Krystalizacja kannabinoidów za pomocą sonikacji
Krystalizacja jest niezbędnym etapem procesu wytwarzania krystalicznego izolatu CBD. Ultradźwiękowa nanokrystalizacja (sonokrystalizacja) jest szeroko stosowana do otrzymywania krystalicznych izolatów, takich jak izolat CBD, z roztworu przesyconego. Intensywne mieszanie wywołane falami ultradźwiękowymi o dużej mocy sprzyja powstawaniu kryształów CBD o nieskazitelnej postaci. Krystalizacja ultradźwiękowa jest metodą wytwarzania krystalicznego izolatu CDB, którą można precyzyjnie kontrolować i która jest wysoce wydajna oraz szybka.
Ultradźwiękowa krystalizacja CBD
Krystalizacja izolatu CBD jest procesem wytrącania, w którym w rozpuszczalniku powstaje CBD w postaci stałej. Aby skrystalizować CBD, substancję rozpuszczaną (tj. destylowany olej CBD) należy rozpuścić w rozpuszczalniku, tworząc roztwór przesycony. Fale ultradźwiękowe działają jako bodziec zewnętrzny, który inicjuje powstawanie zarodków krystalizacji (nukleację) oraz pomaga wspomagać i kontrolować wzrost kryształów.
Typowo stosowane rozpuszczalniki: pentan lub heptan.
Jak sonikacja wspomaga krystalizację CBD?
Sonikacja jest wysoce wydajną metodą mieszania, która pozwala uzyskać jednorodny, przesycony roztwór ekstraktu CBD w rozpuszczalniku. Podczas intensywnego mieszania ultradźwiękowego roztworu przesyconego mogą powstawać zarodki krystalizacji, które następnie stanowią ośrodki wzrostu kryształów CDB. Mieszanie ultradźwiękowe intensyfikuje transport masy między początkowymi zarodkami krystalizacji a roztworem przesyconym, dzięki czemu kryształy rosną szybko i równomiernie. Oznacza to, że sonikacja jest bardzo wydajną techniką wspomagania i kontrolowania wytwarzania kryształów CBD.
Reaktor z sonikatorem UIP2000hdT do sonokrystalizacji kannabinoidów
Co mówią badania
„Zastosowanie ultradźwięków do roztworu w celu krystalizacji może znacząco wpływać na właściwości produktów krystalicznych. Oddziaływanie ultradźwięków skraca czas indukcji, zmniejsza strefę metastabilną i zwiększa szybkość nukleacji. W wyniku tych efektów zazwyczaj otrzymuje się mniejsze kryształy o węższym rozkładzie wielkości w porównaniu z krystalizacją konwencjonalną. Oddziaływanie ultradźwięków może również powodować fragmentację istniejących kryształów wskutek zderzeń kryształów lub sonofragmentacji.” [Kim and Suslick, 2018]
Krystalizacja kannabinoidów z mieszaniem
Krystalizacja ultradźwiękowa (znana również jako sonokrystalizacja) jest formą kontrolowanej krystalizacji z mieszaniem, która przewyższa konwencjonalne techniki wytrącania dzięki szybkiemu powstawaniu kryształów w wyniku intensywnego mieszania ultradźwiękowego. Mieszanie ultradźwiękowe wprowadza duże siły kinetyczne do mieszaniny ekstraktu CBD i rozpuszczalnika. W ten sposób powstaje roztwór przesycony, w którym mieszanie ultradźwiękowe następnie wspomaga transport masy, co zwiększa szybkość krystalizacji. Krystalizacja ultradźwiękowa jest szybkim procesem, który można precyzyjnie kontrolować. Umożliwia to wzrost kryształów o jednolitej wielkości i utrzymywanie stałego, wysokiego standardu jakości produktu. Dzięki regulacji parametrów sonikacji krystalizacja ultradźwiękowa umożliwia otrzymywanie jednolitych kryształów o rozmiarach mikrometrowych lub nanometrowych. Uzyskaj kryształy o dopasowanej wielkości, stosując ustalone parametry procesu. Zastosowanie sonokrystalizacji umożliwia wytrącanie kryształów o rozmiarach nanometrowych, które zapewniają lepszą biodostępność i są cenione przez klientów ze względu na większą skuteczność i wyraźne korzyści zdrowotne. Dokładna kontrola parametrów sonokrystalizacji zapewnia powtarzalne i odtwarzalne wyniki. Ponadto ultradźwiękową krystalizację kannabinoidów można skalować w sposób całkowicie liniowy do dowolnej wielkości produkcji. Ponieważ krystalizacja ultradźwiękowa pozwala uzyskać wysokiej jakości izolat CBD, dalsze procesy, takie jak oczyszczanie, są ograniczone do minimum.
