美國工業大麻的真空干燥及其對國內真空干燥行業的啟示

真空冷凍干燥 王傳博、董輝 安捷倫科技(中國)有限公司

  工業大麻是指THC(四氫大麻酚)含量低于0.3%的大麻,其提取物CBD(大麻二酚)是非成癮無毒成分,具有很高的醫藥價值。真空干燥是工業大麻提取CBD過程中不可缺少的工藝單元之一,直接影響CBD的品質。

美國工業大麻的真空干燥及其對國內真空干燥行業的啟示

  常規的真空干燥箱配置旋片式真空泵,無法完全消除CBD受泵油中烴類污染的風險。為了實現CBD的清潔、高效干燥,配備渦旋式干泵的真空干燥箱應運而生,并逐步受到市場的認可和青睞。

1、工業大麻行業概述

  CBD英文全稱為Cannabidiol,是一種從工業大麻中提取的化合物。CBD能阻礙THC對人體神經系統的影響,具有抗炎、殺菌、鎮痛、抗焦慮、改善學習記憶和神經保護等作用,可用于治療多發性動脈硬化與帕金森病、預防心肌梗死、抑制神經膠質瘤細胞轉移等。

  截至2019年1月,全球共有41個國家宣布醫療用工業大麻合法,超過50個國家宣布CBD合法。根據《工業大麻商業雜志》的預測數據,到2020年美國CBD市場規模將達到21億美元,其中4.5億美元來源于工業大麻中CBD提取,2015年該數字為9000萬美元。而中國是工業大麻種植面積最大的國家,占全世界的50%左右。

  工業大麻提取CBD的工藝包括采摘、烘干、粉碎、浸泡萃取、濃縮分離和真空干燥。真空干燥是利用真空泵抽氣抽濕形成真空環境,通過傳導加熱蒸發物料中多余水分的技術。

  與常壓干燥相比,真空干燥適合于對干燥熱敏性、易分解、易氧化物質和復雜成分物品進行快速高效的干燥處理。此外,應用在制藥領域的真空干燥設備還必須符合GMP標準的要求,具備CIP(原位清洗)和SIP(原位滅菌)的功能。

2、美國工業大麻的真空干燥箱

  目前,美國工業大麻提取CBD工藝主要采用溶劑萃取法或二氧化碳萃取法,兩種工藝方法都要求清潔無污染的真空干燥環境。

  純度是影響CBD價格的重要指標,純度99%的CBD參考價格為(7800~8000)美元/千克,而純度99.99%的醫用級CBD高達(80000~90000)美元/千克。由于旋片式真空泵需要泵油密封、潤滑,存在返油污染的可能,因此需要配備渦旋式干泵的真空干燥設備來保證CBD純度。

  2015年,CASCADE TEK與安捷倫合作推出了TVO系列真空干燥箱。CASCADETEK公司創立于1992年,總部設在俄勒岡州,是美國知名的真空干燥箱和強制通風烘箱制造企業,客戶包括美國航天局、波音、巴德醫療和霍尼韋爾等著名公司。

TVO系列真空干燥箱系統

TVO系列真空干燥箱系統

  TVO系列真空干燥箱配置渦旋式干泵,滿足了工業大麻提取CBD工藝對清潔真空的嚴苛要求。僅2019年第一季度,TVO系列的銷售量就達到了200臺左右,為CASCADE TEK帶來了豐厚的利潤回報。

  根據第三方市場研究機構TECHNAVIO《全球真空干燥箱市場2015-2019》的數據顯示,全球真空干燥箱的市場規模約為1.5億美金。美國是真空干燥箱的最大市場,占全球市場份額的40%左右。2015-2019年期間全球真空干燥箱市場將以7.59%的復合年增長率增長。

3、美國經驗對國內真空干燥行業的啟示

  國內真空干燥行業經過30多年的發展,已經形成一定的產業規模。國產真空干燥箱的生產廠家主要分布在江、浙、滬地區,以中、小型家族式企業為主。年銷售收入500萬元以下的企業約占60%,年銷售收入超過1000萬元的企業僅占5%~8%。產品銷售主要面向國內市場,定位偏低端,結構大同小異,性能所差無幾,生產工藝類同。由于材料成本、市場開拓和用戶認知等原因,模塊定制、智能高效和清潔環保的真空干燥箱還未成為行業主力產品。

CASCADE TEK真空干燥箱的平臺戰略

CASCADE TEK真空干燥箱的平臺戰略

  CASCADE TEK公司的發展模式是基于平臺化產品,根據不同的客戶需求提供定制設計,配置功能模塊,解決不同行業的復雜干燥應用問題。

  真空干燥箱除了干燥功能之外,通過技術創新和配置升級,還可以具備除氣、固化、烘烤、老化測試、耐化學性研究、真空儲存、清潔零件和惰性氣體處理等功能,在航空航天、材料科學、半導體和醫療設備行業有廣闊的應用前景。

  中國真空干燥箱企業應該深入研究工藝過程,根據物料的不同,進行產品創新和深度定制,實現對干燥過程的優化控制和優質生產。從粗放通用型發展為精細專用型,從低端產品升級為中高端產品,從價格競爭轉變為技術競爭。要加大與國外企業的技術交流,縮小差距,增強國際市場的應變能力。

4、結 論

  生物制藥、航空航天、材料科學、半導體和醫療設備等一系列行業的迅猛發展,對真空干燥箱技術提出了新的需求與挑戰。模塊定制、智能高效和清潔環保的真空干燥箱將成為行業發展趨勢。國內真空干燥行業應該抓住機遇,加快產品升級,展開國際合作,提高產品技術水平與競爭力。