Kristalizacija kanabinoidov s sonikacijo
Kristalizacija je nujen procesni korak za proizvodnjo kristaliničnega izolata CBD. Ultrazvočna nanokristalizacija (sonokristalizacija) se pogosto uporablja za pripravo kristaliničnih izolatov, kot je izolat CBD, iz prenasičene raztopine. Intenzivno mešanje z ultrazvočnimi valovi visoke moči spodbuja nastajanje brezhibnih kristalov CBD. Ultrazvočna kristalizacija je natančno obvladljiva, zelo učinkovita in hitra metoda za proizvodnjo kristaliničnega izolata CDB.
Ultrazvočna kristalizacija CBD
Kristalizacija izolata CBD je proces obarjanja, pri katerem v topilu nastane trdni CBD. Za kristalizacijo CBD je treba topljenec (tj. destilirano olje CBD) raztopiti v topilu, da nastane prenasičena raztopina. Ultrazvočni valovi delujejo kot zunanja spodbuda, ki sproži nastajanje kristalizacijskih jeder (nukleacijo) ter pomaga spodbujati in nadzorovati rast kristalov.
Običajno uporabljeni topili: pentan ali heptan.
Kako ultrazvočna obdelava spodbuja kristalizacijo CBD?
Ultrazvočna obdelava je zelo učinkovita metoda mešanja, s katero nastane homogena prenasičena raztopina ekstrakta CBD v topilu. Med intenzivnim ultrazvočnim mešanjem prenasičene raztopine lahko nastanejo kristalizacijska jedra, ki nato delujejo kot izhodišča za rast kristalov CDB. Ultrazvočno mešanje okrepi prenos snovi med začetnimi kristalizacijskimi jedri in prenasičeno raztopino, zato kristali rastejo hitro in enakomerno. To pomeni, da je sonikacija zelo učinkovita tehnika za spodbujanje in nadzor proizvodnje kristalov CBD.
Reaktor z ultrazvočno napravo UIP2000hdT za sonokristalizacijo kanabinoidov
Kaj pravijo raziskave
»Uporaba ultrazvoka v raztopini za kristalizacijo lahko znatno vpliva na lastnosti kristaliničnih produktov. Ultrazvočno obsevanje skrajša indukcijski čas, zoži metastabilno območje in poveča hitrost nukleacije. Zaradi teh učinkov v primerjavi s konvencionalno kristalizacijo praviloma nastanejo manjši kristali z ožjo porazdelitvijo velikosti. Ultrazvočno obsevanje lahko povzroči tudi drobljenje obstoječih kristalov zaradi trkov med kristali ali sonofragmentacije.« [Kim and Suslick, 2018]
Kristalizacija kanabinoidov z mešanjem
Ultrazvočna kristalizacija (znana tudi kot sonokristalizacija) je oblika nadzorovane kristalizacije z mešanjem, ki zaradi hitrega nastajanja kristalov ob intenzivnem ultrazvočnem mešanju prekaša konvencionalne tehnike obarjanja. Ultrazvočno mešanje vnaša velike kinetične sile v zmes ekstrakta CBD in topila. Tako nastane prenasičena raztopina, v kateri ultrazvočno mešanje nato spodbuja prenos snovi, ki poveča hitrost kristalizacije. Ultrazvočna kristalizacija je hiter proces, ki ga je mogoče natančno nadzorovati. To omogoča rast kristalov enotne velikosti in stalno visok standard kakovosti izdelka. Z nastavitvijo parametrov sonikacije ultrazvočna kristalizacija omogoča nastajanje enotnih kristalov mikrometrske ali nanometrske velikosti. Z uporabo uveljavljenih procesnih parametrov vzgojite kristale do želene velikosti. Z uporabo sonokristalizacije je mogoče obarjati kristale nanometrske velikosti, ki zagotavljajo boljšo biološko uporabnost in jih kupci cenijo zaradi večje učinkovitosti ter izrazitih koristi za zdravje. Natančen nadzor parametrov sonokristalizacije zagotavlja ponovljive/reproducibilne rezultate. Poleg tega je mogoče ultrazvočno kristalizacijo kanabinoidov povsem linearno prenesti na kateri koli obseg proizvodnje. Ker ultrazvočna kristalizacija daje visokokakovosten izolat CBD, so nadaljnji procesi, kot je čiščenje, zmanjšani na minimum.
