Brza i jednostavna ultrazvučna ekstrakcija kanabisa
Brže izvlačite kanabinoide, terpene i druge vrijedne kanabis spojeve uz Hielscher ultrazvučne ekstrakcijske sisteme. Power ultrasound pojačava prijenos mase, razbija biljne ćelije i pomaže efikasno oslobađanje aktivnih spojeva u odabrani rastvarač – od etanola i jestivih ulja do specijaliziranih ekstrakcionih medija.
Ultrazvučna oprema za ekstrakciju kanabisa za veće prinose i bržu obradu
Bilo da razvijate laboratorijski protokol, validirate pilotski proces ili prelazite na industrijsku proizvodnju, Hielscher ultrazvučni uređaji vam pružaju preciznu kontrolu nad amplitudom, temperaturom, pritiskom, vremenom zadržavanja i uvjetima rastvarača. Ovo čini ultrazvučnu ekstrakciju pouzdanim izborom za reproduktivne ekstrakte kanabisa i konoplje s kratkim vremenom obrade i skalabilnim protokom.
Zašto prerađivači biraju Hielscher ultrazvučnu ekstrakciju:
- Brža ekstrakcija kanabinoida i terpena
- Visoka efikasnost ekstrakcije i reproduktivna kvaliteta proizvoda
- Blaga, netermalna obrada za spojeve osjetljive na toplotu
- Kompatibilno s uobičajenim rastvaračima za ekstrakciju, uključujući etanol i nosače ulja
- Jednostavno skaliranje od laboratorijskih ispitivanja do pune industrijske proizvodnje
- Procesno savjetovanje, testiranje izvodljivosti i podrška pri instalaciji od strane Hielscher inženjera
Recite nam vaš sirovi materijal, otapalo, veličinu serije ili protok, i ciljanu ekstrakciju. Preporučićemo odgovarajući ultrazvučni set-up i procesne parametre za vašu primjenu.
Sonicator UP400St za ekstrakciju kanabisa
| metoda | Izazovi i zabrinutosti | Prednosti ultrazvučne ekstrakcije |
|---|---|---|
| maceracija | Dugo vrijeme obrade | Brži prijenos mase i kraća ekstrakcija |
| Soxhlet | Izloženost toploti i potražnja za rastvaračem | Blaža ekstrakcija na nižim temperaturama |
| superkritični CO2 | Kapitalni troškovi i ograničenja protoka | Može se kombinovati ili naknadno prilagoditi radi poboljšanja ekstrakcije |
| ekstrakcija etanolom | Prinos, brzina, očuvanje terpena | Bolja poremećaj ćelija i ponovljivi parametri |
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.)
Ultrazvučna ekstrakcija je visoko efikasna metoda za ekstrakciju kanabinoida kao što su CBD i THC. Kao rastvarač je korišteno maslinovo ulje, ultrazvučna ekstrakcija je izvedena sa UP200ST.
(slika i studija: © Casiraghi et al., 2022)
Industrijski sonikator UIP2000hdT sa mešalicom u buretu za ekstrakciju kanabisa velikih razmera
Sonication and Extraction Conditions
Hielscher ultrazvučni ekstraktori vam pružaju potpunu kontrolu nad svim relevantnim parametrima procesa, uključujući amplitudu, vrijeme sonikacije, pritisak, temperaturu, protok i sastav rastvarača. Ovo vam omogućava optimizaciju procesa ekstrakcije u pogledu prinosa, profila ekstrakta, propusnosti i zahtjeva za naknadnom obradom.
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
Ultrazvučna ekstrakcija je kompatibilna sa svim uobičajenim rastvaračima, što vam omogućava upotrebu vašeg izabranog rastvarača, kao što su voda, rastvarači i ulja (npr. H2O, CO2, etanol, metanol, butan, propan, maslinovo ulje, kokosovo ulje itd.).
Uobičajeni rastvarači i ekstrakcioni mediji uključuju:
For oral products, food-grade solvents and carrier oils are often preferred. For analytical testing and quality control, laboratory solvents may be used. For industrial cannabinoid extraction, ethanol and CO2-based processes are common choices. Ultrasonication can improve mass transfer in many of these solvent systems and can therefore help reduce extraction time, improve extraction efficiency, or support process standardization.
