Високоефективна екстракция на канабидиол (CBD) от канабис
Ултразвуковите екстрактори на Hielscher са най-съвременната технология за надеждна и ефективна екстракция на конопено масло и CBD масла. Ултразвуковата обработка е добре позната като изключително ефективна техника за екстракция, която освобождава ценни съединения от растителни суровини. В сравнение с други методи за екстракция, като екстракцията със свръхкритичен CO2, ултразвуковата техника превъзхожда по ефективност, лекота на работа и разнообразие на приложенията.
Ултразвукова екстракция
Ултразвуковата екстракция е добре познат и отдавна утвърден процес за извличане на ценни съединения от растителни суровини. Затова ултразвуковата обработка е идеалната техника за производство на висококачествени CBD масла. Чрез прецизно контролируема ултразвукова кавитация растителните клетки се перфорират и разтворителят се вкарва в клетката, където поема вътреклетъчни съединения като канабиноиди, терпени, флавоноиди и др.
Голямо предимство на ултразвуковата обработка е температурният диапазон, в който може да се извършва екстракцията. Ултразвуковата екстракция може да се извършва с горещ/топъл етанол чак до криогенен етанол (-70°C). Това позволява целенасочено изолиране на желаните съединения. Ултразвуковата обработка в криогенен етанол извлича предимно канабиноиди и терпени, докато екстракцията с топъл/горещ етанол извлича широк спектър от фитохимични съединения (напр. алдехиди, естери, етили, кетони). Пълноспектърните екстракти съдържат множество канабиноиди, терпени и други фитохимични вещества. Според антуражния ефект фитохимичните вещества (напр. канабиноидите) имат синергични ефекти и поради това действат по-добре заедно с други химични вещества от растителен произход. Това означава, че CBD масло, което съдържа CBD заедно с други канабиноиди, терпени и фитохимични вещества, ще има значително по-силно терапевтично въздействие от CBD масло, съдържащо само CBD. Екстракцията на хлорофил обаче се избягва, тъй като той придава неприятен вкус на екстракта.
Стъпка по стъпка
- Ултразвукова екстракция: Ултразвуковата екстракция може лесно да се извършва в периодичен или непрекъснат проточен режим – в зависимост от обема на вашия процес. Процесът на екстракция е много бърз и дава голямо количество активни съединения.
- Филтриране: Филтрирайте сместа от растителен материал и течност през хартиен филтър или филтърна торба, за да отстраните твърдите растителни части от течността.
- Изпаряване: За отделяне на CBD маслото от разтворителя обикновено се използва ротационен изпарител. Разтворителят, напр. етанол, може да бъде възстановен и използван повторно.
- Наноемулгиране: Чрез ултразвукова обработка пречистеното CBD масло може да се преработи в стабилна наноемулсия, която осигурява изключителна бионаличност.
Изтеглете подробните инструкции стъпка по стъпка тук!
Висока степен на извличане
Ултразвуковите екстрактори на Hielscher могат да бъдат прецизно настроени за оптимални условия на екстракция – за извличане на най-голямото количество с най-високо качество от вашата суровина (листа, цветни пъпки, стъбла на канабис и др.). Интензитетът на ултразвука е от решаващо значение за екстракцията на растителни съединения, като висококачествено CBD масло от канабис. Нашите ултразвукови апарати UP400St, UIP500hdt, UIP1000hdt и UIP2000hdt са оборудвани с прецизно управление на амплитудата, температурен сензор и управление на времето, за да ви позволят да работите при оптимални условия. Цветният сензорен екран и управлението през браузър правят работата и наблюдението лесни и надеждни.
Ултразвукова периодична екстракция на CBD от канабис в обем 120L с UIP2000hdT и бъркалка
UP400St за екстракция на канабиноиди от канабис
Разтворители за ултразвукова екстракция
Етанолът се използва широко като разтворител за екстракция на канабиноиди. Ултразвуковите апарати на Hielscher разширяват значително избора ви на разтворители: водно-етанолна смес, криогенен етанол, етанол, спирт с високо алкохолно съдържание, глицерин и др.
