Oprema za ekstrakciju kanabisa – prednost ultrazvučne obrade
Oprema za ultrazvučnu ekstrakciju ima brojne prednosti zbog kojih je to vrhunska metoda ekstrakcije konoplje i marihuane. Iako se ekstrakcija bioaktivnih spojeva kao što su THC i CBD iz kanabisa može provesti različitim tehnikama, ultrazvučna obrada (sonikacija) nudi brojne prednosti. Zahvaljujući visokim prinosima, visokokvalitetnim ekstraktima, brzom procesu, niskim troškovima ulaganja i rada te sigurnom i jednostavnom radu, ultrazvučna ekstrakcija je preferirana metoda za procese ekstrakcije, kako u maloj, tako i u industrijskoj proizvodnji ekstrakata kanabisa.
Prednosti ultrazvučne ekstrakcije kanabisa
Ultrazvučni uređaji sa sondom vrsta su opreme za ekstrakciju koja koristi ultrazvučne valove za razgradnju biljnog materijala i ekstrakciju željenih spojeva. Pokazalo se da ova metoda u ekstrakciji kanabisa nadmašuje tradicionalne metode ekstrakcije iz nekoliko razloga:
- Efikasnost: Ultrazvučne sonde mogu ekstrahirati veći postotak ciljnih spojeva iz biljnog materijala nego tradicionalne metode ekstrakcije kao što su ekstrakcija otapalima ili destilacija vodenom parom. To je zato što ultrazvučne sonde koriste zvučne valove visoke frekvencije za razgradnju biljnog materijala na ćelijskom nivou, što olakšava ekstrakciju željenih spojeva.
- Brza ekstrakcija: Ultrazvučne sonde mogu ekstrahirati ciljne spojeve iz biljnog materijala za nekoliko minuta, dok tradicionalne metode ekstrakcije mogu trajati satima ili čak danima. To znači da ultrazvučne sonde mogu obraditi više materijala za kraće vrijeme, što ih čini efikasnijom metodom ekstrakcije.
- Puni spektar: Ultrazvučni uređaji sa sondom ekstrahiraju cijeli raspon bioaktivnih spojeva. To omogućava proizvodnju ekstrakata punog spektra pomoću ultrazvučnih sondi, koji su poznati po svom entourage efektu, a koji može biti važan u medicinske ili istraživačke svrhe.
- Sigurnost: Ultrazvučne sonde smatraju se sigurnijom metodom ekstrakcije u poređenju s tradicionalnim metodama, kao što je ekstrakcija otapalima, koja može uključivati upotrebu zapaljivih i potencijalno toksičnih otapala, ili superkritični CO2 ekstraktori, koji rade pod visokim pritiscima. Ultrazvuk je kompatibilan s bilo kojom vrstom otapala, uključujući vodu i vodeni etanol, što ga čini sigurnijom i ekološki prihvatljivijom metodom ekstrakcije.
Ukratko, ekstrakcija kanabisa pomoću ultrazvučnih sondi ima nekoliko prednosti u odnosu na tradicionalne metode ekstrakcije, uključujući veću efikasnost, brzinu, selektivnost i sigurnost.
Ultrazvučni ekstraktor UIP2000hdT (2kW) za industrijsku proizvodnju potpuno prirodnih, organskih ekstrakata kanabisa.
Ultrazvučni uređaji naspram CO2 ekstraktora za ekstrakciju kanabisa
Superkritična CO2 ekstrakcija je konvencionalna metoda za proizvodnju ekstrakata kanabisa. Međutim, zbog visokih troškova, sigurnosnih problema i složenog rada, ultrazvučni uređaji zamijenili su brojne instalirane CO2 ekstraktore. U nastavku pročitajte prednosti kojima ultrazvučna obrada nadmašuje superkritičnu CO2 ekstrakciju.
- Prinos: Pokazalo se da ultrazvučna ekstrakcija daje veće prinose željenih spojeva u poređenju s CO2 ekstrakcijom. To je zato što ultrazvučna ekstrakcija može razgraditi biljni materijal na ćelijskom nivou, što omogućava efikasniju ekstrakciju ciljnih spojeva.