Temperatura ekstrakcije
Za mnoge procese botaničke ekstrakcije, efikasna ultrazvučna ekstrakcija se postiže pri procesnim temperaturama između 0°C i 60°C. Niže temperature mogu pomoći u očuvanju hlapivih aroma i sastojaka osjetljivih na temperaturu, dok umjerene temperature mogu poboljšati topljivost i brzinu ekstrakcije. Idealna temperatura zavisi od rastvarača, biomase, ciljnih spojeva i specifikacija finalnog proizvoda.
Hielscher ultrazvučni sistemi mogu se integrirati sa rashladnim omotačima, izmjenjivačima toplote i reaktorima s kontrolom temperature kako bi se ekstrakcioni proces održao unutar željenog temperaturnog raspona.
Kombinirane metode ekstrakcije – Sinergije
Ugradnja ultrasonikatora u postojeću postrojenje za ekstrakciju kanabisa može pomoći u poboljšanju performansi ekstrakcije, povećanju protoka, smanjenju vremena ekstrakcije ili učiniti proces ponovljivijim.
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 se mogu lako nadograditi implementacijom ultrazvučnog ekstraktora. Rado ćemo vam pomoći u procjeni procesa, odabiru opreme, konceptima instalacije i integraciji u vaše postojeće proizvodne linije.
Pročitajte više o ultrazvučno poboljšanoj superkritičnoj ekstrakciji CO2!
Polja primjene za ultrazvučnu ekstrakciju kanabisa
Precizna kontrola procesa i linearna skalabilnost omogućavaju prijenos parametara ekstrakcije iz laboratorijskih testova u pilot-proizvodnju i proizvodnju u punom obimu. Ovo omogućava procesorima da razviju pouzdanu metodu ekstrakcije, validiraju je na manjem obimu i uz povjerenje skaliraju proizvodnju.
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!
Pomažemo vam: Naše savjetovanje & Usluga optimizacije procesa
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.
- 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
Šta je ultrazvučna ekstrakcija kanabisa?
Ultrazvučna ekstrakcija kanabisa je metoda ekstrakcije koja koristi visokouzlazni ultrazvuk za oslobađanje kanabinoida, terpena i drugih bioaktivnih spojeva iz kanabisa ili industrijske konoplje.
Kako ultrazvuk poboljšava ekstrakciju kanabinoida?
Ultrazvuk poboljšava ekstrakciju kanabinoida razbijanjem staničnih zidova, povećanjem prodora rastvarača i ubrzavanjem oslobađanja spojeva iz biljne matrice. Ovo može skratiti vrijeme ekstrakcije i poboljšati efikasnost ekstrakcije u poređenju sa sporim pasivnim metodama poput mazeracije.
Koji kanabinoidi se mogu ekstraktovati ultrazvučnom ekstrakcijom?
Ultrazvučna ekstrakcija se može koristiti za vađenje kanabinoida poput CBD-a, THC-a, THCA-e, CBDA-e, CBG-a i drugih spojeva prisutnih u biomasi kanabisa ili konoplje. Konačni profil kanabinoida ovisi o biljnom materijalu, rastvaraču, temperaturi, vremenu ekstrakcije i uvjetima daljnje obrade.
Može li ultrazvučna ekstrakcija očuvati terpene?
Da, ultrazvučna ekstrakcija može se izvoditi na niskim i kontroliranim temperaturama, što je korisno pri obradi spojeva osjetljivih na toplinu poput terpena. Kontrola temperature, kratko vrijeme ekstrakcije i odgovarajući odabir rastvarača pomažu u zaštiti hlapivih i osjetljivih komponenti ekstrakta.
Koji rastvarači se mogu koristiti za ultrazvučnu ekstrakciju kanabisa?
Ultrazvučna ekstrakcija kanabisa kompatibilna je s mnogim uobičajenim medijima za ekstrakciju, uključujući etanol, mješavine vode i etanola, jestiva ulja poput maslinovog ili kokosovog ulja, te druge rastvarače specifične za proces. Najbolji rastvarač zavisi od namjeravanog proizvoda, regulatornih zahtjeva, daljnje obrade i ciljanih spojeva.
Da li je ultrazvučna ekstrakcija pogodna za etanolsku ekstrakciju kanabisa?
