Оборудване за екстракция на канабис – предимството на ултразвуковата обработка
Оборудването за ултразвукова екстракция има много предимства, които правят този метод по-добър за екстракция на коноп и марихуана. Въпреки че екстракцията на биоактивни съединения като THC и CBD от канабис може да се извършва чрез различни техники, ултразвуковата обработка предлага многобройни предимства. Благодарение на високите добиви, висококачествените екстракти, бързия процес, ниските инвестиционни и експлоатационни разходи, безопасната и удобна работа, ултразвуковата екстракция е предпочитаният метод за процесите на екстракция както при малкомащабното, така и при промишленото производство на екстракти от канабис.
Предимства на ултразвуковата екстракция на канабис
Ултразвуковите устройства със сонда са вид оборудване за екстракция, което използва ултразвукови вълни за разрушаване на растителния материал и извличане на желаните съединения. Доказано е, че този метод превъзхожда традиционните методи за екстракция на канабис по няколко причини:
- Ефективност: Ултразвуковите сонди могат да извлекат по-висок процент от целевите съединения от растителния материал в сравнение с традиционните методи за екстракция, като екстракция с разтворител или парна дестилация. Това се дължи на факта, че ултразвуковите сонди използват високочестотни звукови вълни за разрушаване на растителния материал на клетъчно ниво, което улеснява извличането на желаните съединения.
- Бърза екстракция: Ултразвуковите сонди могат да извлекат целевите съединения от растителния материал за броени минути, докато традиционните методи за екстракция могат да отнемат часове или дори дни. Това означава, че ултразвуковите сонди могат да обработват повече материал за по-кратко време, което прави този метод за екстракция по-ефективен.
- Пълен спектър: Ултразвуковите устройства със сонда извличат пълния набор от биоактивни съединения. Това позволява с ултразвукови сонди да се произвеждат пълноспектърни екстракти, известни със своя антуражен ефект, който може да бъде важен за медицински или изследователски цели.
- Безопасност: Ултразвуковите сонди се считат за по-безопасен метод за екстракция в сравнение с традиционни методи, като екстракцията с разтворител, която може да включва използването на запалими и потенциално токсични разтворители, или екстракторите със свръхкритичен CO2, които работят при високи налягания. Ултразвуковата екстракция е съвместима с всякакъв вид разтворител, включително вода и воден разтвор на етанол, което я прави по-безопасен и по-екологичен метод за екстракция.
Накратко, екстракцията на канабис с ултразвукови сонди има няколко предимства пред традиционните методи за екстракция, включително по-висока ефективност, бързина, селективност и безопасност.
Ултразвуков екстрактор UIP2000hdT (2kW) за промишлено производство на изцяло натурални, биологични екстракти от канабис.
Ултразвукови устройства срещу екстрактор с CO2 за екстракция на канабис
Екстракцията със свръхкритичен CO2 е конвенционален метод за производство на екстракти от канабис. Поради високите разходи, проблемите с безопасността и сложната работа обаче ултразвуковите устройства са заменили множество инсталирани екстрактори с CO2. Прочетете по-долу за предимствата, благодарение на които ултразвуковата обработка превъзхожда екстракцията със свръхкритичен CO2.
- Добив: Доказано е, че ултразвуковата екстракция осигурява по-високи добиви на желаните съединения в сравнение с екстракцията с CO2. Това се дължи на факта, че ултразвуковата екстракция може да разруши растителния материал на клетъчно ниво, което позволява по-ефективно извличане на целевите съединения.
- Бързина: Ултразвуковата екстракция може да приключи за броени минути, докато екстракцията с CO2 може да отнеме няколко часа. Това означава, че ултразвуковата екстракция е по-бърз метод и може да обработва по-големи обеми материал за по-кратко време.
- Селективност: Ултразвуковата екстракция дава широкоспектърни екстракти, които съдържат широк набор от биоактивни съединения. Широкоспектърните екстракти се ценят заради така наречения антуражен ефект, при който веществата синергично подпомагат и усилват специфичните си ефекти. Това прави ултразвуковата екстракция отличен избор както за терапевтични екстракти, така и за изследователски цели.
- Енергийна ефективност: Ултразвуковата екстракция използва по-малко енергия от екстракцията с CO2, което я прави по-екологичен вариант.
- Цена на оборудването: Оборудването за ултразвукова екстракция обикновено е по-евтино от оборудването за екстракция с CO2, което може да го направи по-достъпен вариант за малките производители.