- Brzina: Ultrazvučna ekstrakcija može se završiti za nekoliko minuta, dok CO2 ekstrakcija može trajati nekoliko sati. To znači da je ultrazvučna ekstrakcija brža metoda i da može obraditi veće količine materijala za kraće vrijeme.
- Selektivnost: Ultrazvučna ekstrakcija daje ekstrakte širokog spektra, koji sadrže širok raspon bioaktivnih spojeva. Ekstrakti širokog spektra cijene se zbog takozvanog entourage efekta, pri kojem tvari sinergijski podržavaju i pojačavaju svoja specifična djelovanja. Zbog toga je ultrazvučna ekstrakcija odlična opcija za terapijske ekstrakte, kao i za istraživačke svrhe.
- Energetska efikasnost: Ultrazvučna ekstrakcija troši manje energije od CO2 ekstrakcije, što je čini ekološki prihvatljivijom opcijom.
- Cijena opreme: Oprema za ultrazvučnu ekstrakciju općenito je jeftinija od opreme za CO2 ekstrakciju, zbog čega može biti dostupnija opcija za proizvođače manjeg obima.
- Sigurnost: Ultrazvučna ekstrakcija može se provoditi bez upotrebe zapaljivih ili toksičnih otapala. Voda ili vodeni etanol najčešće su korištena otapala za ekstrakciju kanabisa. Nasuprot tome, CO2 ekstrakcija zahtijeva upotrebu CO2 pod visokim pritiskom. S tako visokim pritiscima dolazi rizik od curenja CO2 ili kvara opreme te s tim povezane opasnosti visokog pritiska. Stoga se ultrazvučna ekstrakcija smatra sigurnijom metodom i za rukovaoce i za okoliš.
Ultrazvučna ekstrakcija kanabisa – princip rada ultrazvuka u ekstrakciji
Ekstrakcija ultrazvukom zasniva se na principu akustične kavitacije. Primjena ultrazvuka velike snage na tečnosti i suspenzije rezultira intenzivnom kavitacijom i smičnim silama. U suspenziji listova, cvjetnih pupoljaka, cvjetova, stabljika i drugih dijelova biljke biljne ćelije se razgrađuju ultrazvučnim smičnim silama i oslobađaju se bioaktivni spojevi kao što su kanabidiol (CBD) i tetrahidrokanabinol (THC). Ultrazvučna ekstrakcija dobro je uspostavljena kao vrlo efikasna i pouzdana tehnika za izolaciju bioaktivnih biljnih spojeva. Posebno se u proizvodnji visokokvalitetnih ulja kanabisa ultrazvučna obrada pokazala uvjerljivom zahvaljujući visokim prinosima (veći izlaz ekstrakta), izvrsnom kvalitetu (puni spektar) i brzom vremenu obrade. Primjena ultrazvučnih valova je mehanički tretman koji je netoksičan, siguran i ekološki prihvatljiv.
Ultrazvučna šaržna ekstrakcija kanabisa od 120L pomoću UIP2000hdT i miješalice
- Veći prinos
- Visok kvalitet
- Bez termičke degradacije
- Brza ekstrakcija
- Jednostavan i siguran rad
- Zelena ekstrakcija
Ukratko – prednosti Hielscher ultrazvučnih ekstraktora
Efikasnost
- Veći prinosi
- Proces brze ekstrakcije – u roku od nekoliko minuta
- Visokokvalitetni ekstrakti – blaga, netermička ekstrakcija
- Zelena otapala (voda, etanol, glicerin, biljna ulja itd.)
