Cristalização de canabinóides com sonicação
A cristalização é uma etapa necessária do processo para produzir isolado cristalino de CBD. A nanocristalização ultrassônica (sonocristalização) é amplamente utilizada para preparar isolados cristalinos, como o isolado de CBD, a partir de uma solução supersaturada. Por ondas de frequência de ultrassom de alta potência, a agitação intensa promove a formação de cristais de CBD imaculados. A cristalização ultrassônica é um método precisamente controlável, altamente eficiente e rápido para a produção de isolado de CDB cristalino.
Cristalização ultrassônica de CBD
A cristalização do isolado de CBD é um processo de precipitação no qual os sólidos de CBD se formam em um solvente. Para cristalizar o CBD, o soluto (ou seja, óleo de CBD destilado) deve ser dissolvido em um solvente formando uma solução supersaturada. As ondas ultrassônicas atuam como um estímulo externo que inicia a formação de sementes de cristal (nucleação) e ajuda a promover e controlar o crescimento do cristal.
Solventes normalmente usados: pentano ou heptano.
Como o ultrassom promove a cristalização do CBD?
A ultrassonografia é um método de agitação altamente eficiente que produz uma solução homogênea supersaturada do extrato de CBD em um solvente. Durante a intensa agitação ultrassônica da solução supersaturada, podem se formar sementes de cristal que subsequentemente atuam como pontos de crescimento para os cristais de CDB. A agitação ultrassônica intensifica a transferência de massa entre as sementes de cristal iniciais e a solução supersaturada para que os cristais cresçam rápida e uniformemente. Isso significa que a sonicação é uma técnica muito eficiente para promover e controlar a produção de cristais de CBD.
O que diz a pesquisa
"Quando o ultrassom é aplicado a uma solução para cristalização, ele pode afetar significativamente as propriedades dos produtos cristalinos. A irradiação ultrassônica diminui o tempo de indução e a zona metaestável e aumenta a taxa de nucleação. Devido a esses efeitos, geralmente produz cristais menores com uma distribuição de tamanho mais estreita quando comparada à cristalização convencional. Além disso, a irradiação ultrassônica pode causar fragmentação de cristais existentes, causada por colisões de cristais ou sonofragmentação. [Kim e Suslick, 2018]
Cristalização agitada de canabinóides
A cristalização ultrassônica (também conhecida como sonocristalização) é uma forma de cristalização agitada controlada, que supera as técnicas convencionais de precipitação pela rápida formação de cristais devido à intensa agitação ultrassônica. A agitação e mistura ultrassônica introduzem altas forças cinéticas na mistura de extrato e solvente de CBD. Assim, é produzida uma solução supersaturada na qual subsequentemente a agitação ultrassônica promove a transferência de massa que acelera a taxa de cristalização. A cristalização ultrassônica é um processo rápido, que pode ser controlado com precisão. Isso permite o crescimento de um tamanho de cristal uniforme e um padrão de qualidade de produto continuamente alto. A cristalização ultrassônica permite o ajuste dos parâmetros de sonicação para a cristalização de cristais uniformes de tamanho mícron ou nanométrico. Cultive cristais em tamanho personalizado aplicando parâmetros de processo estabelecidos. Com a aplicação da sonocristalização, torna-se possível precipitar cristais nanométricos, que oferecem biodisponibilidade superior e são valorizados pelos clientes por sua maior eficiência e benefícios pronunciados à saúde. O controle exato sobre os parâmetros de ultracristalização fornece resultados repetíveis/reprodutíveis. Além disso, a cristalização ultrassônica de canabinóides pode ser completa linearmente dimensionada para qualquer volume de produção. Como a cristalização ultrassônica resulta em isolado de CBD de alta qualidade, os processos a jusante, como a purificação, são reduzidos ao mínimo.
- Cristalização agitada
- Co-cristalização
- Cristalização anti-solvente
- Cristalização de resfriamento
- Cristalização por fusão
- Cristalização / precipitação reativa
Cristalizadores ultrassônicos para produção de isolados de CBD
A Hielscher Ultrasonics é seu parceiro experiente de longo prazo para processos de cristalização ultrassônica de alto desempenho. A Hielscher Ultrasonics fornece uma ampla gama de equipamentos de cristalização ultrassônica para processamento em linha contínuo e em lote. Os equipamentos da Hielscher Ultrasonics estão instalados em todo o mundo em instalações de processamento de alimentos e produtos farmacêuticos e atendem aos mais altos padrões de qualidade. Adequados para padronização de processos, alta qualidade contínua do produto e Boas Práticas de Fabricação (GMP), os sistemas de cristalização ultrassônica Hielscher estão alinhados com seus objetivos de padrões de produção superiores.
- Cristais de tamanho mícron e nanométrico (ajustáveis)
- Alta eficiência
- Crescimento de cristais controlado com precisão
- Crescimento uniforme do cristal
- Forma impecável
- Processo Singe-Pass / One-Pot
- Resultado repetível e reprodutível
- Fácil e seguro de operar
Altas amplitudes para sonocristalização
A sonicação com ondas de ultrassom de alta amplitude diminuiu o tempo de indução mais do que a sonicação com ondas de baixa amplitude. [Kim e Suslick, 2018] A ultrassonografia de alta potência em altas amplitudes gera microturbulências, forças de cisalhamento e agitação consistentemente intensas. Esses micro e macromovimentos na pasta supersaturada resultam em melhor transferência de massa e subsequente aumento das taxas de cristalização. Ultrassom de Hielscher’ Os processadores ultrassônicos industriais podem fornecer amplitudes muito altas. Amplitudes de até 200 μm podem ser facilmente executadas continuamente em operação 24 horas por dia, 7 dias por semana. Para amplitudes ainda maiores, estão disponíveis sonotrodos ultrassônicos personalizados.