Етанолът е много популярен разтворител, тъй като разтваря както полярни (хидрофилни), така и неполярни (хидрофобни/липофилни) вещества. Смеси от етанол/вода в различни съотношения също могат да се използват за ултразвукова екстракция. Предимствата на етанол/вода включват намалени разходи (поради по-малкото количество етанол) и по-висока безопасност поради по-ниската запалимост. Ултразвуковата екстракция с криогенен етанол (прибл. -70°C) дава много висок добив и качество.
Лесна и безопасна работа
Нашите ултразвукови устройства са проектирани за оптимално удобство при употреба, което означава, че с нашите ултразвукови екстрактори може да се работи лесно и безопасно. С удоволствие помагаме на нашите клиенти при инсталирането и настройването на оборудването и им даваме препоръки относно ултразвуковите настройки и параметри. Предлагаме ви най-подходящото устройство – за периодична обработка и обработка в линия.
Предимства спрямо екстракцията с CO2
Екстракторите със свръхкритичен CO2 са скъпи за закупуване и експлоатация. Екстракцията с CO2 е сложна и изисква специалист, който знае кои налягания и температури са подходящи за получаване на желаните канабиноиди и терпени. Високите налягания и високите температури допринасят значително за увеличаването на разходите в сравнение с конвенционалната екстракция с течности. За сравнение, оборудването за ултразвукова екстракция е евтино за закупуване и експлоатация и дава голямо количество екстракт, който се получава в рамките на няколко минути. Тъй като ултразвуковата обработка се извършва при атмосферно (или леко повишено) налягане и ниски температури, ултразвуковата екстракция е лесна и безопасна за изпълнение. Ултразвуковите апарати на Hielscher са признати и предпочитани заради високата си степен на извличане, съвместимостта с различни разтворители, лесната употреба и линейната мащабируемост.
Наноемулсии
За да се постигнат висока бионаличност и най-добрите ефекти на CBD, капчиците CBD масло трябва да се прилагат в наноформа.
Предимството на ултразвуковите апарати на Hielscher се състои в многостранното им използване: нашите ултразвукови системи могат да се използват за екстракция от канабис И за производство на наноемулсии. Трябва да закупите само едно устройство, за да извлечете CBD от канабис и след това да преработите CBD маслото в стабилна наноемулсия с висока бионаличност.
Щракнете тук, за да научите повече за ултразвуковото наноемулгиране на CBD!
Ултразвукови системи с висока мощност от лабораторен до пилотен и промишлен мащаб.
Високопроизводителни ултразвукови екстрактори
Hielscher Ultrasonics доставя оборудване за ултразвукова екстракция от канабис и за емулгиране на наноформулации.
Освен че осигуряват прецизно управление и удобство при употреба, всички наши ултразвукови устройства са конструирани за работа 24/7. Нашите системи могат да осигуряват амплитуди от ниски до много високи. За екстракцията на канабиноиди и терпени предлагаме специални ултразвукови сонотроди (известни също като ултразвукови сонди или рогове), които са оптимизирани за щадящо изолиране на висококачествени активни вещества. Всички наши системи могат да се използват за екстракция и последващо емулгиране на канабиноиди.
Здравината на ултразвуковото оборудване на Hielscher позволява работа 24/7 при голямо натоварване и в условия с високи изисквания.
Свържете се с нас още днес! С удоволствие ще ви препоръчаме най-подходящата ултразвукова конфигурация за вашите нужди от екстракция!
- Висококачествени екстракти
- По-пълна екстракция
- Висока степен на извличане
- Пълноспектърен екстракт
- Използване на различни разтворители
- Нетоксична
- Нетоплинен (студен) метод
- Бърз процес на екстракция
- Безопасна и лесна за използване
- Линейна мащабируемост
Литература / Източници
- Casiraghi A., Gentile A., Selmin F., Gennari C.G.M., Casagni E., Roda G., Pallotti G., Rovellini P., Minghetti P. (2022): Ultrasound-Assisted Extraction of Cannabinoids from Cannabis Sativa for Medicinal Purpose. Pharmaceutics. 14(12), 2022.
