美国工业大麻的真空干燥及其对国内真空干燥行业的启示

真空冷冻干燥 王传博、董辉 安捷伦科技(中国)有限公司

  工业大麻是指THC(四氢大麻酚)含量低于0.3%的大麻,其提取物CBD(大麻二酚)是非成瘾无毒成分,具有很高的医药价值。真空干燥是工业大麻提取CBD过程中不可缺少的工艺单元之一,直接影响CBD的品质。

美国工业大麻的真空干燥及其对国内真空干燥行业的启示

  常规的真空干燥箱配置旋片式真空泵,无法完全消除CBD受泵油中烃类污染的风险。为了实现CBD的清洁、高效干燥,配备涡旋式干泵的真空干燥箱应运而生,并逐步受到市场的认可和青睐。

1、工业大麻行业概述

  CBD英文全称为Cannabidiol,是一种从工业大麻中提取的化合物。CBD能阻碍THC对人体神经系统的影响,具有抗炎、杀菌、镇痛、抗焦虑、改善学习记忆和神经保护等作用,可用于治疗多发性动脉硬化与帕金森病、预防心肌梗死、抑制神经胶质瘤细胞转移等。

  截至2019年1月,全球共有41个国家宣布医疗用工业大麻合法,超过50个国家宣布CBD合法。根据《工业大麻商业杂志》的预测数据,到2020年美国CBD市场规模将达到21亿美元,其中4.5亿美元来源于工业大麻中CBD提取,2015年该数字为9000万美元。而中国是工业大麻种植面积最大的国家,占全世界的50%左右。

  工业大麻提取CBD的工艺包括采摘、烘干、粉碎、浸泡萃取、浓缩分离和真空干燥。真空干燥是利用真空泵抽气抽湿形成真空环境,通过传导加热蒸发物料中多余水分的技术。

  与常压干燥相比,真空干燥适合于对干燥热敏性、易分解、易氧化物质和复杂成分物品进行快速高效的干燥处理。此外,应用在制药领域的真空干燥设备还必须符合GMP标准的要求,具备CIP(原位清洗)和SIP(原位灭菌)的功能。

2、美国工业大麻的真空干燥箱

  目前,美国工业大麻提取CBD工艺主要采用溶剂萃取法或二氧化碳萃取法,两种工艺方法都要求清洁无污染的真空干燥环境。

  纯度是影响CBD价格的重要指标,纯度99%的CBD参考价格为(7800~8000)美元/千克,而纯度99.99%的医用级CBD高达(80000~90000)美元/千克。由于旋片式真空泵需要泵油密封、润滑,存在返油污染的可能,因此需要配备涡旋式干泵的真空干燥设备来保证CBD纯度。

  2015年,CASCADE TEK与安捷伦合作推出了TVO系列真空干燥箱。CASCADETEK公司创立于1992年,总部设在俄勒冈州,是美国知名的真空干燥箱和强制通风烘箱制造企业,客户包括美国航天局、波音、巴德医疗和霍尼韦尔等著名公司。

TVO系列真空干燥箱系统

TVO系列真空干燥箱系统

  TVO系列真空干燥箱配置涡旋式干泵,满足了工业大麻提取CBD工艺对清洁真空的严苛要求。仅2019年第一季度,TVO系列的销售量就达到了200台左右,为CASCADE TEK带来了丰厚的利润回报。

  根据第三方市场研究机构TECHNAVIO《全球真空干燥箱市场2015-2019》的数据显示,全球真空干燥箱的市场规模约为1.5亿美金。美国是真空干燥箱的最大市场,占全球市场份额的40%左右。2015-2019年期间全球真空干燥箱市场将以7.59%的复合年增长率增长。

3、美国经验对国内真空干燥行业的启示

  国内真空干燥行业经过30多年的发展,已经形成一定的产业规模。国产真空干燥箱的生产厂家主要分布在江、浙、沪地区,以中、小型家族式企业为主。年销售收入500万元以下的企业约占60%,年销售收入超过1000万元的企业仅占5%~8%。产品销售主要面向国内市场,定位偏低端,结构大同小异,性能所差无几,生产工艺类同。由于材料成本、市场开拓和用户认知等原因,模块定制、智能高效和清洁环保的真空干燥箱还未成为行业主力产品。

CASCADE TEK真空干燥箱的平台战略

CASCADE TEK真空干燥箱的平台战略

  CASCADE TEK公司的发展模式是基于平台化产品,根据不同的客户需求提供定制设计,配置功能模块,解决不同行业的复杂干燥应用问题。

  真空干燥箱除了干燥功能之外,通过技术创新和配置升级,还可以具备除气、固化、烘烤、老化测试、耐化学性研究、真空储存、清洁零件和惰性气体处理等功能,在航空航天、材料科学、半导体和医疗设备行业有广阔的应用前景。

  中国真空干燥箱企业应该深入研究工艺过程,根据物料的不同,进行产品创新和深度定制,实现对干燥过程的优化控制和优质生产。从粗放通用型发展为精细专用型,从低端产品升级为中高端产品,从价格竞争转变为技术竞争。要加大与国外企业的技术交流,缩小差距,增强国际市场的应变能力。

4、结 论

  生物制药、航空航天、材料科学、半导体和医疗设备等一系列行业的迅猛发展,对真空干燥箱技术提出了新的需求与挑战。模块定制、智能高效和清洁环保的真空干燥箱将成为行业发展趋势。国内真空干燥行业应该抓住机遇,加快产品升级,展开国际合作,提高产品技术水平与竞争力。