Todos os equipamentos são construídos para uso 24/7/365 sob carga total e sua robustez e confiabilidade o tornam o cavalo de batalha em seu processo de sonocristalização. Isso torna o equipamento ultrassônico da Hielscher uma ferramenta de trabalho confiável que atende aos seus requisitos de ultracristalização.
Amplitudes controláveis com precisão para cristalização superior
Todos os processadores ultrassônicos Hielscher são precisamente controláveis e, portanto, cavalos de trabalho confiáveis em R&D e produção. A amplitude é um dos parâmetros cruciais do processo que influenciam a eficiência e a eficácia da sonocristalização. Todos os ultrassônicos Hielscher’ Os processadores permitem o ajuste preciso da amplitude. Os processadores ultrassônicos industriais da Hielscher podem fornecer amplitudes muito altas e fornecer a intensidade ultrassônica necessária para aplicações exigentes. Amplitudes de até 200 μm podem ser facilmente executadas continuamente em operação 24 horas por dia, 7 dias por semana.
Configurações precisas de amplitude e o monitoramento permanente dos parâmetros do processo ultrassônico por meio de software inteligente oferecem a possibilidade de influenciar a reação de ultracristalização com precisão. Durante cada execução de sonicação, todos os parâmetros ultrassônicos são registrados automaticamente em um cartão SD integrado, para que cada execução possa ser avaliada e controlada. Sonicação ideal para a sonocristalização mais eficiente!
Sonicação com temperatura controlada
Para processos de cristalização de canabinóides, a temperatura é um parâmetro de processo crucial que influencia o resultado e a qualidade dos cristais de CBD. Os reatores de sono-crsytallization de Hielscher são equipados com uma camisa refrigerando para manter a temperatura do processo na escala. Além disso, nossos sistemas de ultra-corrosão apresentam software inteligente que monitora a temperatura do processo por meio de um sensor de temperatura conectável. No menu amigável, o usuário pode definir um limite de temperatura superior e inferior. Assim que a temperatura do processo exceder a faixa de temperatura definida, o ultrassônico faz uma pausa até que a temperatura volte ao ∆T predefinido. Isso lhe dá um controle preciso sobre o importante parâmetro de cristalização do processo "temperatura".
O MultiPhaseCavitator para cristais uniformes
O MultiPhaseCavitator MPC48 é uma inserção de célula de fluxo exclusiva com 48 cânulas para injetar a segunda fase (ou seja, o destilado de CBD) diretamente no ponto quente de cavitação. Assim, uma mistura altamente uniforme de destilado e solvente de CBD forma a solução supersaturada, na qual os núcleos dos cristais de CBD se formarão. A exposição no reator ultrassônico permite a nucleação e o crescimento de cristais controláveis com precisão. O MultiPhaseCavitator torna os processos de cristalização altamente eficientes e permite o controle preciso para a padronização do processo. Um processo de fabricação altamente padronizado faz parte das Boas Práticas de Fabricação (BPF) e ajuda a produzir continuamente produtos da mais alta qualidade.
A mais alta qualidade – Projetado e fabricado na Alemanha
Como uma empresa familiar e familiar, a Hielscher prioriza os mais altos padrões de qualidade para seus processadores ultrassônicos. Todos os ultrassônicos são projetados, fabricados e exaustivamente testados em nossa sede em Teltow, perto de Berlim, Alemanha. A robustez e a confiabilidade do equipamento ultrassônico da Hielscher o tornam um cavalo de batalha em sua produção. A operação 24 horas por dia, 7 dias por semana, sob carga total e em ambientes exigentes é uma característica natural das sondas e reatores ultrassônicos de alto desempenho da Hielscher.
Entre em contato conosco agora e conte-nos sobre seus requisitos de ultracristalização! Recomendamos o cristalizador ultrassônico e a configuração do reator mais adequados!
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Literatura / Referências
- 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.
Fatos, vale a pena conhecer
Pentano como solvente
O n-pentano (CAS no. 109-6-0) é um solvente de hidrocarboneto, que geralmente é aplicado para a cristalização de canabinóides como o CBD.
"O N-pentano não era agudamente tóxico por via oral ou inalatória, não era irritante para a pele ou para os olhos e não induzia sensibilização da pele. Não apresentou toxicidade cumulativa a níveis até 20000 mg m(-3), o que representa aproximadamente metade do limite inferior de explosividade e o nível mais elevado considerado seguro para o ensaio. Não induziu toxicidade no desenvolvimento e não foi mutagênica. A partir desta e de outras informações existentes, conclui-se que o n-pentano não requer classificação para perigos tóxicos potenciais (conforme definido no Anexo VI da Diretiva de Substâncias Perigosas da UE, 1993), embora as propriedades físicas indiquem que seria apropriado alertar para o potencial de aspiração. Além disso, não há razão para reduzir as recomendações atuais de exposição ocupacional. Finalmente, embora existam algumas questões de segurança relacionadas à inflamabilidade do n-pentano, a ausência de qualquer toxicidade demonstrável em altos níveis de tratamento indica que o risco de efeitos adversos à saúde é mínimo para todos os segmentos da população. (McKee et al. 1998)