Ултразвукова екстракция с използване на коноп като суровина
- За растението канабис сатива могат да се разграничат два вида: марихуана и коноп.
- Ултразвукът е добре известен като превъзходен метод за изолиране на канабиноиди както от марихуана, така и от коноп.
Ултразвукова екстракция на канабиноиди
Технологията за ултразвукова екстракция е високоефективна за освобождаване на активните съединения (т.е. канабиноиди (КБР, THC, CBG), етерични масла, терпени и т.н.) от растителния материал като пъпки, листа и стъбла.
Ултразвуковата екстракция превъзхожда конвенционалните техники за екстракция поради различни предимства:
Ултразвуковата екстракция (ОАЕ) е добре известна като техника за засилване на процеса, която подобрява преноса на маса и освобождава по-високи добиви на биоактивни съединения като канабиноиди, терпени и др.
Ултразвукът произвежда висококачествени екстракти, тъй като ултразвуковата екстракция не изисква използването на агресивни, токсични разтворители за освобождаване на канабиноиди. Ултразвуковата екстракция може да се извърши с вода, водно-алкохолна смес, алкохол или масло (маслиново, кокосово) като разтворители, например. Това прави ултразвуковата екстракция (ОАЕ) значително по-екологична.
Прочетете повече за правилния избор на разтворители за ултразвукова екстракция!
Леките условия на екстракция на ултразвука водят до екстракт, който предлага същите, но засилени свойства на суровината (напр. коноп, марихуана) – предлагащ превъзходни ефекти върху здравето, вкус и мирис.
Ултразвуковите екстрактори на Hielscher могат да бъдат прецизно контролирани. Чрез пълен контрол върху параметрите на процеса като интензивност и температура може да се получи изключително високо качество на екстракта. Тъй като ултразвукът е метод на нетермична обработка, се избягва термичното разграждане на чувствителните към топлина компоненти. Температурите на екстракция между 0-60°C са оптимални за превъзходни екстракти.
Друго предимство на ултразвуковата екстракция е бързият процес: целият процес на екстракция отнема само минути, за да се освободят канабиноидите от растителните клетки, докато други техники за екстракция изискват часове или дори дни време за обработка.
Както инвестиционните, така и оперативните разходи са минимални в сравнение с алтернативните екстрактори, например свръхкритичните екстрактори за CO2. Системите за ултразвукова екстракция осигуряват много бърза възвръщаемост на инвестициите.
UP400St за извличане на канабиноиди от коноп
- Висококачествени екстракти
- По-пълно извличане
- висока степен на екстракция
- Екстракт от пълен спектър
- Използване на различни разтворители
- Нетоксичен
- Нетермичен (студен) метод
- Бърз процес на екстракция
- Безопасен и лесен за използване
- Линейна мащабируемост
Коноп срещу марихуана
Канабисът е семейство растения, които могат да бъдат класифицирани в В. Индика и В. Сатива. Конопът и марихуаната са видове Cannabis Sativa.
Когато сравнявате коноп срещу марихуана, има огромна разлика; докато конопът съдържа много ниска концентрация на THC (0,3% или по-малко), марихуаната е в изобилие от THC с концентрации между 15% и 40%.
Затова доскоро конопът се отглеждаше предимно за промишлени цели. В днешно време конопът се цени и заради добива на CBD. CBD е непсихоактивен канабиноид, който има противовъзпалителни, анксиолитични свойства. Марихуаната се отглежда главно заради съдържанието на THC, който се използва за развлекателни и медицински цели.
Конопеното масло и CBD, основният канабиноид, открит в конопа, са обещаващи вещества, които се прилагат, за да помогнат при медицински състояния като тревожност, хронично възпаление, автоимунни заболявания, болка, главоболие и мигрена, стомашно-чревни разстройства, наред с други.
Вижте простия протокол за ултразвукова екстракция на канабис с помощта на средни партиди от 120L!
Сондирният ултразвукораздвижител UP400St е популярен ултразвуков екстрактор, използван за изолиране на CBD, THC, CBG, CBN, други канабиноиди, както и терпени от коноп и марихуана.
Високоефективни ултразвукови екстрактори
Hielscher Ultrasonics предлага малък, среден размер и промишлен ултразвукови процесори, които могат да работят 24/7. В зависимост от вашата суровина и обем на процеса, ние сме в състояние да ви предложим ултразвукова система за екстракция, която отговаря на вашите нужди. Можете да избирате между партидна и непрекъсната екстракция. По-късно мащабиране до по-голям капацитет на процеса може лесно да се направи, тъй като ултразвуковите процеси могат да бъдат мащабирани линейно.
Пилотните и индустриалните системи на Hielscher могат да осигурят много високи амплитуди – Позволява да се работи с амплитуди до 200 μm надеждно и непрекъснато да работи 24/7. За още по-високи амплитуди се предлагат персонализирани ултразвукови сонотроди. Здравината на ултразвуковите апарати Hielscher позволява работа при тежки натоварвания и в тежки условия.
