitatiemethode die een homogene oververzadigde oplossing van het CBD-extract in een oplosmiddel produceert. Tijdens het intense ultrasoon roeren van de oververzadigde oplossing kunnen zich kristalzaden vormen die vervolgens fungeren als groeipunten voor de KB-kristallen. Ultrasoon roeren intensiveert de massatransfer tussen de initiële kristalzaden en de oververzadigde oplossing zodat de kristallen snel en gelijkmatig groeien. Dit betekent dat sonicatie een zeer efficiënte techniek is om de productie van KBD-kristallen te bevorderen en te controleren.
Reactor met ultrasonicator UIP2000hdT voor sonokristallisatie van cannabinoïden
Wat onderzoek zegt
"Wanneer ultrasoon geluid wordt toegepast op een oplossing voor kristallisatie, kan het de eigenschappen van de kristallijne producten aanzienlijk beïnvloeden. Ultrasone bestraling verlaagt de inductietijd en de metastabiele zone en verhoogt de nucleatiesnelheid. Door deze effecten levert het over het algemeen kleinere kristallen op met een smallere grootteverdeling in vergelijking met conventionele kristallisatie. Ook kan ultrasone bestraling fragmentatie van bestaande kristallen veroorzaken die wordt veroorzaakt door kristalbotsingen of sonofragmentatie". Kim en Suslick, 2018.
Roerige Kristallisatie van Cannabinoïden
Ultrasone kristallisatie (ook bekend als sono-kristallisatie) is een vorm van gecontroleerde geroerde kristallisatie, die uitblinkt in conventionele neerslagtechnieken door snelle kristalvorming als gevolg van intense ultrasone agitatie. Het ultrasoon roeren en mengen introduceert hoge kinetische krachten in het mengsel van CBD-extract en oplosmiddel. Daarbij wordt een oververzadigde oplossing geproduceerd waarin vervolgens de ultrasone agitatie de massaoverdracht bevordert die de kristallisatiesnelheid versnelt. Ultrasone kristallisatie is een snel proces, dat nauwkeurig gecontroleerd kan worden. Dit maakt de groei van een uniforme kristalgrootte en een continu hoge productkwaliteitsnorm mogelijk. Ultrasone kristallisatie maakt het mogelijk door aanpassing van de sonicatieparameters voor de kristallisatie van uniforme micron- of nanogroottekristallen. Kristallen groeien op maat door toepassing van vastgestelde procesparameters. Door de toepassing van sono-kristallisatie wordt het mogelijk om nanogroottekristallen te laten neerslaan, die een superieure biologische beschikbaarheid bieden en door klanten worden gewaardeerd voor een hogere efficiëntie en uitgesproken gezondheidsvoordelen. De exacte controle over de sonokristallisatieparameters geeft herhaalbare/reproduceerbare resultaten. Bovendien kan ultrasone kristallisatie van cannabinoïden volledig lineair worden geschaald naar elk productievolume. Aangezien ultrasone kristallisatie resulteert in CBD-isolatie van hoge kwaliteit, worden downstream processen zoals zuivering tot een minimum beperkt.
De UP200St kan worden geïntegreerd in geroerde chemische reactoren om de kristallisatie te versnellen en te verbeteren.
- Roerige Kristallisatie
- Co-cristallisatie
- Anti-solvent kristallisatie
- Koelkristallisatie
- Smeltkristallisatie
- Reactieve kristallisatie / neerslag
Ultrasone Kristallizers voor CBD Isolaatproductie
Hielscher Ultrasonics is uw langdurige ervaren partner voor hoogwaardige ultrasone kristallisatieprocessen. Hielscher Ultrasonics levert een breed scala aan ultrasone kristallisatieapparatuur voor batch- en continue inline-verwerking. De apparatuur van Hielscher Ultrasonics is wereldwijd geïnstalleerd in voedsel- en farmaceutische verwerkingsinstallaties en voldoet aan de hoogste kwaliteitsnormen. Geschikt voor processtandaardisatie, continue hoge productkwaliteit en Good Manufacturing Practices (GMP), Hielscher ultrasoonkristallisatiesystemen zijn in lijn met uw doelstellingen van superieure productiestandaarden.
