Brza i jednostavna ultrazvučna ekstrakcija kanabisa
- Da bi se zadovoljila rastuća potražnja i snabdili kanabinoidi visokog kvaliteta, efikasna i pouzdana metoda ekstrakcije kanabisa je značajna. Dokazano je da ultrazvučna ekstrakcija skraćuje vrijeme ekstrakcije i značajno povećava prinos.
- Uz moćni ultrazvuk, ekstrakcija kanabisa postaje brža, potpunija i vrlo učinkovita. Ultrazvučna ekstrakcija je jednostavna i pouzdana.
- Hielscher proizvodi ultrazvučne ekstraktore za izolaciju kanabinoida u laboratoriju do punog industrijskog opsega.
Ultrazvučna ekstrakcija kanabinoida i terpena
Ekstrakcija uz pomoć ultrazvuka je dugogodišnja dokazana i industrijski uspostavljena tehnika ekstrakcije, koja je poznata po visokim prinosima ekstrakta, brzoj obradi i jednostavnom rukovanju. Sonikacija primjenjuje intenzivne sile smicanja i stres na medij, čime se razbijaju ćelijski zidovi biljnog materijala kanabisa. Iz slomljenih ćelija, velike količine bioaktivnih spojeva kao što su kanabinoidi se efikasno oslobađaju u vrlo kratkom vremenu ekstrakcije. To znači da se proces ekstrakcije aktivnih supstanci kao što su kanabinoidi i terpeni iz biljke kanabisa može značajno povećati ultrazvukom.
Ultrazvučna ekstrakcija se može izvesti sa širokim spektrom rastvarača. U zavisnosti od naknadne upotrebe, aktivne supstance iz kanabisa se ekstrahuju npr. u butan, CO2, propan itd., kada se ekstrakti koriste za inhalaciju. Za pripremu ekstrakata za oralnu upotrebu, kao rastvarači se preferiraju etanol, cikloheksan, izopropanol, maslinovo ulje, kokosovo ulje itd.
Hielscher Ultrasonics vam nudi odgovarajuću opremu za ekstrakciju – bilo da vam je potreban mali ili srednji ekstraktor, pilot ili industrijski sistem, Hielscher ultrasonikatori ispunjavaju vaše zahtjeve.
- kratko vreme ekstrakcije
- Visoka stopa ekstrakcije
- Potpuna ekstrakcija
- blagi, netermički tretman
- laka integracija i siguran rad
- bez opasnih/toksičnih hemikalija, bez nečistoća
- jeftino
- Energetski efikasan
- zelena ekstrakcija: ekološki prihvatljiva
Hielscher Ultrasonicatori za ekstrakciju kanabisa – Naučno dokazana efikasnost!
Casiraghi i kolege sa italijanskog univerziteta u Milanu uporedili su tri metode ekstrakcije kanabisa: ultrazvučnu ekstrakciju, Soxhletovu ekstrakciju i maceraciju.
Studija je imala za cilj da istraži efikasnost ultrazvučne ekstrakcije za ekstrakciju kanabinoida iz cannabis sativa i da je uporedi sa drugim metodama ekstrakcije, kao što su Soxhlet ekstrakcija i maceracija.
Istraživači su koristili Hielscher ultrazvučni procesor UP200Ht (vidi sliku lijevo) za proces ekstrakcije, i otkrili su da je metoda ekstrakcije uz pomoć ultrazvuka učinkovitija u ekstrakciji kanabinoida od druge dvije metode. Ultrazvučna ekstrakcija je takođe bila brža, efikasnija i manje radno intenzivna od ostalih metoda.
Ekstrakcija je izvedena korištenjem maslinovog ulja kao rastvarača. Biljni materijal je dodan u rastvarač i ultrazvučni 10 minuta pri 60% amplitude sa ultrasonikatorom UP200Ht.
Nakon koraka sonikacije, ekstrakt je filtriran i rastvarač je uparen pod sniženim pritiskom da bi se dobio koncentrirani ekstrakt. Ekstrakt je zatim analiziran na sadržaj kanabinoida pomoću tečne hromatografije visokih performansi (HPLC).
Sve u svemu, rezultati ove studije pokazali su da je ultrazvučna ekstrakcija kanabinoida CBD i THC u maslinovom ulju efikasna metoda za ekstrakciju kanabinoida iz biljnog materijala Cannabis sativa, sa visokim prinosima i čistoćom.
Jedna od prednosti ultrazvučne ekstrakcije pomoću UP200Ht je da može proizvesti veće prinose kanabinoida u kraćem vremenskom periodu od tradicionalnih metoda ekstrakcije. Istraživači su također primijetili da je ultrazvučna ekstrakcija ekološki prihvatljivija metoda u odnosu na druge metode ekstrakcije, jer zahtijeva manje rastvarača i energije. Uz to, ultrazvučna ekstrakcija se može lako proširiti za industrijsku proizvodnju, što je čini obećavajućim metodom za proizvodnju CBD ekstrakata velikih razmjera.
