Kết tinh cannabinoid bằng siêu âm
Kết tinh là một bước quy trình cần thiết để sản xuất CBD phân lập dạng tinh thể. Kết tinh nano bằng siêu âm (kết tinh siêu âm) được sử dụng rộng rãi để điều chế các chất phân lập dạng tinh thể như CBD phân lập từ dung dịch quá bão hòa. Nhờ các sóng siêu âm công suất cao, sự khuấy trộn mạnh thúc đẩy sự hình thành các tinh thể CBD nguyên vẹn. Kết tinh siêu âm là một phương pháp có thể kiểm soát chính xác, hiệu quả cao và nhanh chóng để sản xuất CDB phân lập dạng tinh thể.
Kết tinh CBD bằng siêu âm
Kết tinh CBD phân lập là một quá trình kết tủa trong đó CBD rắn hình thành trong dung môi. Để kết tinh CBD, chất tan (tức là dầu CBD đã chưng cất) phải được hòa tan trong dung môi để tạo thành dung dịch quá bão hòa. Sóng siêu âm đóng vai trò là tác nhân kích thích bên ngoài, khởi phát sự hình thành mầm tinh thể (tạo mầm) và giúp thúc đẩy cũng như kiểm soát sự phát triển của tinh thể.
Các dung môi thường được sử dụng: pentan hoặc heptan.
Siêu âm thúc đẩy quá trình kết tinh CBD như thế nào?
Siêu âm là một phương pháp khuấy trộn có hiệu quả cao, tạo ra dung dịch quá bão hòa đồng nhất của dịch chiết CBD trong dung môi. Trong quá trình khuấy mạnh dung dịch quá bão hòa bằng siêu âm, các mầm tinh thể có thể hình thành, sau đó đóng vai trò là các điểm phát triển cho tinh thể CDB. Khuấy trộn bằng siêu âm tăng cường sự truyền khối giữa các mầm tinh thể ban đầu và dung dịch quá bão hòa, nhờ đó tinh thể phát triển nhanh và đồng đều. Điều này có nghĩa là siêu âm là một kỹ thuật rất hiệu quả để thúc đẩy và kiểm soát việc sản xuất tinh thể CBD.
Thiết bị phản ứng tích hợp máy siêu âm UIP2000hdT để kết tinh cannabinoid bằng siêu âm
Nghiên cứu cho biết điều gì
“Khi siêu âm được áp dụng cho một dung dịch để kết tinh, nó có thể ảnh hưởng đáng kể đến các tính chất của sản phẩm dạng tinh thể. Chiếu xạ siêu âm làm giảm thời gian cảm ứng và thu hẹp vùng giả bền, đồng thời tăng tốc độ tạo mầm. Do những tác động này, phương pháp này thường tạo ra các tinh thể nhỏ hơn với phân bố kích thước hẹp hơn so với kết tinh thông thường. Ngoài ra, chiếu xạ siêu âm có thể gây phân mảnh các tinh thể hiện có do va chạm giữa các tinh thể hoặc do sự phân mảnh bằng siêu âm.” [Kim and Suslick, 2018]
Kết tinh cannabinoid có khuấy trộn
Kết tinh siêu âm (còn được gọi là kết tinh bằng siêu âm) là một dạng kết tinh có khuấy trộn được kiểm soát, vượt trội hơn các kỹ thuật kết tủa thông thường nhờ sự hình thành tinh thể nhanh chóng do khuấy trộn mạnh bằng siêu âm. Quá trình khuấy và trộn bằng siêu âm đưa các lực động học lớn vào hỗn hợp dịch chiết CBD và dung môi. Qua đó, một dung dịch quá bão hòa được tạo ra, trong đó sự khuấy trộn bằng siêu âm sau đó thúc đẩy sự truyền khối, làm tăng tốc độ kết tinh. Kết tinh siêu âm là một quá trình nhanh chóng, có thể được kiểm soát chính xác. Điều này cho phép tinh thể phát triển với kích thước đồng đều và duy trì tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm cao liên tục. Bằng cách điều chỉnh các thông số siêu âm, kết tinh siêu âm cho phép tạo ra các tinh thể đồng đều có kích thước micromet hoặc nanomet. Hãy nuôi tinh thể đến kích thước mong muốn bằng cách áp dụng các thông số quy trình đã được thiết lập. Việc áp dụng kết tinh siêu âm giúp kết tủa các tinh thể có kích thước nanomet, mang lại sinh khả dụng vượt trội và được khách hàng đánh giá cao nhờ hiệu quả cao hơn cùng những lợi ích rõ rệt cho sức khỏe. Việc kiểm soát chính xác các thông số kết tinh siêu âm mang lại kết quả có tính lặp lại/tái lập. Hơn nữa, quá trình kết tinh cannabinoid bằng siêu âm có thể được mở rộng hoàn toàn theo tỷ lệ tuyến tính đến bất kỳ quy mô sản xuất nào. Vì kết tinh siêu âm tạo ra CBD phân lập chất lượng cao, các công đoạn phía sau như tinh chế được giảm xuống mức tối thiểu.