- Безопасност: Ултразвуковата екстракция може да се извършва без използване на запалими или токсични разтворители. Водата или водният разтвор на етанол са най-често използваните разтворители за екстракция на канабис. За разлика от това, екстракцията с CO2 изисква използване на CO2 под високо налягане. Тези високи налягания носят риск от изтичане на CO2 или повреда на оборудването и свързаните с високото налягане опасности. Поради това ултразвуковата екстракция се счита за по-безопасен метод както за операторите, така и за околната среда.
Ултразвукова екстракция на канабис – принципът на действие на ултразвука при екстракция
Екстракцията с ултразвук се основава на принципа на акустичната кавитация. Прилагането на ултразвук с висока мощност към течности и суспензии води до интензивна кавитация и сили на срязване. В суспензия от листа, пъпки, цветове, стъбла и други растителни части растителните клетки се разрушават от ултразвуковите сили на срязване и се освобождават биоактивните съединения като канабидиол (CBD) и тетрахидроканабинол (THC). Ултразвуковата екстракция е утвърдена като високоефективна и надеждна техника за изолиране на биоактивни растителни съединения. Особено при производството на висококачествени масла от канабис ултразвуковата обработка се е доказала благодарение на високите си добиви (по-голямо количество получен екстракт), отличното качество (пълен спектър) и краткото време за обработка. Прилагането на ултразвукови вълни е механична обработка, която е нетоксична, безопасна и екологична.
Ултразвукова екстракция на канабис на партиди от 120L с UIP2000hdT и бъркалка
- По-висок добив
- Високо качество
- Без термично разграждане
- Бърза екстракция
- Лесна и безопасна работа
- Екологична екстракция
Накратко – предимствата на ултразвуковите екстрактори на Hielscher
Ефективност
- По-високи добиви
- Бърз процес на екстракция – в рамките на минути
- Висококачествени екстракти – щадяща, нетермична екстракция
- Екологични разтворители (вода, етанол, глицерин, раст. масла и др.)
Лесна употреба
- Свържете и използвайте – настройване и работа в рамките на минути
- Висок производствен капацитет – за мащабно производство на екстракти
- Работа на партиди или непрекъснато в поточна линия
- Лесно инсталиране и пускане в експлоатация
- Преносими / Подвижни – преносими устройства или оборудвани с колела
- Линейно увеличаване на мащаба – добавете още една ултразвукова система паралелно, за да увеличите капацитета
- Дистанционно наблюдение и управление – чрез компютър, смартфон или таблет
- Не се изисква надзор на процеса – настройте и стартирайте
- Висока производителност – проектирани за непрекъснато производство 24/7
- Здравина и минимална поддръжка
- Високо качество – проектирани и произведени в Германия
- Бързо зареждане и изпразване между партидите
- Лесно почистване
Безопасност
- Лесна и безопасна работа
- Екстракция без разтворител или с разтворител (вода, етанол, растителни масла, глицерин и др.)
- Без високи налягания и температури
- Предлагат се взривозащитени системи, сертифицирани по ATEX
- Лесно управление (също и дистанционно)
UP400St Ултразвукова екстракция на растителни материали като канабис на партиди от 8L
Ултразвуково оборудване за екстракция на канабис
Hielscher Ultrasonic е вашият доверен партньор за високопроизводително оборудване за ултразвукова екстракция на канабис и други растителни материали. С безброй инсталации по целия свят ултразвуковите екстрактори на Hielscher са широко признати заради високата си степен на извличане, надеждност и здравина.
От по-малки компактни настолни ултразвукови устройства като UP400St (400W) до най-мощния в света UIP16000hdT, Hielscher покрива цялата гама оборудване за ултразвукова екстракция. Това ни позволява да ви препоръчаме ултразвуковия екстрактор, който е най-подходящ за изискванията на вашия процес.
Проектиране, производство и консултации – качество, произведено в Германия
Ултразвуковите устройства на Hielscher са добре познати с най-високите си стандарти за качество и проектиране. Здравината и лесната работа позволяват безпроблемното интегриране на нашите ултразвукови устройства в промишлени инсталации. Ултразвуковите устройства на Hielscher лесно се справят с тежки условия и взискателни среди.