Jednostavnost
- Plug-and-play – postavljanje i rad u roku od nekoliko minuta
- Veliki protok – za proizvodnju ekstrakata velikog obima
- Šaržni ili kontinuirani inline rad
- Jednostavna instalacija i pokretanje
- Prenosivo / pokretno – prenosive jedinice ili jedinice na točkovima
- Linearno povećanje kapaciteta – dodajte još jedan ultrazvučni sistem paralelno radi povećanja kapaciteta
- Daljinski nadzor i upravljanje – putem računara, pametnog telefona ili tableta
- Nije potreban nadzor procesa – postavite i pokrenite
- Visoke performanse – dizajnirano za kontinuiranu proizvodnju 24/7
- Robusnost i malo održavanja
- Visok kvalitet – dizajnirano i proizvedeno u Njemačkoj
- Brzo punjenje i pražnjenje između serija
- Lako se čisti
Sigurnost
- Jednostavan i siguran rad
- Ekstrakcija bez otapala ili s otapalima (voda, etanol, biljna ulja, glicerin itd.)
- Bez visokih pritisaka i temperatura
- Dostupni sistemi u protueksplozijskoj izvedbi s ATEX certifikatom
- Lako upravljanje (također putem daljinskog upravljanja)
UP400St Ultrazvučna ekstrakcija biljnih materijala, kao što je kanabis, u šarži od 8L
Ultrazvučna oprema za ekstrakciju kanabisa
Hielscher Ultrasonic je vaš pouzdan partner kada je riječ o visokoučinkovitoj opremi za ultrazvučnu ekstrakciju kanabisa i drugih biljnih materijala. Sa brojnim instalacijama širom svijeta, Hielscher ultrazvučni ekstraktori su dobro poznati po visokoj stopi ekstrakcije, pouzdanosti i robusnosti.
Od manjih kompaktnih stolnih ultrazvučnih uređaja kao što je UP400St (400W) do najsnažnijeg UIP16000hdT na svijetu, Hielscher pokriva cijeli raspon opreme za ultrazvučnu ekstrakciju. To nam omogućava da vam preporučimo ultrazvučni ekstraktor koji je najprikladniji za zahtjeve vašeg procesa.
Dizajn, proizvodnja i savjetovanje – kvalitet proizveden u Njemačkoj
Hielscher ultrazvučni uređaji dobro su poznati po najvišem kvalitetu i standardima dizajna. Robusnost i jednostavan rad omogućavaju nesmetanu integraciju naših ultrazvučnih uređaja u industrijska postrojenja. Hielscher ultrazvučni uređaji lako se nose s teškim uslovima i zahtjevnim okruženjima.
Hielscher Ultrasonics je ISO certificirana kompanija i posebnu pažnju posvećuje visokoučinkovitim ultrazvučnim uređajima koji odlikuju najsavremenija tehnologija i jednostavnost korištenja. Naravno, Hielscher ultrazvučni uređaji su usklađeni sa CE oznakom i ispunjavaju zahtjeve UL, CSA i RoHs.
Tabela u nastavku daje vam orijentaciju o približnom kapacitetu obrade naših ultrazvučnih uređaja:
| Zapremina šarže | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500mL | – | UP100H |
| 10 do 8000mL | – | UP200Ht, UP400St |
| 0,5-150L | 0,2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 1 do 300L | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
| – | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| – | veći | klaster uređaja UIP16000 |
Zanimljive činjenice
Pregled i poređenje najčešćih metoda ekstrakcije kanabisa
Ultrazvučna ekstrakcija
Proizvod: Ultrazvučna ekstrakcija daje visokokvalitetan ekstrakt punog spektra. Sirovi ekstrakt se prečišćava filtracijom, destilacijom i/ili winterizacijom.
Cijena opreme: od otprilike US$5.000 do nekoliko US$100.000, ovisno o kapacitetu i konfiguraciji
Postavka: u šaržnom radu/u bačvi ili u kontinuiranom inline radu
Tehničke vještine: lako i sigurno rukovanje i rad
Otapalo: mogu se koristiti sve vrste otapala, kao što su voda, mješavina vode i alkohola, izopropilni alkohol, heksan, etanol, metanol, butan, biljna ulja (maslinovo ulje, kokosovo ulje), glicerin itd.