Zaključno, studija sugerira da je ultrazvučna ekstrakcija pomoću UP200Ht obećavajuća metoda za ekstrakciju kanabinoida iz cannabis sativa u medicinske svrhe.
(usp. Casiraghi et al., 2022.)
Sonication and Extraction Conditions
Proces ultrazvučne obrade kanabisa
Ekstrakcija uz pomoć ultrazvuka zasniva se na ponavljanju ciklusa visokog i niskog pritiska. Ovi naizmjenični ciklusi visokog pritiska i niskog pritiska od 20.000 puta u sekundi sonikacije stvaraju intenzivne sile smicanja i mlazove tekućine. Ovaj ekstremni stres prevladava selektivnost membrane, perforira i lomi ćelijski zid i rezultira visokim prijenosom mase između unutarnje ćelije i okolnog rastvarača. Ultrazvučnom ekstrakcijom mogu se postići veći prinosi i kraće trajanje ekstrakcije. Budući da je ultrazvučna ekstrakcija ponovljiv proces, rezultati ekstrakcije se mogu ponoviti za standardizirani kvalitet ekstrakta.
Hielscher ultrazvučni ekstraktori daju vam potpunu kontrolu nad važnim parametrima ekstrakcije. Podešavanjem amplitude, trajanja, pritiska i sastava tečnosti, izlaz procesa ekstrakcije može se precizno kontrolisati i reprodukovati.
Rastvarači za ekstrakciju kanabisa
Sva uobičajena otapala mogu se koristiti za vašu ultrazvučnu ekstrakciju. Ovisno o tome da li se ekstrakti proizvode za oralne ili inhalacijske lijekove, analizu, kontrolu kvalitete ili druge svrhe, određena otapala su posebno pogodna za specifične svrhe. Ultrazvučna ekstrakcija omogućava upotrebu različitih rastvarača uključujući vodu, rastvarače i ulja (npr. H2O, CO2, etanol, metanol, butan, propan, maslinovo ulje, kokosovo ulje itd.).
Temperatura ekstrakcije
Najbolji rezultati za ultrazvučno potpomognutu ekstrakciju biljnih ekstrakata (npr. aktivnih spojeva iz bilja, ljekovitog bilja itd.) postižu se pri temperaturi procesa između 0-60°C. Ultrazvučna ekstrakcija je netermalna i stoga blaga metoda tako da se ekstrahirani aktivni sastojci sprječavaju od razgradnje.
Kombinirane metode ekstrakcije
Ultrazvučna ekstrakcija se može lako kombinovati sa pritiskom, toplotom, superkritičnim uslovima ekstrakcije ili Soxhlet ekstraktorom kako bi se poboljšali rezultati i/ili prilagodili podešavanje ekstrakcije specifičnim zahtevima. Retro-ugradnja ultrazvučnog aparata u postojeće postrojenje za ekstrakciju kanabisa je od posebnog interesa, ako postojeća metoda ekstrakcije ne radi sa željenim performansama i rezultatima.
Već postojeće mašine za ekstrakciju mogu se lako nadograditi implementacijom ultrazvučnog ekstraktora. Biće nam drago da vam pomognemo u instalaciji za naknadnu ugradnju ultrasonikatora u vaše instalacije za ekstrakciju.
Pročitajte više o ultrazvučno poboljšanoj superkritičnoj ekstrakciji CO2!
Polja primjene za ultrazvučnu ekstrakciju kanabisa
Kanabinoidi, terpeni i drugi aktivni sastojci biljke kanabisa ekstrahiraju se u različite svrhe. Ultrazvučna ekstrakcija je pouzdana metoda za dobivanje ekstrakata biljke kanabisa
- medicinska/farmaceutska proizvodnja
- rekreativni proizvodi od kanabisa
- proizvodnja nutrijenata i hrane
- prije daljnje obrade, npr. nano-emulzifikacija
- testiranje potencije lijekova
- forenzička/hemijska analiza
ultrazvučni ekstraktori – Za male i velike razmjere
Hielscher Ultrasonics je vaš partner za ultrazvučnu opremu za ekstrakciju visokih performansi. Bilo da želite proizvoditi manje serije visokokvalitetnih CBD ekstrakata za svoj butik ili prerađivati velike količine konoplje ili marihuane u industrijskoj mjeri – Hielscher Ultrasonics ima idealnu opremu za ultrazvučnu ekstrakciju za vas!
Linearna skalabilnost i precizna kontrola procesa omogućavaju pouzdane rezultate na bilo kom nivou. Pročitajte više o povećanju procesa ultrazvučne ekstrakcije!
Mi vam pomažemo: Naše procesno savjetovanje & usluga
Hielscher Ultrasonics ima dugogodišnje iskustvo s ultrazvučnom obradom i ima duboko razumijevanje procesa ultrazvučne ekstrakcije. Pomažemo vam sa preporukama za najprikladniji ultrazvučni aparat za vaš proces i educiramo vas kako da najefikasnije koristite naše uređaje. Naši inženjeri su dostupni za instalacijske usluge širom svijeta.