Hielscher Ultrasonics е компания, сертифицирана по ISO, и поставя специален акцент върху високопроизводителните ултразвукови устройства, които се отличават с най-съвременна технология и удобство за потребителя. Разбира се, ултразвуковите устройства на Hielscher отговарят на изискванията за CE и изпълняват изискванията на UL, CSA и RoHs.
Таблицата по-долу дава представа за приблизителния капацитет за обработка на нашите ултразвукови устройства:
| Обем на партидата | Дебит | Препоръчителни устройства |
|---|---|---|
| 1 до 500mL | – | UP100H |
| 10 до 8000mL | – | UP200Ht, UP400St |
| 0,5–150L | 0,2 до 4L/min | UIP2000hdT |
| 1 до 300L | 2 до 10L/min | UIP4000hdT |
| – | 10 до 100L/min | UIP16000 |
| – | по-висок | група от UIP16000 |
Полезни факти
Преглед и сравнение на най-разпространените методи за екстракция на канабис
Ултразвукова екстракция
Продукт: Ултразвуковата екстракция произвежда висококачествен пълноспектърен екстракт. Суровият екстракт се пречиства чрез филтрация, дестилация и/или винтеризация.
Цена на оборудването: от приблизително US$5 000 до няколкостотин хиляди щатски долара (US$100 000), в зависимост от капацитета и конфигурацията
Конфигурация: работа на партиди/в бъчви или непрекъснато в поточна линия
Технически умения: лесно и безопасно боравене и работа
Разтворител: могат да се използват всякакви видове разтворители, като вода, водно-алкохолна смес, изопропилов алкохол, хексан, етанол, метанол, бутан, растителни масла (зехтин, кокосово масло), глицерин и др.
Целеви съединения: пълен спектър (всички налични канабиноиди и терпени)
Основни предимства: висок добив, лесна работа, ниска цена, лесно увеличаване на мащаба до промишлено производство
Екстракция с разтворител (алкохол, етанол)
Продукт: обикновено суров екстракт, който изисква допълнително пречистване, като винтеризация или филтрация. Обикновено етаноловият екстракт се пречиства допълнително чрез дестилация след винтеризация и филтрация.
Цена на оборудването: между $5 000 и милиони в зависимост от размера, възможностите или възможностите за автоматизация.
Технически умения: обучение по основи на химията/средно ниво на умения.
Целеви съединения: всички налични канабиноиди; полученият екстракт съдържа малки количества монотерпени.
CO2 екстракция
Продукт: суров екстракт, който изисква допълнително пречистване, като винтеризация или филтрация
Цена на оборудването: между $100 000 и милиони USD, в зависимост от размера, възможностите или автоматизацията
Технически умения: обучение за работа с течен CO2 (система под високо налягане – безопасност)
Целеви съединения: канабиноиди само с малки количества монотерпени
Екстракция с въглеводороди
Продукт: шатър, бъдър, восък, HTFSE, HCFSE или суров екстракт за дестилация, или терпени за добавяне към дестилата
Цена на оборудването: $5 000 до $100 000 в зависимост от размера и възможностите
Технически умения: обучение по химия и безопасност (използване на запалими течности, течен бутан)
Целеви съединения: всички канабиноиди
Прилагане на ултразвукови вълни за екстракция
Когато ултразвук с висока мощност се прилага към течни системи (включително суспензии и вискозни пасти), се генерира акустична кавитация. Акустичната кавитация описва явлението на образуване, нарастване и последваща имплозия на кавитационните мехурчета. При разпространението на ултразвуковите вълни вакуумните мехурчета осцилират, нарастват и колабират в момента, когато мехурчето вече не може да поглъща повече енергия. Имплозията на мехурчето създава локално екстремни условия на много високи температури, налягания, скорости на нагряване и охлаждане, както и разлики в налягането и течни струи. Екстремните условия водят до термични, механични и химични ефекти. Разрушаването на клетките и освобождаването на биоактивни съединения (= екстракция) е механичен ефект, който е много резултатен и ефективен.
Акустичната кавитация, генерирана от ултразвук с висок интензитет и ниска честота, създава интензивни сили на срязване и локални големи разлики в налягането и температурата, които осигуряват необходимото въздействие за разрушаване на клетките, интензивно смесване и масообмен. Тези ултразвукови сили на срязване се прилагат успешно за екстракция на канабис.
Благодарение на по-голямото количество получен екстракт, високата степен на извличане, бързината на процеса, както и лесната и безопасна работа, ултразвуковата екстракция се използва успешно за извличане на разнообразни растителни съединения.