- Micron- en nanogroottekristallen (instelbaar)
- hoge efficiëntie
- Precies gecontroleerde kristalgroei
- Uniforme kristalgroei
- Pristijnachtige vorm
- Singe-Pass / One-Pot proces
- Herhaalbaar, reproduceerbaar resultaat
- Gemakkelijk en veilig te bedienen
Hoge Amplituden voor Sonokristallisatie
Sonicatie met ultrasone golven met een hoge amplitude heeft de inductietijd meer gereduceerd dan sonicatie met golven met een lage amplitude. [Kim en Suslick, 2018] High-power ultrasonication bij hoge amplitudes genereert constant intense micro-turbulenties, schuifkrachten en agitatie. Deze micro- en macro-bewegingen in de oververzadigde slurry resulteren in een verbeterde massa-overdracht en een verhoogde kristallisatiesnelheid. Hielscher Ultrasonica’ industriële ultrasone processoren kunnen zeer hoge amplitudes leveren. Amplituden tot 200µm kunnen gemakkelijk continu worden uitgevoerd in 24 uur per dag, 7 dagen per week. Voor nog hogere amplitudes zijn aangepaste ultrasone sonotrodes beschikbaar.
Alle apparatuur is gebouwd voor het 24/7/365 gebruik onder volle belasting en zijn robuustheid en betrouwbaarheid maken het tot het werkpaard in uw sono-kristallisatieproces. Dit maakt de ultrasone apparatuur van Hielscher tot een betrouwbaar werkinstrument dat voldoet aan uw eisen voor sono-kristallisatie.
Precies beheersbare Amplituden voor Superieure Kristallisatie
Alle Hielscher ultrasoonprocessoren zijn nauwkeurig regelbaar en daarmee betrouwbaar werkpaard in R&D en productie. De amplitude is een van de cruciale procesparameters die de efficiëntie en effectiviteit van sonokristallisatie beïnvloeden. Alle Hielscher Ultrasonics’ processoren maken het mogelijk om de amplitude nauwkeurig in te stellen. Hielscher's industriële ultrasone processoren kunnen zeer hoge amplitudes leveren en de vereiste ultrasone intensiteit voor veeleisende toepassingen. Amplituden tot 200µm kunnen eenvoudig continu worden uitgevoerd in 24 uur per dag, 7 dagen per week.
Nauwkeurige amplitude-instellingen en de permanente bewaking van de ultrasone procesparameters via slimme software geven u de mogelijkheid om de sono-kristallisatiereactie precies te beïnvloeden. Tijdens elke sonicatierun worden alle ultrasone parameters automatisch geregistreerd op een ingebouwde SD-kaart, zodat elke run kan worden geëvalueerd en gecontroleerd. Optimale son son sono-cristallisatie voor de meest efficiënte sono-cristallisatie!
Temperatuurgestuurde Sonicatie
Voor kristallisatieprocessen van cannabinoïden is de temperatuur een cruciale procesparameter die de uitkomst en kwaliteit van CBD-kristallen beïnvloedt. Hielscher sono-crsytallizatieremmers zijn uitgerust met een koelmantel om de procestemperatuur binnen het bereik te houden. Bovendien zijn onze sono-crsytallizatiesystemen voorzien van intelligente software die de procestemperatuur bewaakt via een insteekbare temperatuursensor. In het gebruikersvriendelijke menu kan de gebruiker een boven- en ondergrens voor de temperatuur instellen. Zodra de procestemperatuur het ingestelde temperatuurbereik overschrijdt, pauzeert de ultrasonicator tot de temperatuur weer in de vooraf ingestelde ∆T. Dit geeft u nauwkeurige controle over de belangrijke proceskristallisatieparameter "temperatuur".