- Espinoza-Silva, Clara, Pascual, Erika, Delgadillo, Yacnehs, Flores, Omar R., Artica, Luis M., Marmolejo, Doris and Baños-Medina, Lilian (2023): Optimization of extraction using surface response methodology and quantification of cannabinoids in female inflorescences of marijuana (Cannabis sativa L.) at three altitudinal floors of Peru. Open Agriculture, Vol. 8, No. 1, 2023.
- Brenneisen R. (2007): Chemistry and Analysis of Phytocannabinoids and Other Cannabis Constituents. In: ElSohly M.A. (eds) Marijuana and the Cannabinoids. Forensic Science and Medicine.
Полезни факти
Предимства на ултразвуковата екстракция
Ултразвуковата екстракция се основава на принципа на акустичната кавитация. Кавитацията възниква в резултат на високопроизводителен ултразвук в течност и се характеризира с механични ефекти с висока енергийна плътност, които протичат в така наречените горещи точки.
Ултразвукова екстракция – кавитационни ефекти
Когато мощни ултразвукови вълни се предават в течност (напр. суспензия, състояща се от растителен материал в разтворител), ултразвуковите вълни се разпространяват през течността, като предизвикват редуващи се цикли на високо налягане / ниско налягане. По време на циклите с ниско налягане се образуват миниатюрни вакуумни мехурчета (така наречените кавитационни мехурчета), които нарастват в продължение на няколко цикъла на налягане. При определен размер, когато мехурчетата вече не могат да поглъщат повече енергия, те имплодират бурно по време на цикъл с високо налягане. Имплозията на мехурчетата се характеризира с интензивни кавитационни сили, включително микротурбуленции и течни струи със скорости до 100m/s. Тези кавитационни ефекти на срязване са известни също като сономеханични ефекти. Ултразвуковата екстракция на биоактивни молекули се дължи главно на сономеханични ефекти:
Изключителните условия на ултразвуковата кавитация перфорират и/или разрушават клетъчните стени и мембрани и позволяват по-дълбоко проникване на разтворителя в пробата. Затова ултразвуковата екстракция постига много бързо изолиране на съединения – превъзхождайки конвенционалните методи за екстракция с по-кратко време на процеса, по-висок добив и по-ниски температури. Като щадяща (соно-)механична обработка, ултразвуковата екстракция предотвратява термичното разграждане на биоактивни съединения и превъзхожда други техники, като конвенционалната екстракция с разтворители, хидродестилацията или екстракцията по Soxhlet, за които е известно, че разрушават термочувствителните молекули. Тези предимства правят ултразвуковата екстракция предпочитаната техника за освобождаване на чувствителни към температурата активни съединения от растителни суровини.
Следователно ултразвуковата екстракция е предпочитаната техника за извличане на биоактивни молекули като полифеноли, терпени, етерични масла и канабиноиди от растителни материали.
Изключителните условия на ултразвуковата кавитация перфорират и/или разрушават клетъчните стени и мембрани и позволяват по-дълбоко проникване на разтворителя в пробата. Затова ултразвуковата екстракция постига много бързо изолиране на съединения – превъзхождайки конвенционалните методи за екстракция с по-кратко време на процеса, по-висок добив и по-ниски температури. Като щадяща механична обработка, ултразвуковата екстракция предотвратява термичното разграждане на биоактивни съединения и превъзхожда други техники, като конвенционалната екстракция с разтворители, хидродестилацията или екстракцията по Soxhlet, за които е известно, че разрушават термочувствителните молекули. Тези предимства правят ултразвуковата екстракция предпочитаната техника за освобождаване на чувствителни към температурата активни съединения от растителни суровини.
Ултразвукова екстракция от растителни клетки: микроскопският напречен срез (TS) показва механизма на действие при ултразвукова екстракция от клетки (увеличение 2000x) [източник: Vilkhu et al. 2011]
Канабиноиди
Канабиноидите са естествено срещащи се съединения, открити в растението Cannabis sativa. В растението канабис присъстват над 480 различни съединения. Канабисът (наричан също марихуана) е изключително мощно лечебно растение. От голямото разнообразие от терапевтично активни съединения 85 фитохимични вещества се наричат канабиноиди (и може да бъдат открити още). CBD и THC (тетрахидроканабинол / Δ9-THC) са най-известните канабиноиди. Най-важната отличителна характеристика е, че CBD е непсихотропен, докато THC проявява психоактивни ефекти.