Като дългогодишен производител на високомощни ултразвукови екстрактори, Hielscher е вашият надежден партньор за усъвършенствана екстракция. Ние беседвам и да помагаме на нашите клиенти с нашите знания и да ги насочваме от тестове за осъществимост до промишлена инсталация.
Свържете се с нас сега! Радваме се да обсъдим вашите изисквания за екстракция с вас!
Свържете се с нас! / Попитайте ни!
Монтаж на Hielscher UIP4000hdT, ултразвуков екстрактор с мощност 4kW, за промишлен добив.
Литература / Препратки
- 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.
- Uzma Altaf, A Rouf, Varsha Kanojia, Qudsiya Ayaz, Imtiyaz Zargar (2018): Ultrasound treatment: A novel processing technique for food preservation. The Pharma Innovation Journal 2018; 7(2): 234-241.
- Renata Vardanega, Diego T. Santos, M. Angela A. Meireles (2014): Intensification of bioactive compounds extraction from medicinal plants using ultrasonic irradiation. Pharmacogn Rev. 2014 Jul-Dec; 8(16): 88–95.
Факти, които си струва да знаете
Ултразвуковата екстракция се издигна до най-ефективната и лесна за използване техника, когато става въпрос за извличане на биоактивни съединения от растителни продукти. Най-яркият пример за успешна екстракция може да бъде изолирането на CBD и други канабиноиди от канабиса.
Ултразвукови срещу конвенционални методи за екстракция
Накисването в етанол е прост метод, но отнема много време, капацитетът на процеса е ограничен, а разходите за разтворител и енергия са високи. Остатъчният разтворител в крайния продукт пречи на целта да се получи висококачествен екстракт.
Добивът с помощта на затворена въглеводородна система изисква използването на изкопаеми горива, така че в крайния продукт да могат да се намерят канцерогенни вещества като бензен.
Свръхкритичните системи за извличане на CO2 са с високи инвестиционни разходи, както и консумация на енергия. Свръхкритичните CO2 екстрактори изискват добре обучен персонал за работа, тъй като CO2 системите с високо налягане са опасни за работа. Когато CO2 изтече, това може да причини задушаваща смърт на присъстващите работници.
Извличането на критична вода е екологична алтернатива, която е бавна и освобождава само малка част от биоактивните съединения.
ултразвукова екстракция
Ултразвуковата екстракция е техника за засилване на екстракцията, която може да се използва в комбинация с вода (без разтворители) както и с Разтворители като етанол, етанол-вода, глицерин, метанол, растителни масла или други разтворители по избор. Ултразвуковата екстракция насърчава преноса на маса, така че добив на екстракт от 95-99% могат да бъдат получени. Уникирането може лесно да се увеличи и да се получат висококачествени екстракти.
Малък ултразвуков екстрактор като UP400St (400W) е в състояние да обработи партида до 10L в рамките на 5-15 минути (в зависимост от параметрите на процеса като суровина (прясна или сушена; пъпки, листа, стъбла), разтворител, температура).
Мощният ултразвуков екстрактор UIP2000hdT с мощност 2 kW може да се управлява като вградена система. В проточен режим UIP2000hdT лесно обработва от 200 до 800 л/час (също в зависимост от параметрите на процеса).
Инвестиционните разходи за ултразвуков процесор са ниски в сравнение с CO2 екстрактор. Също така енергийните разходи за експлоатация са пренебрегвани. Ултразвуковите екстрактори са много безопасни за работа, лесни за почистване и изискват много ниска поддръжка.
канабис
Биоактивните съединения на растението канабис (както коноп, така и марихуана) са привлекли много внимание в по-близкото минало. Особено за канабиноида канабидиол (CBD) са показани много ползи за здравето, които достигат от борба с рака и противовъзпалителни свойства до болкоуспокояващи и антидепресантни ефекти. Освен канабидиола, растението канабис съдържа множество други канабиноиди като THC (тетрахидроканабинол), канабинол (CBN), канабигерол (CBG), канабихромен (CBC) и канабинодиол (CBND). Канабиноидите са показали огромен терапевтичен потенциал и са във фокуса на много изследователски проучвания.
Взаимодействието на различните канабиноиди и други биоактивни съединения като терпени, полифеноли, флавоноиди и алкалоиди изглежда води до още по-добри ползи за здравето. Взаимодействието на различни терпени, различни канабиноиди и други растителни съединения се нарича “Ефект на антураж”. Благодарение на този антураж ефекти, екстрактите от пълен спектър, които могат успешно да бъдат получени чрез ултразвукова екстракция (ОАЕ), са известни с изключителни терапевтични ефекти.