De MultiPhaseCavitator voor Uniforme Kristallen
De MultiPhaseCavitator MPC48 is een uniek stromingscelinzetstuk met 48 canules om de tweede fase (d.w.z. het CBD-distillaat) direct in de cavitatie-spot te injecteren. Daarbij vormt een zeer uniform mengsel van CBD-destillaat en oplosmiddel de oververzadigde oplossing, waarin de kernen van de CBD-kristallen zich zullen vormen. De belichting in de ultrasone reactor maakt een nauwkeurig controleerbare nucleatie en kristalgroei mogelijk. De MultiPhaseCavitator maakt kristallisatieprocessen zeer efficiënt en maakt door de nauwkeurige controle voor processtandaardisatie mogelijk. Een sterk gestandaardiseerd productieproces maakt deel uit van Good Manufacturing Practices (GMP) en helpt om continu producten van de hoogste kwaliteit te produceren.
Ultrasone reactor met MultiPhaseCavitator voor verbeterde sonokristallisatie
Hoogste kwaliteit – Ontworpen en geproduceerd in Duitsland
Als familiebedrijf en familiebedrijf stelt Hielscher de hoogste kwaliteitseisen aan zijn ultrasone processoren. Alle ultrasone processoren worden ontworpen, gefabriceerd en grondig getest in ons hoofdkantoor in Teltow bij Berlijn, Duitsland. Robuustheid en betrouwbaarheid van Hielscher's ultrasoon apparatuur maken het een werkpaard in uw productie. 24 uur per dag, 7 dagen per week, onder volle belasting en in veeleisende omgevingen is een natuurlijk kenmerk van Hielscher's hoogwaardige ultrasone sondes en reactoren.
Neem nu contact met ons op en vertel ons over uw sono-kristallisatie eisen! Wij zullen u de meest geschikte ultrasone kristallisator en reactoropstelling aanbevelen!
Neem contact met ons op! / Vraag ons!
Literatuur / Referenties
- 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.
Feiten die de moeite waard zijn om te weten
Pentaan als oplosmiddel
n-Pentaan (CAS-nr. 109-6-0) is een koolwaterstofoplosmiddel dat gewoonlijk wordt gebruikt voor de kristallisatie van cannabinoïden zoals CBD.
"n-pentaan was niet acuut toxisch via de mond of via de inademing, het was geen huid- of oogirriterend middel en veroorzaakte geen huidsensibilisatie. Het vertoonde geen cumulatieve toxiciteit tot 20000 mg m(-3), wat ongeveer de helft is van de onderste explosiegrens en het hoogste niveau dat als veilig wordt beschouwd om te testen. Het veroorzaakte geen ontwikkelingstoxiciteit en was niet mutageen. Uit deze en andere bestaande informatie wordt geconcludeerd dat n-pentaan niet hoeft te worden ingedeeld voor potentiële toxische gevaren (zoals gedefinieerd in bijlage VI van de EU-richtlijn inzake gevaarlijke stoffen, 1993), hoewel de fysische eigenschappen erop wijzen dat het passend zou zijn om te waarschuwen voor de mogelijkheid van aspiratie. Verder is er geen reden om de huidige aanbevelingen voor beroepsmatige blootstelling te verminderen. Tot slot, hoewel er enkele veiligheidskwesties in verband met de ontvlambaarheid van n-pentaan zijn, wijst het ontbreken van aantoonbare toxiciteit bij hoge behandelingsniveaus erop dat het risico van schadelijke gevolgen voor de gezondheid voor alle bevolkingsgroepen minimaal is". (McKee et al. 1998)
Hielscher Ultrasonics produceert hoogwaardige ultrasone homogenisatoren voor mengtoepassingen, dispersie, emulsificatie en extractie op laboratorium-, pilot- en industriële schaal.