Ciljani spojevi: puni spektar (svi dostupni kanabinoidi i terpeni)
Glavne prednosti: visok prinos, jednostavan rad, jeftino, lako povećanje razmjera na industrijsku proizvodnju
Ekstrakcija otapalima (alkohol, etanol)
Proizvod: obično sirovi ekstrakt koji zahtijeva dodatno prečišćavanje, kao što je winterizacija ili filtracija. Etanolni ekstrakt se obično nakon winterizacije i filtracije dodatno prečišćava destilacijom.
Cijena opreme: između $5.000 i milione, ovisno o veličini, mogućnostima ili mogućnostima automatizacije.
Tehničke vještine: obrazovanje iz osnova hemije/srednji nivo.
Ciljani spojevi: svi dostupni kanabinoidi, dobiveni ekstrakt sadrži male količine monoterpena.
CO2 ekstrakcija
Proizvod: sirovi ekstrakt koji zahtijeva dodatno prečišćavanje, kao što je winterizacija ili filtracija
Cijena opreme: između $100.000 i milione USD, ovisno o veličini, mogućnostima ili automatizaciji
Tehničke vještine: obučenost za rad s tečnim CO2 (sistem pod visokim pritiskom – sigurnost)
Ciljani spojevi: kanabinoidi sa samo malim količinama monoterpena
Ekstrakcija ugljikovodicima
Proizvod: shatter, budder, vosak, HTFSE, HCFSE, ili sirovi ekstrakt za destilaciju, ili terpeni koji se dodaju destilatu
Cijena opreme: $5.000 do $100.000, ovisno o veličini i mogućnostima
Tehničke vještine: obrazovanje iz hemije i sigurnosti (upotreba zapaljivih tečnosti, tečni butan)
Ciljani spojevi: svi kanabinoidi
Primjena ultrazvučnih valova za ekstrakciju
Kada se visokoučinkoviti ultrazvuk primijeni na tečne sisteme (uključujući suspenzije i viskozne paste), stvara se akustična kavitacija. Akustična kavitacija opisuje pojavu nastanka, rasta i konačne implozije kavitacijskih mjehurića. Tokom širenja ultrazvučnih valova vakuumski mjehurići osciliraju, rastu i kolabiraju u trenutku kada mjehurić ne može apsorbirati više energije. Implozija mjehurića lokalno stvara ekstremne uslove vrlo visokih temperatura, pritisaka, brzina zagrijavanja i hlađenja, kao i razlika pritisaka i tečnih mlazeva. Ekstremni uslovi rezultiraju termičkim, mehaničkim i hemijskim efektima. Razgradnja ćelija i oslobađanje bioaktivnih spojeva (= ekstrakcija) mehanički je efekat, koji je vrlo djelotvoran i efikasan.
Akustična kavitacija, koju stvara ultrazvuk visokog intenziteta i niske frekvencije, stvara intenzivne smične sile i lokalno nastale velike razlike pritisaka i temperatura, koje pružaju potreban udar za razgradnju ćelija, intenzivno miješanje i prijenos mase. Ove ultrazvučne smične sile uspješno se primjenjuju za ekstrakciju kanabisa.
Zahvaljujući vrhunskom izlazu ekstrakta, visokoj stopi ekstrakcije, brzini procesa te jednostavnom i sigurnom radu, ultrazvučna ekstrakcija uspješno se koristi za ekstrakciju mnogostrukih biljnih spojeva.
Snažni ultrazvučni valovi razgrađuju ćelijski matriks bioloških struktura i oslobađaju bioaktivne spojeve. Prijenos mase između biljnog materijala i otapala se intenzivira. Zahvaljujući ovim mehanizmima, ultrazvučna ekstrakcija je vrlo efikasna za ekstrakciju kanabisa.
Istaknuti primjeri ultrazvučne ekstrakcije su kanabis (kanabinoidi i ulje kanabisa iz marihuane i konoplje), kurkumin, papar, šafran, kafa, gorka tikva, maslinovo ulje, ulje avokada, kana, ajurvedsko bilje, đumbir, čaj, i drugo ljekovito bilje.