Терпени от канабис
Терпеноидите са компоненти на етеричното масло, които могат да бъдат намерени в растителните продукти. Растението канабис е много богато на терпени. В канабиса терпените се произвеждат в трихомите на растението. Трихомите са лъскавите, лепкави кристали, които се прилепват към листата и пъпките. Тези трихоми са естественият защитен механизъм на растението канабис, който предпазва растението от насекоми и животни. Поради ароматната миризма, терпените действат като репелент. За нас, хората, най-забележимата характеристика на терпените от канабис е тяхната миризма. Тези терпени допринасят за многобройните ползи за здравето от растението канабис (коноп и марихуана).
Освен аромата и аромата си, терпеновите молекули са мощни растителни вещества, които предлагат различни медицински ползи.
Както марихуаната, така и конопът от рода Cannabis Sativa съдържат изключително количество терпеноиди и съдържат повече от 100 различни вида тези вещества.
Всеки терпен има уникални свойства, които варират от успокоително до повдигащо. Например, неролидолът има седативни и антитревожни ефекти, линалоолът помага за справяне със симптомите на тревожност и артрит, докато мирценът е известен с облекчаването на хроничната болка. Терпените β-мирцен, Ɣ-пинен и хумулен намаляват възпалението и имат аналгетично действие.
Различни терпени са уникални за канабиса, но много от терпени, открити в канабиса, присъстват и в няколко други растения. Кариофиленът се намира например в зелени листни зеленчуци, хмел както и в розмарин и риган. Лимоненът е основният терпен, открит в цитрусовите плодове като лимони и портокали.
Ефектът на антуража
Всеки терпен е известен със специфични терапевтични ефекти. Известно е, че терпените и други ботанически съединения като полифеноли и флавоноиди показват изключителни синергетични ефекти, които водят до подобрена симбиоза между канабиноидите. Това взаимодействие на различни биоактивни съединения е известно като “Ефект на антураж“.
Ефектът на антуража прави терпените по-биодостъпни и помага на тялото да абсорбира канабиноидите по-ефективно.
Видове биоактивни съединения
Броят, концентрацията и разнообразието на биоактивните съединения са отговорни за лечебните свойства на ботаническия екстракт. Тези биоактивни съединения се синтезират като вторични метаболити, които не допринасят за растежа или фотосинтезата в растенията. Те обаче са от решаващо значение за растенията’ оцеляване и взаимодействие със заобикалящата го среда. Ботаническите биоактивни съединения могат да бъдат широко класифицирани в трите класа терпени и терпеноиди, алкалоиди и фенолни съединения. Фенолните съединения са най-широко разпространената група вторични метаболити в растителното царство и са добре познати и ценени заради своите антиоксидантни ефекти. Друг важен клас фенолни съединения с ниско молекулно тегло са флавоноидите, които също проявяват много силни антиоксидантни ефекти.
Гамата от фенолни съединения включва фенолни киселини като бензоена и хидроксиканална киселини, флавоноиди като флавони и флавоноли, лигнани и стилбени. Екстракт от пълен спектър (напр. получен чрез ултразвукова екстракция от канабис) включва всички тези различни ботанически съединения, които проявяват най-широкообхватни ефекти върху здравето.
Принципът на работа на ултразвуковата екстракция
Ултразвуковата екстракция се основава на акустични вълни (ултразвук), свързани в течна среда. Интензивните ултразвукови вълни генерират цикли на високо налягане / ниско налягане. Поради разликите в налягането по време на разпространението на ултразвукови вълни през течността се появяват кавитационни мехурчета. Имплозията на тези кавитационни мехурчета води до енергийно плътни условия.
Ултразвуковата екстракция на активни съединения и етерични масла се основава на принципа на работа на Акустична кавитация. Фигурата по-горе показва ефекта от колапс на кавитационния мехур и произтичащото от това освобождаване на етерично масло от растителен материал
източник: Altaf et al. 2018
Условията в близост до имплодиращи кавитационни мехурчета могат да бъдат екстремни – произвеждащи температури до 4500°C и налягане до 100 MPa. Имлозията и произтичащите от нея диференциали водят до много високи сили на срязване и турбуленции в кавитационната гореща точка. Комбинацията от тези фактори на разлики в налягането, топлинни диференциали и срязване насърчава масовия пренос и по този начин процесите на извличане. Чрез интензивните ултразвукови кавитационни сили клетките (напр. на растенията, бактериите или тъканите) се разрушават и вътрецелуларният материал (като масла, липиди, протеини и активни съединения) се освобождава в околния разтворител.
Следователно ултразвуковата екстракция е предпочитаният метод за засилване на процесите на екстракция.
Ултразвуковата екстракция се основава на акустична кавитация и нейните хидродинамични сили на срязване
Високомощни ултразвукови екстрактори от лабораторен до пилотен и индустриален мащаб.