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R134a用于工業大麻提取的安全性分析康美佳(COMERG)首席執行官喬治·斯坦喬夫(George Stantchev)博士對在工業大麻提取中使用R134a的安全性進行了詳細而有見地的分析。 氫氟烴HFC-134a(R-134a),又名1,1,1,2-四氟乙烷,是一種氣態鹵化烴,在空調和制冷系統、氣溶膠推進劑或泡沫膨脹劑方面,R-134a被視為是替代氟里昂12、氟里昂22等其它氯化鹵代烴材料的首選。這一改變緣于一項聯邦法規,該法規要求用其他不破壞臭氧層的化合物來替代氟氯烴。 ![]() 真正的問題是:如果將HFC-134a用于工業大麻提取,并且提取物中存在液態殘余氣體,那么潛在的安全問題是什么?對于食用大麻而言,美國食品藥品監督管理局(FDA)規定食用產品中調味劑殘留最大限值為1000ppm。在替代產業方面,同樣的規定也應適用于食用大麻。根據規定,萃取平臺設計的最大殘留溶劑約為800ppm,低于1000ppm的規定限值。 公認安全(GRAS)豁免條款 英力士氟化工股份有限公司(Ineos Fluor Ltd.)聲稱,1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)作為萃取溶劑在食品調味劑生產中的使用不受聯邦食品、藥品和化妝品法令的上市前批準要求限制,因為我們已經測定HFC-134a的此類使用公認安全(GRAS)。食品調味劑提取物中最大殘留物限制為1000ppm。 對于通過吸煙吸入,上述規定不適用。作為SOP的一部分,使用HFC-134a處理的所有煙熏提取物將經過脫氣過程,并且在24小時內,殘留溶劑可能會被去除至未檢測狀態。下面您將看到,大多數電子煙、水煙霧化器或煙氣集取器在230至300℃(450至570℉)的條件下將煙葉蒸發成可吸入煙霧。大麻素的燃燒發生在230°C(450°F)左右。 R134a的工業用途 制冷 1,1,1,2-四氟乙烷是一種不可燃氣體,主要用作家用制冷和汽車空調的“高溫”制冷劑。這些裝置在20世紀90年代初開始使用1,1,1,2-四氟乙烯替代對環境更有害的R-12。改裝套件可用于改裝最初配備R-12的設備。 霧化器 就其醫療用途而言,1,1,1,2-四氟乙烷通稱氟烷。氟烷用于一些定量吸入器的推進劑,這種用途被認為是安全的。氟烷與五氟丙烷結合使用時,可作為外用蒸汽冷卻劑噴霧,用于在刮除前麻醉癤子。人們也將其作為一種潛在的吸入式麻醉劑進行研究,但在吸入器使用的劑量下它是非麻醉劑。 推進劑 在一些超頻計算機中,1,1,1,2-四氟乙烷也用于計算機冷卻,如加密貨幣開采。1,1,1,2-四氟乙烷是用于管道冷凍組的制冷劑,也常見于取代二氧化碳,用作氣槍推進劑。1,1,1,2-四氟乙烷通常與硅基潤滑劑混合,或與R-245混合用作建筑絕緣泡沫推進劑。 溶劑 1,1,1,2-四氟乙烷還被視為適于提取調味劑和香料化合物的有機溶劑,作為其它有機溶劑的潛在替代物,具體來說是超臨界二氧化碳。1,1,1,2-四氟乙烷也可以以液體和超臨界流體的形式用作有機化學中的溶劑。 工業大麻加工 與丁烷相比,R134a與提取物的混溶性要差得多。丁烷后處理的標準流程是在真空烘箱中放置幾天以清除溶解的丁烷。供應商流程中內置的R134a需要半小時到一小時的清洗,才能將濃度降到非常低的水平。 ![]() 工業上有傳言說,在極高的溫度下,R-134a會分解為氫(HF)和碳酰氟(CF),在吸入時可能會引起刺激。我們將根據實際作用下的科學數據來檢驗這一傳言。一般來說,1,1,1,2-四氟乙烷與明火或超過370℃(698℉)的熱表面直接接觸可能導致蒸汽分解,并排放包括氟化氫和碳酰氟在內的有毒氣體。 2014年裴頓公司(Perdue)進行的一項研究發現,在溫度超過550℃之前,R134a基本上不會分解為HF,這比通常分解工業大麻油的溫度要高得多。