Thiết bị UP200St có thể được tích hợp vào các thiết bị phản ứng hóa học có khuấy trộn để tăng tốc và cải thiện quá trình kết tinh.
- Kết tinh có khuấy trộn
- Đồng kết tinh
- Kết tinh bằng dung môi đối kháng
- Kết tinh bằng làm lạnh
- Kết tinh từ pha nóng chảy
- Kết tinh phản ứng / kết tủa
Thiết bị kết tinh bằng siêu âm để sản xuất CBD tinh khiết dạng phân lập
Hielscher Ultrasonics là đối tác giàu kinh nghiệm lâu năm của bạn trong các quy trình kết tinh bằng siêu âm hiệu năng cao. Hielscher Ultrasonics cung cấp nhiều loại thiết bị kết tinh bằng siêu âm để xử lý theo mẻ và xử lý liên tục trên dòng chảy. Thiết bị của Hielscher Ultrasonics được lắp đặt tại các cơ sở chế biến thực phẩm và sản xuất dược phẩm trên toàn thế giới và đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng cao nhất. Phù hợp với việc tiêu chuẩn hóa quy trình, duy trì chất lượng sản phẩm cao và Thực hành sản xuất tốt (GMP), các hệ thống kết tinh bằng siêu âm của Hielscher đáp ứng mục tiêu của bạn về các tiêu chuẩn sản xuất vượt trội.
- Tinh thể có kích thước micromet và nanomet (có thể điều chỉnh)
- Hiệu suất cao
- Sự phát triển tinh thể được kiểm soát chính xác
- Tinh thể phát triển đồng đều
- Hình dạng nguyên vẹn
- Quy trình một lượt / trong một bình
- Kết quả có tính lặp lại và khả năng tái lập
- Vận hành dễ dàng và an toàn
Biên độ cao cho kết tinh bằng siêu âm
Xử lý bằng sóng siêu âm biên độ cao làm giảm thời gian cảm ứng nhiều hơn so với xử lý bằng sóng có biên độ thấp. [Kim and Suslick, 2018] Xử lý siêu âm công suất cao ở biên độ cao tạo ra các dòng rối vi mô, lực cắt và sự khuấy trộn mạnh một cách ổn định. Những chuyển động vi mô và vĩ mô này trong huyền phù quá bão hòa giúp cải thiện sự truyền khối, từ đó tăng tốc độ kết tinh. Các thiết bị xử lý siêu âm công nghiệp của Hielscher Ultrasonics có thể cung cấp biên độ rất cao. Có thể dễ dàng vận hành liên tục ở biên độ lên đến 200µm trong chế độ hoạt động 24/7. Đối với biên độ cao hơn nữa, có các đầu sonotrode siêu âm được chế tạo theo yêu cầu.
Tất cả thiết bị đều được chế tạo để sử dụng 24/7/365 ở mức toàn tải, và độ bền cùng độ tin cậy giúp chúng trở thành thiết bị chủ lực trong quy trình kết tinh bằng siêu âm của bạn. Nhờ đó, thiết bị siêu âm của Hielscher là công cụ làm việc đáng tin cậy, đáp ứng các yêu cầu kết tinh bằng siêu âm của bạn.
Biên độ có thể kiểm soát chính xác cho quá trình kết tinh vượt trội
Tất cả thiết bị xử lý siêu âm của Hielscher đều có thể được kiểm soát chính xác, nhờ đó trở thành thiết bị chủ lực đáng tin cậy trong nghiên cứu và phát triển cũng như sản xuất. Biên độ là một trong những thông số quy trình then chốt ảnh hưởng đến hiệu suất và hiệu quả của quá trình kết tinh bằng siêu âm. Tất cả thiết bị xử lý của Hielscher Ultrasonics đều cho phép cài đặt biên độ chính xác. Các thiết bị xử lý siêu âm công nghiệp của Hielscher có thể cung cấp biên độ rất cao và cường độ siêu âm cần thiết cho các ứng dụng đòi hỏi khắt khe. Có thể dễ dàng vận hành liên tục ở biên độ lên đến 200µm trong chế độ hoạt động 24/7.
Việc cài đặt biên độ chính xác và giám sát liên tục các thông số của quá trình siêu âm thông qua phần mềm thông minh cho phép bạn tác động chính xác đến phản ứng kết tinh bằng siêu âm. Trong mỗi lần xử lý siêu âm, tất cả thông số siêu âm đều được tự động ghi lại trên thẻ SD tích hợp, nhờ đó có thể đánh giá và kiểm soát từng lần xử lý. Xử lý siêu âm tối ưu để kết tinh bằng siêu âm đạt hiệu quả cao nhất!