Urządzenie UP200St można zintegrować z reaktorami chemicznymi z mieszaniem, aby przyspieszyć i usprawnić krystalizację.
- Krystalizację z mieszaniem
- Współkrystalizację
- Krystalizację z użyciem antyrozpuszczalnika
- Krystalizację przez chłodzenie
- Krystalizację ze stopu
- Krystalizację reaktywną / wytrącanie
Krystalizatory ultradźwiękowe do produkcji izolatu CBD
Hielscher Ultrasonics jest partnerem z wieloletnim doświadczeniem w zakresie wysokowydajnych procesów krystalizacji ultradźwiękowej. Hielscher Ultrasonics dostarcza szeroką gamę urządzeń do krystalizacji ultradźwiękowej przeznaczonych do przetwarzania okresowego i ciągłego w linii. Urządzenia Hielscher Ultrasonics są instalowane na całym świecie w zakładach przetwórstwa spożywczego i produkcji farmaceutycznej oraz spełniają najwyższe standardy jakości. Systemy krystalizacji ultradźwiękowej Hielscher, odpowiednie do standaryzacji procesów, utrzymywania stałej, wysokiej jakości produktów i stosowania Dobrej Praktyki Wytwarzania (GMP), odpowiadają Twoim celom w zakresie wyższych standardów produkcji.
- Kryształy o rozmiarach mikrometrowych i nanometrowych (z możliwością regulacji)
- Wysoka wydajność
- Precyzyjnie kontrolowany wzrost kryształów
- Równomierny wzrost kryształów
- Nieskazitelny kształt
- Proces jednoprzejściowy / w jednym naczyniu
- Powtarzalne, odtwarzalne wyniki
- Łatwa i bezpieczna obsługa
Wysokie amplitudy do sonokrystalizacji
Sonikacja falami ultradźwiękowymi o wysokiej amplitudzie skracała czas indukcji bardziej niż sonikacja falami o niskiej amplitudzie. [Kim and Suslick, 2018] Sonikacja o dużej mocy przy wysokich amplitudach stale generuje intensywne mikroturbulencje, siły ścinające i mieszanie. Te ruchy w skali mikro i makro w przesyconej zawiesinie poprawiają transport masy, a następnie zwiększają szybkość krystalizacji. Przemysłowe procesory ultradźwiękowe Hielscher Ultrasonics mogą zapewniać bardzo wysokie amplitudy. Amplitudy do 200µm można z łatwością utrzymywać w ciągłym trybie pracy 24/7. Do uzyskania jeszcze wyższych amplitud dostępne są sonotrody ultradźwiękowe dostosowane do indywidualnych potrzeb.
Wszystkie urządzenia są skonstruowane do pracy 24/7/365 pod pełnym obciążeniem, a ich wytrzymałość i niezawodność sprawiają, że stanowią podstawowe narzędzie pracy w procesie sonokrystalizacji. Dzięki temu urządzenia ultradźwiękowe Hielscher są niezawodnymi narzędziami pracy, które spełniają Twoje wymagania dotyczące sonokrystalizacji.
Precyzyjnie kontrolowane amplitudy dla lepszej krystalizacji
Wszystkie procesory ultradźwiękowe Hielscher można precyzyjnie kontrolować, dzięki czemu stanowią niezawodne narzędzia pracy w badaniach i rozwoju oraz w produkcji. Amplituda jest jednym z kluczowych parametrów procesu wpływających na wydajność i skuteczność sonokrystalizacji. Wszystkie procesory Hielscher Ultrasonics umożliwiają precyzyjne ustawienie amplitudy. Przemysłowe procesory ultradźwiękowe Hielscher mogą zapewniać bardzo wysokie amplitudy oraz intensywność ultradźwięków wymaganą w wymagających zastosowaniach. Amplitudy do 200µm można z łatwością utrzymywać w ciągłym trybie pracy 24/7.
Precyzyjne ustawienia amplitudy i stałe monitorowanie parametrów procesu ultradźwiękowego za pomocą inteligentnego oprogramowania umożliwiają dokładne oddziaływanie na reakcję sonokrystalizacji. Podczas każdego cyklu sonikacji wszystkie parametry ultradźwiękowe są automatycznie zapisywane na wbudowanej karcie SD, dzięki czemu każdy cykl można ocenić i skontrolować. Optymalna sonikacja dla najbardziej wydajnej sonokrystalizacji!