Канабиноидите се употребяват за развлекателни и медицински цели.
Фармакокинетични данни за CBD:
бионаличност – при перорален прием: 13–19%, при инхалиране: 11–45% (средно 31%)
елиминационен полуживот: 9 часа
В САЩ продуктите с CBD, съдържащи по-малко от .03% THC и извлечени от семена или стъбла на индустриален коноп, са законни съгласно федералното законодателство и могат да бъдат закупени законно във всички щати, независимо от законите им за марихуаната.
Фармакокинетични данни за THC:
бионаличност – при перорален прием: 6–20%, при инхалиране: 10–35%
елиминационен полуживот: 1,6–59 часа, 25–36 часа (перорално прилаган дронабинол)
Наноформулации
Наноканабиноидите представляват масла от канабис, формулирани като емулсия масло във вода с наноразмерни капчици, която осигурява висока бионаличност (по-бързо усвояване и засилени ефекти върху здравето) и поради това може да се прилага в по-ниски дози. Освен това наноемулсиите от канабис могат лесно да се смесват с медицински продукти, напитки, хранителни продукти и козметични продукти (напр. кремове, лосиони). Тъй като наноемулсиите често са полупрозрачни, те могат лесно да се включват във формулациите на други продукти, без да повлияват външния им вид.
За получаване на висококачествена наноемулсия размерът на капчиците и индексът на полидисперсност (PDI) са важни фактори, които влияят значително върху стабилността на наноемулсията. Високият индекс на полидисперсност показва наличие на големи капчици, което дестабилизира емулсията чрез коалесценция и узряване на Ostwald. Следователно малкият размер на капчиците и тясното разпределение на размерите им са важен фактор за стабилността и по-дългия срок на годност на (нано- / микро-)емулсията.
Наноемулсии от канабис: За наноемулсии с конопено масло или CBD конопеното / CBD маслото се смесва с висококачествено масло, подходящо за хранителни цели. Типични растителни масла са MCT масло, кокосово масло, масло от авокадо, зехтин, ленено масло, масло от сладък бадем и орехово масло. Като емулгатор (повърхностноактивно вещество, омокрящ агент, стабилизатор) успешно са използвани полисорбат 80, лецитин, сапонини от Quillaja, соев лецитин и кора от сапунено дърво. Допълнително могат да се добавят ксантанова гума, пектин или суроватъчен протеин за подобряване на реологията и стабилността на емулсията.
Екстракция с CO2
Екстракцията с CO2 може да се извършва по два начина: свръхкритична и подкритична екстракция. Когато CO2 се използва като разтворител, той има различни характеристики, които зависят от флуидното му състояние. Подкритичен CO2 означава CO2 в състояние при температура между 5–10°C (278,15–283,15K, 41–50°F) и налягане между 800–1500psi (54,43–102,06atm, 5,51–10,24MPa). При тази температура и налягане CO2 се държи като гъст флуид. Когато температурата и налягането се повишат и надхвърлят критичната температура (304,25 K, 31,10°C, 87,98°F) и критичното налягане (72,9atm, 7,39MPa, 1 071psi), CO2 се разширява в съда като газ, но с плътност като тази на течност. Това е известно като свръхкритичен въглероден диоксид (sCO2 или SC-CO2)).
Подкритичната екстракция с CO2 използва ниска температура и ниско налягане и затова отнема повече време. Подкритичната екстракция с CO2 дава по-ниски добиви и може да запази някои терпени и масла. При свръхкритичната екстракция с CO2 се прилагат по-високи температури и по-високи налягания, които могат да увредят терпените и други фитохимични вещества. При свръхкритичните екстракции с CO2 е необходим последващ процес – известен като винтеризация – за отстраняване на нежелани съединения като липиди и хлорофил. По време на етапа на винтеризация суровият екстракт се замразява в етанол, за да се отделят чистите канабиноиди и терпени от другите странични продукти, извлечени при екстракцията.