U našoj potpuno opremljenoj laboratoriji za ultrazvučne procese u Njemačkoj, naš tim procesnih inženjera i hemičara je u mogućnosti da razvije i optimizira vaš proces za vas ili zajedno s vama.
Literatura/Reference
- 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.
- Da Porto, C.; Natolino, A.; Decorate, D. (2015): Effect of ultrasound pre-treatment of hemp (Cannabis sativa L.) seed on supercritical CO2 extraction of oil. J Food Sci Technol 2015 Mar 25;52(3):1748-53.
- Djenni, Zoubida; Pingret, Daniella; Mason, Timothy J.; Chemat, Farid (2012): Sono–Soxhlet: In Situ Ultrasound-Assisted Extraction of Food Products. Food Analytical Methods. 2012.
- Karami, Z.; Yousefi, G.; Alipour, M.; Emam Djomeh, Z.(2013): Modeling and Optimization of Ultrasonic Assisted Extraction (UAE) of Oil from Cannabis with RSM.
- Suslick, K.S. (2001): Sonoluminescence and Sonochemistry. Encyclopedia of Physical Science and Technology; R.A. Meyers (ed.): Academic Press, San Diego, 2001.
Osnovne informacije
ultrazvučna ekstrakcija
Snažni ultrazvuk je dokazana metoda za efikasnu i pouzdanu ekstrakciju aktivnih spojeva uključujući biljne/medicinske spojeve, ulja, proteine i bioaktivne tvari (npr. flavone, polifenoli, antocijani, arome) iz biljaka, biljaka, cvijeća i sjemena.
Za ultrazvučnu ekstrakciju, snažni ultrazvučni talasi se spajaju u mešavinu biljke i rastvarača, tako da dolazi do akustične kavitacije. Akustična kavitacija se opisuje kao ultrazvučno uzrokovano stvaranje, rast i implozivno kolaps mjehurića u tekućinama.
“Tokom kavitacije, kolaps mjehurića proizvodi intenzivno lokalno zagrijavanje i visoke pritiske, s vrlo kratkim vijekom trajanja. U oblacima kavitirajućih mjehurića, ove vruće tačke imaju ekvivalentne temperature od otprilike 5000 K, pritiske od oko 1000 atmosfera i stope zagrijavanja i hlađenja iznad 1010 K/s. U kavitaciji sa jednim mjehurićima, uslovi mogu biti još ekstremniji. Kavitacija, dakle, može stvoriti ekstremne fizičke i hemijske uslove u inače hladnim tečnostima. Ako se tekućine koje sadrže čvrste tvari zrače ultrazvukom, može doći do srodnih pojava. U blizini proširene čvrste površine, kolaps šupljine postaje nesferičan, što tjera mlazove tekućine velike brzine u čvrstu površinu. Ovi mlazovi i povezani udarni valovi mogu uzrokovati značajna oštećenja površine i izložiti svježe, jako zagrijane površine. Pored toga, do sudara velikih brzina između čestica dolazi tokom ultrazvučnog zračenja suspenzija tečnog praha kroz kavitaciju i udarne talase koje stvara u takvim kašama. Rezultirajući sudari mogu izazvati dramatične promjene u površinskoj morfologiji, sastavu i reaktivnosti.” [Suslick 2001: 2f.]
Ovi intenzivni uslovi ultrazvučne kavitacije imaju nekoliko efekata na biljni materijal i njegovu mogućnost ekstrakcije:
- prevazilaženje selektivnosti stanične membrane
- povećan prijenos mase između unutarnje ćelije i okolnog rastvarača
- lomljenje ćelije
- oslobađanje intracelularnog materijala
Ovo čini sonikaciju vrlo efikasnom metodom ekstrakcije. Zbog intenzivnih mehaničkih sila, često se mogu koristiti zeleni i blagi rastvarači kao što su voda, etanol itd.
Ultrazvučna ekstrakcija skraćuje vrijeme ekstrakcije i omogućava smanjenu i/ili blažu upotrebu rastvarača. To znači da ultrazvučna ekstrakcija rezultira većim brzinama ekstrakcije i proizvodi zdravije ekstrakte. To je zbog karakteristika njegovog rada na niskim temperaturama kako za smanjenje gubitaka topline uzrokovane temperaturnim faktorima, tako i za izbjegavanje isparavanja tvari zbog niske točke ključanja, kao i za održavanje biološki aktivnih tvari.
Još jedna prednost ultrazvučne ekstrakcije leži u jednostavnoj i sigurnoj upotrebi i preciznoj kontrolisanoj primeni. Kao metoda netermalne ekstrakcije, sonikacija se može izvoditi na niskim temperaturama kako bi se izbjegla degradacija toplinski osjetljivih, toplinski labilnih supstanci.