Xử lý siêu âm có kiểm soát nhiệt độ
Đối với các quy trình kết tinh cannabinoid, nhiệt độ là thông số quy trình then chốt ảnh hưởng đến kết quả và chất lượng tinh thể CBD. Các thiết bị phản ứng kết tinh bằng siêu âm của Hielscher được trang bị áo làm mát để giữ nhiệt độ quy trình trong phạm vi cho phép. Ngoài ra, các hệ thống kết tinh bằng siêu âm của chúng tôi có phần mềm thông minh giám sát nhiệt độ quy trình thông qua cảm biến nhiệt độ dạng cắm. Trong menu thân thiện với người dùng, người dùng có thể đặt giới hạn nhiệt độ trên và dưới. Ngay khi nhiệt độ quy trình vượt ra ngoài phạm vi nhiệt độ đã đặt, thiết bị siêu âm sẽ tạm dừng cho đến khi nhiệt độ trở lại trong khoảng ∆T đã cài đặt trước. Điều này giúp bạn kiểm soát chính xác thông số quan trọng của quy trình kết tinh là “nhiệt độ”.
MultiPhaseCavitator cho tinh thể đồng đều
MultiPhaseCavitator MPC48 là bộ phận chèn buồng dòng chảy độc đáo có 48 ống kim để bơm pha thứ hai (tức là dịch cất CBD) trực tiếp vào điểm nóng xâm thực. Nhờ đó, hỗn hợp dịch cất CBD và dung môi có độ đồng nhất cao tạo thành dung dịch quá bão hòa, trong đó các mầm tinh thể CBD sẽ hình thành. Việc xử lý trong thiết bị phản ứng siêu âm cho phép kiểm soát chính xác quá trình tạo mầm và phát triển tinh thể. MultiPhaseCavitator giúp các quá trình kết tinh đạt hiệu suất cao và cho phép tiêu chuẩn hóa quy trình nhờ khả năng kiểm soát chính xác. Quy trình sản xuất được tiêu chuẩn hóa ở mức cao là một phần của Thực hành sản xuất tốt (GMP) và giúp liên tục tạo ra các sản phẩm có chất lượng cao nhất.
Thiết bị phản ứng siêu âm với MultiPhaseCavitator để cải thiện quá trình kết tinh bằng siêu âm
Chất lượng cao nhất – Được thiết kế và sản xuất tại Đức
Là doanh nghiệp do gia đình sở hữu và điều hành, Hielscher ưu tiên các tiêu chuẩn chất lượng cao nhất cho các thiết bị xử lý siêu âm của mình. Tất cả các thiết bị siêu âm đều được thiết kế, sản xuất và kiểm tra kỹ lưỡng tại trụ sở chính của chúng tôi ở Teltow gần Berlin, Đức. Độ bền và độ tin cậy của thiết bị siêu âm Hielscher khiến chúng trở thành công cụ làm việc bền bỉ trong hoạt động sản xuất của bạn. Khả năng vận hành 24/7 ở mức tải tối đa và trong các môi trường khắc nghiệt là đặc tính vốn có của các đầu dò và thiết bị phản ứng siêu âm hiệu năng cao của Hielscher.
Hãy liên hệ với chúng tôi ngay và cho chúng tôi biết các yêu cầu của bạn về kết tinh bằng siêu âm! Chúng tôi sẽ đề xuất thiết bị kết tinh siêu âm và cấu hình thiết bị phản ứng phù hợp nhất cho bạn!
Liên hệ với chúng tôi! / Đặt câu hỏi cho chúng tôi!
Tài liệu / Tài liệu tham khảo
- 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.
Những điều cần biết
Pentan làm dung môi
n-Pentan (số CAS 109-6-0) là dung môi hydrocacbon thường được sử dụng để kết tinh các cannabinoid như CBD.
“n-pentan không gây độc tính cấp tính qua đường uống hoặc đường hô hấp, không gây kích ứng da hay mắt và không gây mẫn cảm da. Chất này không biểu hiện độc tính tích lũy ở các mức lên đến 20.000 mg m(-3), tương đương khoảng một nửa giới hạn nổ dưới và là mức cao nhất được coi là an toàn để thử nghiệm. Chất này không gây độc tính đối với sự phát triển và không gây đột biến. Từ thông tin này cùng các thông tin hiện có khác, có thể kết luận rằng n-pentan không cần được phân loại về các nguy cơ độc tính tiềm tàng (theo định nghĩa trong Phụ lục VI của Chỉ thị EU về các chất nguy hiểm, 1993), mặc dù các tính chất vật lý cho thấy việc cảnh báo nguy cơ hít sặc vào phổi là phù hợp. Hơn nữa, không có lý do để giảm các mức phơi nhiễm nghề nghiệp được khuyến nghị hiện hành. Cuối cùng, mặc dù có một số vấn đề an toàn liên quan đến tính dễ cháy của n-pentan, việc không có độc tính nào có thể chứng minh được ở các mức xử lý cao cho thấy nguy cơ ảnh hưởng bất lợi đến sức khỏe là tối thiểu đối với mọi nhóm dân cư.” (McKee et al. 1998)
Hielscher Ultrasonics sản xuất các thiết bị đồng nhất hóa siêu âm hiệu năng cao cho các ứng dụng trộn, phân tán, nhũ hóa và chiết xuất ở quy mô phòng thí nghiệm, thí điểm và công nghiệp.