Kristallisation av cannabinoider med ultraljudsbehandling
Kristallisation är ett nödvändigt processteg för att producera kristallint CBD-isolat. Ultraljud nanokristallisation (sono-kristallisation) används ofta för att framställa kristallina isolat såsom CBD-isolat från en övermättad lösning. Med ultraljudsfrekvensvågor med hög effekt främjar intensiv omrörning bildandet av orörda CBD-kristaller. Ultraljudskristallisation är en exakt kontrollerbar, mycket effektiv och snabb metod för produktion av kristallint CDB-isolat.
Ultraljud CBD-kristallisering
Kristallisation av CBD-isolat är en utfällningsprocess där CBD-fasta ämnen bildas i ett lösningsmedel. För att kristallisera CBD måste det lösta ämnet (dvs. destillerad CBD-olja) lösas upp i ett lösningsmedel som bildar en övermättad lösning. Ultraljudsvågor fungerar som en extern stimulans som initierar bildandet av kristallfrön (kärnbildning) och hjälper till att främja och kontrollera kristalltillväxt.
Vanligtvis använda lösningsmedel: pentan eller heptan.
Hur främjar ultraljud CBD-kristallisering?
Ultraljud är en mycket effektiv omrörningsmetod som producerar en homogen övermättad lösning av CBD-extraktet i ett lösningsmedel. Under den intensiva ultraljudsomrörningen av den övermättade lösningen kan kristallfrön bildas som därefter fungerar som tillväxtpunkter för CDB-kristallerna. Ultraljudsomrörning intensifierar massöverföringen mellan initiala kristallfrön och den övermättade lösningen så att kristallerna växer snabbt och enhetligt. Detta innebär att ultraljudsbehandling är en mycket effektiv teknik för att främja och kontrollera produktionen av CBD-kristaller.

Reaktor med ultraljud UIP2000hdT för sono-kristallisering av cannabinoider
Vad forskningen säger
– När ultraljud appliceras på en lösning för kristallisation kan det påverka egenskaperna hos de kristallina produkterna avsevärt. Ultraljudsbestrålning minskar induktionstiden och den metastabila zonen och ökar kärnbildningshastigheten. På grund av dessa effekter ger det i allmänhet mindre kristaller med en smalare storleksfördelning jämfört med konventionell kristallisation. Ultraljudsbestrålning kan också orsaka fragmentering av befintliga kristaller, vilket orsakas av kristallkollisioner eller sonofragmentering. [Kim och Suslick, 2018]
Omrörd kristallisering av cannabinoider
Ultraljudskristallisation (även känd som sono-kristallisation) är en form av kontrollerad omrörd kristallisation, som utmärker konventionella utfällningstekniker genom snabb kristallbildning på grund av intensiv ultraljudsomrörning. Ultraljudsomrörningen och blandningen introducerar höga kinetiska krafter i blandningen av CBD-extrakt och lösningsmedel. Därigenom produceras en övermättad lösning i vilken därefter ultraljudsomrörning främjar massöverföringen som påskyndar kristallisationshastigheten. Ultraljudskristallisation är en snabb process som kan kontrolleras exakt. Detta gör det möjligt att öka den enhetliga kristallstorleken och en kontinuerligt hög produktkvalitetsstandard. Ultraljudskristallisation möjliggör justering av ultraljudsbehandling parametrar för kristallisation av enhetliga mikron- eller nano-storlek kristaller. Odla kristaller till skräddarsydd storlek genom att tillämpa etablerade processparametrar. Genom tillämpning av sonokristallisation blir det möjligt att fälla ut kristaller i nanostorlek, som erbjuder överlägsen biotillgänglighet och värderas av kunderna för högre effektivitet och uttalade hälsofördelar. Den exakta kontrollen över sonokristallisationsparametrarna ger repeterbara/reproducerbara resultat. Dessutom kan ultraljudskristallisering av cannabinoider skalas fullständigt linjärt till vilken produktionsvolym som helst. Eftersom ultraljudskristallisering resulterar i högkvalitativt CBD-isolat, reduceras nedströmsprocesser som rening till ett minimum.