在R134a測試的情況下,R134a、HF和CF的濃度如圖14、15、16所示。 ![]() 當加熱溫度達到500-550℃時,R134a濃度開始下降、HF濃度開始上升;當溫度超過650℃時,開始產生CF。R134a濃度的降低不受濕度影響。 可以看到,R134a在600℃時開始向HF轉化,速率為0.01%或100ppm。注意,霧化時丁烷火焰溫度為300℃,在該溫度下R134a不會向HF轉化。如果我們假設以某種方式達到了600℃(比實際霧化溫度高出300℃),并且如果提取物中R134a的允許濃度低于20ppm,那么HF最大轉化率則為0.2ppm(400ppb)。 根據美國國立衛生研究院(NIH)的數據,暴露超過1小時,HF的刺激水平可高達3ppm。除霧化溫度低于轉換溫度300℃之外,最大預期轉換還將比限值低15倍。吸入氟化氫氣體的重要影響就是呼吸道刺激并引發呼吸道疾病。有研究記錄了動物模型的呼吸道刺激,在人體受控暴露的研究中也觀察到了呼吸道刺激。 綜上所述,在大于3ppm的氟化氫中暴露持續1小時,感官就會受到刺激(倫德Lund等人,1997)。即使短期接觸也會對呼吸道造成長期影響。為了評估長期暴露或全身影響,必須考慮所有通過暴露途徑(吸入、皮膚和攝食)攝入的總氟攝入量(EPA 1988;NRC 2006)。慢性接觸是指持續超過人類壽命約10%或約90天至兩年的重復接觸。 可以看到,R134a在650℃開始向CF轉化,速率為0.02%或200ppm。注意,霧化時丁烷火焰溫度為300℃,在該溫度下R134a不會向HF轉化。如果我們假設以某種方式達到了650℃(比實際霧化溫度高出350℃),并且如果提取物中R134a的允許濃度低于20ppm,那么HF最大轉化率則為0.4ppm(400ppb)。 NIH數據表明,在建議暴露限度內也會出現CF刺激,即平均濃度在2ppm(5mg/cum)條件下時長達10小時。除霧化溫度低于轉換溫度300℃之外,最大預期轉換將比限值低5倍。 滅火劑 1,1,1,2-四氟乙烷還是介電氣體六氟化硫的替代物。1,1,1,2-四氟乙烷滅弧性能較差,但介電性能較好。在鎂冶煉中,已經用1,1,1,2-四氟乙烷代替六氟化硫用作保護氣體。 其他用途 其他常見用途包括給藥(如支氣管擴張劑)、葡萄酒軟木塞清除劑、氣體除塵劑(“罐裝空氣”)、用于去除壓縮空氣中水分的空氣干燥劑、塑料泡沫鼓風劑、清潔溶劑等。它用于大型強子對撞機的電阻板室粒子探測器,還用于其他類型的粒子探測器,例如一些低溫粒子探測器。 劑量 美國海軍要求美國核管理委員會(NRC)評估HFC-134a的毒性數據,并推薦一小時和24小時緊急暴露指導標準(EEGL)。海軍還要求NRC為HFC-134a建議90天的持續暴露指導標準(CEGL),并進行適當研究以填補數據空白。我們收集了可用的支持文件和上述評估,以提供劑量支持。 總的來說,還沒有人體暴露于HFC-134a之后的毒性反應數據。動物研究表明,HFC-134a在急性、亞急性、亞慢性和慢性暴露后具有低水平全身中毒。例如,急性暴露于極高濃度的HFC-134a,會出現神經中毒和心臟致敏。 R134a禁令 2012年,汽車制造商開始轉向新型氣候友好型替代制冷劑。根據2015年7月的立法規定,到2024年,美國新制造的輕型車輛MVAC系統將不再使用HFC-134a。HFO制冷劑R1234yf,作為汽車空調系統R134a的替代品而設計,其應用擴展至新制造的中型乘用車、重型皮卡、及全部軍用面包車。 ![]() 美國環保署曾下令禁止幾種常見的制冷劑,包括R134a、R410A和R407C,這些制冷劑將于2024年1月1日起禁止在美國新型制冷機中使用。這一系列廣泛變化也對將來在新型家用和商用制冷設備中使用更高全球變暖潛值(GWF)的HFC氣體提出了限制,3類用于改裝的可燃制冷劑將禁止使用。所有這些禁令都適用于輕型車輛的制冷設備,但不會影響R134a的商業使用。 |