Dekarboksilacija
Dekarboksilacija je važan korak za efikasnu proizvodnju glavnih bioaktivnih spojeva u kanabisu, kao što su Δ9-tetrahidrokanabinol (Δ9-THC), kanabidiol (CBD) i kanabigerol (CBG). Dekarboksilacija, poznata i kao „aktiviranje“ ili „decarbing“, primjenjuje se kao predtretman radi povećanja sadržaja THC-a (delta9-tetrahidrokanabinola) u biljnom materijalu. Hemijski, dekarboksilacija je reakcija u kojoj se uklanja karboksilna grupa (-COOH) i oslobađa ugljik(IV) oksid (CO2). Kako bi se povećao sadržaj THC-a u biljnoj materiji kanabisa, primjenjuje se proces dekarboksilacije. Dekarboksilacijom se količina nepsihoaktivne Δ9-tetrahidrokanabinolne kiseline (THCA) može pretvoriti u psihoaktivni THC. Δ9-tetrahidrokanabinolna kiselina dekarboksilira se zagrijavanjem (na otprilike 105°C / 220°F tokom 30 min. za suhi materijal, do 90min. za vlažni biljni materijal) i zatim se pretvara u psihoaktivni spoj Δ9-tetrahidrokanabinol.
Na sličan način, biljni materijal kanabisa bogat CBD-A može se dekarboksilirati toplinskim tretmanom i tako pretvoriti u CBD. Za winterizaciju biljnog materijala, osušena usitnjena biljna materija zagrijava se na otprilike 160°C / 320°F tokom 30-60min. kako bi se pokrenula dekarboksilacija.
Temperature dekarboksilacije kanabinoida:
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
Naknadni procesi – filtracija i destilacija
Nakon ultrazvučne ekstrakcije čestice kanabisa moraju se odvojiti filtriranjem iz tečnosti. Stoga se suspenzija kanabisa procjeđuje kroz filter, kao što je mrežica (npr. filterska čarapa) ili pomoću filter prese. Dobivena matična tečnost otapala (npr. etanola) i ekstrakta kanabisa zatim se koncentrira odvajanjem etanola. Tipične metode destilacije za uklanjanje otapala su rotacioni evaporatori ili sistemi za vakuumsku destilaciju.
Rotacioni evaporator (kolokvijalno roto-vap) obično se koristi za odvajanje otapala kao što je etanol od kanabisa, čime se dobiva prečišćeno ulje kanabisa. Regulirana temperatura i jednostavno rukovanje čine rotacioni evaporator dominantnom destilacijskom opremom u industriji kanabisa.
Vakuumska destilacija se uglavnom koristi za izolaciju CBD-a za farmaceutsku i medicinsku upotrebu, gdje je potrebno ukloniti terpene i/ili THC. Budući da terpeni, THC i CBD imaju visoke tačke ključanja (između 160-250°C / 310-482°F), pod atmosferskim uslovima destilacija bi zahtijevala tretman visokom temperaturom, što dovodi do termičke degradacije kanabinoida osjetljivih na toplotu. Osim toga, izlaganje kisiku pokreće oksidativne reakcije, što negativno utječe na kvalitet kanabinoida. Primjenom vakuuma tačke ključanja se snižavaju. Nadalje, primjenom vakuuma uklanja se kisik. Time destilacija pod vakuumom smanjuje termičku i oksidativnu degradaciju ekstrakata.
Winterizacija
Winterizacija je proces uklanjanja biljnih lipida, masti i voskova alkoholnim ispiranjem kako bi se kanabinoidi i terpeni odvojili od neželjenih tvari, kao što su biljni voskovi, masti i hlorofil. Za winterizaciju se ekstrahirano ulje kanabisa stavlja u etanol i hladi na temperature niže od -20°C / -6°F. Na ovim niskim temperaturama lipidi, masti i voskovi se talože i mogu se ukloniti.
Hielscher Ultrasonics proizvodi visokoučinkovite ultrazvučne homogenizatore, od laboratorijskih do industrijskih veličina.