Da, etanol se često koristi u ultrazvučnoj ekstrakciji kanabisa. Sonikacija može pojačati ekstrakciju etanolom poboljšavajući kontakt između rastvarača i biljnog materijala, smanjujući vrijeme ekstrakcije i podržavajući ponovljive uvjete procesa.
Može li se ultrazvučna ekstrakcija kanabisa koristiti s nosačkim uljima?
Da, kanabinoidi se mogu ekstrahirati u nosačkim uljima poput maslinovog ulja ili kokosovog ulja. Ovo može biti korisno za formulacije gdje ulje služi direktno kao medij za ekstrakt ili kao dio finalne formulacije proizvoda.
Da li je ultrazvučna ekstrakcija kanabisa termalni proces?
Ne. Ultrazvučna ekstrakcija se smatra blagom, netermalnom metodom ekstrakcije. Iako se temperatura procesa i dalje mora pratiti i kontrolisati, efekat ekstrakcije je primarno mehanički: kavitacija, smične sile, razaranje čestica i poboljšan masovni transfer.
Koliko traje ultrazvučna ekstrakcija kanabisa?
Vrijeme ekstrakcije zavisi od biljnog materijala, veličine čestica, rastvarača, temperature, koncentracije čvrstih materija, ultrazvučne amplitude i konfiguracije opreme. U mnogim primjenama, sonikacija značajno skraćuje vrijeme ekstrakcije u poređenju sa konvencionalnom maceracijom.
Može li se ultrazvučna ekstrakcija kanabisa proširiti na industrijsku proizvodnju?
Da. Ultrazvučna ekstrakcija može se skalirati od laboratorijskih testiranja do pilot i industrijske proizvodnje. Hielscher ultrazvučni uređaji dostupni su za ispitivanja malih serija, razvoj procesa i kontinuiranu obradu velikih razmjera.
Koji parametri procesa su najvažniji u ultrazvučnoj ekstrakciji kanabisa?
Važni parametri uključuju ultrazvučnu amplitudu, vrijeme sonikacije, temperaturu, pritisak, tip rastvarača, odnos rastvarač-biomasa, veličinu čestica i uvjete miješanja ili protoka. Precizna kontrola ovih parametara pomaže u postizanju ponovljive kvalitete ekstrakta.
Može li se ultrazvučna ekstrakcija dodati postojećoj liniji za ekstrakciju kanabisa?
Da. Ultrazvučni uređaji se često mogu integrisati u postojeće ekstrakcione sisteme kako bi se poboljšalo masovno prenošenje, smanjilo vrijeme obrade ili povećala efikasnost ekstrakcije. Najbolji koncept integracije zavisi od trenutne metode ekstrakcije, rukovanja rastvaračem, kapaciteta i dostupnog prostora za proces.
Koji Hielscher ultrazvučnik je pogodan za ekstrakciju kanabisa?
Pravi ultrasonikator ovisi o potrebnoj veličini serije, protoku, rastvaraču, biljnim materijalima i proizvodnom cilju. Manje jedinice su pogodne za ispitivanje izvodljivosti i razvoj laboratorijskih protokola, dok su industrijski UIP-serijski ultrasonikatori dizajnirani za piloto i proizvodnju u većim razmjerima.
Kako odabrati pravi ultrazvučni ekstrakcioni sistem?
Da biste odabrali pravi sistem, definisati tip biomase, ciljne kanabinoide ili terpene, rastvarač, veličinu serije ili kontinuirani protok, temperaturna ograničenja i korake obrade u nastavku. Hielscher će preporučiti ultrazvučni procesor, sonotrodu, reaktor i parametre procesa bazirane na ovim zahtjevima.
Osnovne informacije o ultrazvučnoj ekstrakciji
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.
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.
- 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.
- 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.
- Karami, Z.; Yousefi, G.; Alipour, M.; Emam Djomeh, Z.(2013): Modeling and Optimization of Ultrasonic Assisted Extraction (UAE) of Oil from Cannabis with RSM.
Ultrazvučna obrada: Hielscher vas podržava od izvodljivosti i optimizacije do komercijalne proizvodnje!
SonoStation: Mobilni sistem ključ u ruke za ultrazvučnu obradu – koji se sastoji od ultrazvučnih disperzatora, pumpe, mješalice i rezervoara