Den UP200St Kan integreras i omrörda kemiska reaktorer för att påskynda och förbättra kristallisationen.
- Omrörd kristallisation
- Samkristallisation
- Kristallisering av anti-lösningsmedel
- Kylning kristallisering
- Smält kristallisation
- Reaktiv kristallisering / utfällning
Ultraljudskristallisatorer för produktion av CBD-isolat
Hielscher Ultrasonics är din långsiktiga erfarna partner för högpresterande ultraljudskristallisationsprocesser. Hielscher Ultrasonics levererar ett brett utbud av ultraljudskristallisationsutrustning för batch- och kontinuerlig inline-bearbetning. Hielscher Ultrasonics utrustning är installerad över hela världen i livsmedels- och läkemedelsbearbetningsanläggningar och uppfyller högsta kvalitetsstandarder. Lämplig för processstandardisering, kontinuerlig hög produktkvalitet och god tillverkningspraxis (GMP), Hielscher ultraljudskristallisationssystem är i linje med dina mål för överlägsna produktionsstandarder.
- Kristaller i mikron- och nanostorlek (justerbara)
- Hög effektivitet
- Exakt kontrollerad kristalltillväxt
- Enhetlig kristalltillväxt
- Orörd form
- Singe-Pass / One-Pot-processen
- Repeterbart, reproducerbart resultat
- Enkel och säker att använda
Höga amplituder för sonokristallisation
Ultraljudsbehandling med ultraljudsvågor med hög amplitud minskade induktionstiden mer än ultraljudsbehandling med vågor med låg amplitud. [Kim och Suslick, 2018] Ultraljud med hög effekt vid höga amplituder genererar konsekvent intensiva mikroturbulenser, skjuvkrafter och omrörning. Dessa mikro- och makrorörelser i den övermättade slurryn resulterar i förbättrad massöverföring och därmed ökade kristallisationshastigheter. Hielscher Ultraljud’ Industriella ultraljudsprocessorer kan leverera mycket höga amplituder. Amplituder på upp till 200 μm kan enkelt köras kontinuerligt i 24/7 drift. För ännu högre amplituder finns anpassade ultraljudssonotroder tillgängliga.
All utrustning är byggd för användning 24/7/365 under full belastning och dess robusthet och tillförlitlighet gör den till arbetshästen i din sonokristallisationsprocess. Detta gör Hielschers ultraljudsutrustning till ett pålitligt arbetsredskap som uppfyller dina krav på sonokristallisering.
Exakt kontrollerbara amplituder för överlägsen kristallisation
Alla Hielscher ultraljudsprocessorer är exakt kontrollerbara och därmed tillförlitliga arbetshästar i R&D och produktion. Amplituden är en av de avgörande processparametrarna som påverkar effektiviteten och effektiviteten av sonokristallisation. Alla Hielscher ultraljud’ processorer möjliggör exakt inställning av amplituden. Hielschers industriella ultraljudsprocessorer kan leverera mycket höga amplituder och leverera den ultraljudsintensitet som krävs för krävande applikationer. Amplituder på upp till 200 μm kan enkelt köras kontinuerligt i 24/7 drift.
Exakta amplitudinställningar och permanent övervakning av ultraljudsprocessparametrarna via smart programvara ger dig möjlighet att påverka sonokristallisationsreaktionen exakt. Under varje ultraljudsbehandling körs, alla ultraljud parametrar registreras automatiskt på en inbyggd SD-kort, så att varje körning kan utvärderas och kontrolleras. Optimal ultraljudsbehandling för mest effektiv sono-kristallisering!