Sonikacja z kontrolą temperatury
W procesach krystalizacji kannabinoidów temperatura jest kluczowym parametrem procesu, który wpływa na wynik i jakość kryształów CBD. Reaktory do sonokrystalizacji Hielscher są wyposażone w płaszcz chłodzący, który utrzymuje temperaturę procesu w odpowiednim zakresie. Ponadto nasze systemy sonokrystalizacji mają inteligentne oprogramowanie monitorujące temperaturę procesu za pomocą podłączanego czujnika temperatury. W przyjaznym dla użytkownika menu można ustawić górną i dolną granicę temperatury. Gdy tylko temperatura procesu przekroczy ustawiony zakres temperatur, sonikator wstrzymuje pracę do czasu, aż temperatura powróci do wstępnie ustawionej ∆T. Zapewnia to precyzyjną kontrolę nad ważnym parametrem procesu krystalizacji, jakim jest „temperatura”.
MultiPhaseCavitator do uzyskiwania jednolitych kryształów
MultiPhaseCavitator MPC48 jest unikalną wkładką do komory przepływowej, wyposażoną w 48 kaniul do wprowadzania drugiej fazy (tj. destylatu CBD) bezpośrednio do obszaru najintensywniejszej kawitacji. Dzięki temu wysoce jednorodna mieszanina destylatu CBD i rozpuszczalnika tworzy roztwór przesycony, w którym powstaną zarodki kryształów CBD. Oddziaływanie w reaktorze ultradźwiękowym umożliwia precyzyjną kontrolę nukleacji i wzrostu kryształów. MultiPhaseCavitator sprawia, że procesy krystalizacji są wysoce wydajne, a dzięki precyzyjnej kontroli umożliwia standaryzację procesu. Wysoce wystandaryzowany proces wytwarzania stanowi część Dobrej Praktyki Wytwarzania (GMP) i pomaga stale wytwarzać produkty najwyższej jakości.
Reaktor ultradźwiękowy z urządzeniem MultiPhaseCavitator do usprawnienia sonokrystalizacji
Najwyższa jakość – projektowanie i produkcja w Niemczech
Jako firma rodzinna, zarządzana przez rodzinę, Hielscher priorytetowo traktuje najwyższe standardy jakości swoich procesorów ultradźwiękowych. Wszystkie sonikatory są projektowane, produkowane i dokładnie testowane w naszej siedzibie w Teltow koło Berlina w Niemczech. Wytrzymałość i niezawodność urządzeń ultradźwiękowych Hielscher sprawiają, że stanowią one podstawowe narzędzia pracy w Twojej produkcji. Praca 24/7 pod pełnym obciążeniem i w wymagających warunkach jest naturalną cechą wysokowydajnych sond ultradźwiękowych i reaktorów Hielscher.
Skontaktuj się z nami już teraz i przedstaw swoje wymagania dotyczące sonokrystalizacji! Polecimy Ci najbardziej odpowiedni krystalizator ultradźwiękowy oraz konfigurację reaktora!
Skontaktuj się z nami! / Zapytaj nas!
Literatura / źródła
- 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.
Fakty, które warto znać
Pentan jako rozpuszczalnik
n-Pentan (nr CAS 109-6-0) jest rozpuszczalnikiem węglowodorowym, który jest zwykle stosowany do krystalizacji kannabinoidów, takich jak CBD.
„n-pentan nie wykazywał ostrej toksyczności po podaniu drogą pokarmową ani inhalacyjną, nie działał drażniąco na skórę ani oczy i nie wywoływał uczulenia skóry. Nie wykazywał toksyczności kumulacyjnej przy stężeniach do 20 000 mg m(-3), co odpowiada w przybliżeniu połowie dolnej granicy wybuchowości i najwyższemu stężeniu uznanemu za bezpieczne do badania. Nie wywoływał toksyczności rozwojowej i nie był mutagenny. Na podstawie tych i innych dostępnych informacji stwierdzono, że n-pentan nie wymaga klasyfikacji pod kątem potencjalnych zagrożeń toksycznych (zgodnie z definicją w załączniku VI do dyrektywy UE w sprawie substancji niebezpiecznych, 1993), chociaż właściwości fizyczne wskazują, że zasadne byłoby ostrzeżenie o możliwości aspiracji. Ponadto nie ma powodu, aby obniżać obecne zalecane wartości narażenia zawodowego. Wreszcie, chociaż istnieją pewne kwestie bezpieczeństwa związane z palnością n-pentanu, brak jakiejkolwiek wykazanej toksyczności przy wysokich poziomach narażenia w badaniach wskazuje, że ryzyko niekorzystnych skutków zdrowotnych jest minimalne dla wszystkich grup populacji.” (McKee et al. 1998)
Hielscher Ultrasonics produkuje wysokowydajne homogenizatory ultradźwiękowe do mieszania, dyspergowania, emulgowania i ekstrakcji w skali laboratoryjnej, pilotażowej i przemysłowej.