Napravo UP200St je mogoče vključiti v kemične reaktorje z mešanjem za pospešitev in izboljšanje kristalizacije.
- Kristalizacijo z mešanjem
- Sokristalizacijo
- Kristalizacijo z antitopilom
- Kristalizacijo s hlajenjem
- Kristalizacijo iz taline
- Reaktivno kristalizacijo / obarjanje
Ultrazvočni kristalizatorji za proizvodnjo izolata CBD
Hielscher Ultrasonics je vaš partner z dolgoletnimi izkušnjami na področju visokozmogljivih procesov ultrazvočne kristalizacije. Hielscher Ultrasonics dobavlja širok nabor opreme za ultrazvočno kristalizacijo za šaržno in neprekinjeno obdelavo v pretočni liniji. Oprema podjetja Hielscher Ultrasonics je nameščena v živilskih in farmacevtskih proizvodnih obratih po vsem svetu ter izpolnjuje najvišje standarde kakovosti. Sistemi za ultrazvočno kristalizacijo Hielscher so primerni za standardizacijo procesov, zagotavljanje stalno visoke kakovosti izdelkov in dobro proizvodno prakso (GMP) ter ustrezajo vašim ciljem doseganja vrhunskih proizvodnih standardov.
- Kristali mikrometrske in nanometrske velikosti (nastavljivo)
- Visoka učinkovitost
- Natančno nadzorovana rast kristalov
- Enakomerna rast kristalov
- Brezhibna oblika
- Proces z enim prehodom / v eni posodi
- Ponovljiv, reproducibilen rezultat
- Preprosto in varno upravljanje
Visoke amplitude za sonokristalizacijo
Sonikacija z ultrazvočnimi valovi visoke amplitude je indukcijski čas skrajšala bolj kot sonikacija z valovi nizke amplitude. [Kim and Suslick, 2018] Ultrazvočna obdelava z visoko močjo pri visokih amplitudah ustvarja stalno intenzivne mikroturbulence, strižne sile in mešanje. Ti mikro- in makropremiki v prenasičeni suspenziji izboljšajo prenos snovi in posledično povečajo hitrost kristalizacije. Industrijski ultrazvočni procesorji Hielscher Ultrasonics lahko zagotavljajo zelo visoke amplitude. Pri amplitudah do 200µm lahko brez težav neprekinjeno delujejo v režimu 24/7. Za še višje amplitude so na voljo prilagojene ultrazvočne sonotrode.
Vsa oprema je izdelana za uporabo 24/7/365 pri polni obremenitvi, zaradi robustnosti in zanesljivosti pa je zanesljiva delovna opora v vašem procesu sonokristalizacije. Zato je ultrazvočna oprema Hielscher zanesljivo delovno orodje, ki izpolnjuje vaše zahteve za sonokristalizacijo.
Natančno nastavljive amplitude za vrhunsko kristalizacijo
Vse ultrazvočne procesorje Hielscher je mogoče natančno nadzorovati, zato so zanesljiva delovna opora v raziskavah in razvoju ter proizvodnji. Amplituda je eden ključnih procesnih parametrov, ki vplivajo na učinkovitost in uspešnost sonokristalizacije. Vsi procesorji Hielscher Ultrasonics omogočajo natančno nastavitev amplitude. Industrijski ultrazvočni procesorji Hielscher lahko zagotavljajo zelo visoke amplitude in potrebno ultrazvočno intenzivnost za zahtevne uporabe. Pri amplitudah do 200µm lahko brez težav neprekinjeno delujejo v režimu 24/7.
Natančne nastavitve amplitude in stalno spremljanje ultrazvočnih procesnih parametrov s pametno programsko opremo vam omogočajo natančen vpliv na reakcijo sonokristalizacije. Med vsakim ciklom sonikacije se vsi ultrazvočni parametri samodejno beležijo na vgrajeno kartico SD, zato je mogoče vsak cikel ovrednotiti in nadzorovati. Optimalna sonikacija za najučinkovitejšo sonokristalizacijo!