Temperaturkontrollerad ultraljudsbehandling
För kristallisationsprocesser av cannabinoider är temperatur en avgörande processparameter som påverkar resultatet och kvaliteten på CBD-kristaller. Hielscher sono-crsytallization reators är utrustade med en kylmantel för att hålla processtemperaturen inom intervallet. Dessutom har våra sono-crsytallization-system intelligent programvara som övervakar processtemperaturen via en pluggbar temperatursensor. I den användarvänliga menyn kan användaren ställa in en övre och nedre temperaturgräns. Så snart processtemperaturen överstiger det inställda temperaturområdet pausar ultraljudsapparaten tills temperaturen är tillbaka i den förinställda ∆T. Detta ger dig exakt kontroll över den viktiga processkristallisationsparametern "temperatur".
MultiPhaseCavitator för enhetliga kristaller
MultiPhaseCavitator MPC48 är en unik flödescellsinsats med 48 kanyler för att injicera den andra fasen (dvs. CBD-destillatet) direkt i kavitations-hotspoten. Därigenom bildar en mycket enhetlig blandning av CBD-destillat och lösningsmedel den övermättade lösningen, i vilken kärnorna av CBD-kristallerna kommer att bildas. Exponeringen i ultraljudsreaktorn möjliggör exakt kontrollerbar kärnbildning och kristalltillväxt. MultiPhaseCavitator gör kristallisationsprocesser mycket effektiva och gör det möjligt att standardisera processer tack vare den exakta styrningen. En mycket standardiserad tillverkningsprocess är en del av Good Manufacturing Practices (GMP) och hjälper till att kontinuerligt producera produkter av högsta kvalitet.

Ultraljudsreaktor med MultiPhaseCavitator för förbättrad sono-kristallisation
Högsta kvalitet – Designad och tillverkad i Tyskland
Som ett familjeägt och familjeägt företag prioriterar Hielscher högsta kvalitetsstandarder för sina ultraljudsprocessorer. Alla ultraljudsapparater är utformade, tillverkade och grundligt testade i vårt huvudkontor i Teltow nära Berlin, Tyskland. Robustheten och tillförlitligheten hos Hielschers ultraljudsutrustning gör den till en arbetshäst i din produktion. 24/7 drift under full belastning och i krävande miljöer är en naturlig egenskap hos Hielschers högpresterande ultraljudssonder och reaktorer.
Kontakta oss nu och berätta om dina krav på sonokristallisering! Vi kommer att rekommendera dig den mest lämpliga ultraljudskristallisatorn och reaktorinställningen!
Kontakta oss! / Fråga oss!
Litteratur / Referenser
- 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.
Fakta som är värda att veta
Pentan som lösningsmedel
n-pentan (CAS-nr 109-6-0) är ett kolvätelösningsmedel som vanligtvis används för kristallisering av cannabinoider som CBD.
"N-pentan var inte akut toxiskt vid oral tillförsel eller inandning, det var inte hud- eller ögonirriterande och inducerade inte hudsensibilisering. Det uppvisade ingen kumulativ toxicitet vid nivåer upp till 20000 mg m(-3), vilket är ungefär hälften av den nedre explosionsgränsen och den högsta nivå som anses säker att testa. Det inducerade inte utvecklingstoxicitet och var inte mutaget. Av denna och annan befintlig information dras slutsatsen att n-pentan inte behöver klassificeras med avseende på potentiella toxiska faror (enligt definitionen i bilaga VI till EU:s direktiv om farliga ämnen från 1993), även om de fysikaliska egenskaperna tyder på att det skulle vara lämpligt att varna för aspirationspotentialen. Det finns inte heller någon anledning att sänka de nuvarande rekommendationerna för yrkesmässig exponering. Slutligen, även om det finns vissa säkerhetsproblem relaterade till brandfarligheten hos n-pentan, indikerar frånvaron av någon påvisbar toxicitet vid höga behandlingsnivåer att risken för negativa hälsoeffekter är minimal för alla delar av befolkningen." (McKee et al. 1998)