Мощните ултразвукови вълни разрушават клетъчната матрица на биологичните структури и освобождават биоактивните съединения. Масообменът между растителния материал и разтворителя се усилва. Благодарение на тези механизми ултразвуковата екстракция е високоефективна за извличане на съединения от канабис.
Известни примери за ултразвукова екстракция са канабис (канабиноиди и масло от канабис от марихуана и коноп), куркумин, пипер, шафран, кафе, горчив пъпеш, зехтин, масло от авокадо, къна, аюрведични билки, джинджифил, чай, както и други лечебни билки.
Декарбоксилиране
Декарбоксилирането е важна стъпка за ефективното производство на основните биоактивни съединения в канабиса, като Δ9-tetrahydrocannabinol (Δ9-THC), канабидиол (CBD) и канабигерол (CBG). Декарбоксилирането, известно също като „активиране“ или „декарб“, се прилага като предварителна обработка за увеличаване на съдържанието на THC (delta9-tetrahydrocannabinol) в растителния материал. От химична гледна точка декарбоксилирането е реакция, при която се отстранява карбоксилна група (-COOH) и се освобождава въглероден диоксид (CO2). За да се увеличи съдържанието на THC в растителния материал от канабис, се прилага технологичната стъпка на декарбоксилиране. Чрез декарбоксилиране количеството непсихоактивна Δ9-tetrahydrocannabinolic acid (THCA) може да бъде превърнато в психоактивен THC. Δ9-Tetrahydrocannabinolic acid се декарбоксилира при нагряване (до приблизително 105°C / 220°F за 30 min. при сух материал, до 90min. при влажен растителен материал) и след това се превръща в психоактивното съединение Δ9-Tetrahydrocannabinol.
По подобен начин растителният материал от канабис, богат на CBD-A, може да бъде декарбоксилиран чрез термична обработка и по този начин превърнат в CBD. За винтеризация на растителния материал изсушената и нарязана растителна маса се нагрява до приблизително 160°C / 320°F за 30–60min., за да се започне декарбоксилирането.
Температури на декарбоксилиране за канабиноидите:
CBD: 160°C / 320°F
CBC: 220°C / 428°F
THC: 155°C / 314,6°F
CBN: 185°C / 365°F
THCV: 220°C / 428°F
Последващи процеси – филтрация и дестилация
След ултразвуковата екстракция частиците канабис трябва да бъдат отстранени от течността чрез филтриране. Затова суспензията от канабис се прецежда през филтър, например мрежест филтър (напр. филтърен чорап), или чрез филтърпреса. Полученият маточен разтвор от разтворител (напр. етанол) и екстракт от канабис след това се концентрира чрез отделяне на етанола. Типичното оборудване за отстраняване на разтворители чрез дестилация включва ротационни изпарители или системи за вакуумна дестилация.
Ротационният изпарител (разговорно „ротовап“) обикновено се използва за отделяне на разтворители като етанол от канабис, като по този начин се получава пречистено масло от канабис. Регулираната температура и лесното боравене правят ротационния изпарител преобладаващото оборудване за дестилация в индустрията за канабис.
Вакуумната дестилация се използва предимно за изолиране на CBD за фармацевтична и медицинска употреба, при което е необходимо да се отстранят терпените и/или THC. Тъй като терпените, THC и CBD имат високи температури на кипене (между 160–250°C / 310–482°F), при атмосферни условия дестилацията би изисквала обработка при висока температура, която води до термично разграждане на чувствителните към топлина канабиноиди. Освен това излагането на кислород предизвиква окислителни реакции, които влияят отрицателно върху качеството на канабиноидите. Прилагането на вакуум понижава температурите на кипене. Освен това чрез прилагането на вакуум се отстранява кислородът. По този начин дестилацията при вакуумни условия намалява термичното и окислителното разграждане на екстрактите.
Винтеризация
Винтеризацията е процес на отстраняване на растителните липиди, мазнини и восъци чрез промиване с алкохол, за да се отделят канабиноидите и терпените от нежелани вещества като растителни восъци, мазнини и хлорофил. За винтеризация извлеченото масло от канабис се поставя в етанол и се охлажда до температури под -20°C / -6°F. При тези ниски температури липидите, мазнините и восъците се утаяват и могат да бъдат отстранени.
Hielscher Ultrasonics произвежда високопроизводителни ултразвукови хомогенизатори от лабораторен до промишлен мащаб.