Sonikacija z nadzorovano temperaturo
Pri procesih kristalizacije kanabinoidov je temperatura ključen procesni parameter, ki vpliva na rezultat in kakovost kristalov CBD. Reaktorji Hielscher za sonokristalizacijo so opremljeni s hladilnim plaščem, ki ohranja procesno temperaturo v ustreznem območju. Poleg tega imajo naši sistemi za sonokristalizacijo inteligentno programsko opremo, ki spremlja procesno temperaturo prek priklopnega temperaturnega tipala. V uporabniku prijaznem meniju lahko uporabnik nastavi zgornjo in spodnjo temperaturno mejo. Takoj ko procesna temperatura preseže nastavljeno temperaturno območje, ultrazvočna naprava začasno preneha delovati, dokler se temperatura ne vrne na vnaprej nastavljeni ∆T. To vam omogoča natančen nadzor nad pomembnim procesnim parametrom kristalizacije »temperatura«.
MultiPhaseCavitator za enotne kristale
MultiPhaseCavitator MPC48 je edinstven vložek za pretočno celico z 48 kanilami za vbrizgavanje druge faze (tj. destilata CBD) neposredno v kavitacijsko žarišče. Tako zelo enotna zmes destilata CBD in topila tvori prenasičeno raztopino, v kateri bodo nastala jedra kristalov CBD. Izpostavljenost v ultrazvočnem reaktorju omogoča natančno nadzorovano nukleacijo in rast kristalov. MultiPhaseCavitator zagotavlja zelo učinkovite procese kristalizacije in zaradi natančnega nadzora omogoča standardizacijo procesov. Visoko standardiziran proizvodni proces je del dobre proizvodne prakse (GMP) in pomaga pri stalni proizvodnji izdelkov najvišje kakovosti.
Ultrazvočni reaktor z vložkom MultiPhaseCavitator za izboljšano sonokristalizacijo
Najvišja kakovost – zasnovano in izdelano v Nemčiji
Hielscher kot podjetje v družinski lasti in z družinskim vodenjem daje prednost najvišjim standardom kakovosti za svoje ultrazvočne procesorje. Vse ultrazvočne naprave so zasnovane, izdelane in temeljito preizkušene na našem sedežu v mestu Teltow blizu Berlina v Nemčiji. Zaradi robustnosti in zanesljivosti je ultrazvočna oprema Hielscher zanesljiva delovna opora v vaši proizvodnji. Delovanje 24/7 pri polni obremenitvi in v zahtevnih okoljih je naravna značilnost visokozmogljivih ultrazvočnih sond in reaktorjev Hielscher.
Stopite v stik z nami zdaj in nam povejte svoje zahteve za sonokristalizacijo! Priporočili vam bomo najprimernejši ultrazvočni kristalizator in konfiguracijo reaktorja!
Stopite v stik z nami! / Vprašajte nas!
Literatura / viri
- 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.
Koristna dejstva
Pentan kot topilo
n-pentan (št. CAS 109-6-0) je ogljikovodikovo topilo, ki se običajno uporablja za kristalizacijo kanabinoidov, kot je CBD.
»n-pentan ni bil akutno toksičen pri peroralnem vnosu ali vdihavanju, ni dražil kože ali oči in ni povzročal preobčutljivosti kože. Pri koncentracijah do 20.000 mg m(-3) ni izkazoval kumulativne toksičnosti; ta koncentracija je približno polovica spodnje meje eksplozivnosti in najvišja koncentracija, ki je veljala za varno za preskušanje. Ni povzročal razvojne toksičnosti in ni bil mutagen. Na podlagi teh in drugih obstoječih informacij je ugotovljeno, da n-pentana ni treba razvrstiti glede na morebitne nevarnosti zaradi toksičnosti (kot jih opredeljuje Priloga VI k direktivi EU o nevarnih snoveh, 1993), čeprav njegove fizikalne lastnosti kažejo, da bi bilo primerno opozoriti na možnost aspiracije. Poleg tega ni razloga za znižanje trenutnih priporočil glede poklicne izpostavljenosti. Nazadnje, čeprav obstajajo nekatera varnostna vprašanja, povezana z vnetljivostjo n-pentana, odsotnost kakršne koli dokazljive toksičnosti pri visokih ravneh izpostavljenosti med preskušanjem kaže, da je tveganje za škodljive učinke na zdravje minimalno za vse skupine prebivalstva.« (McKee et al. 1998)
Hielscher Ultrasonics izdeluje visokozmogljive ultrazvočne homogenizatorje za mešanje, dispergiranje, emulgiranje in ekstrakcijo v laboratorijskem, pilotnem in industrijskem merilu.