Zařízení pro extrakci konopí – výhoda sonikace
Ultrazvuková extrakční zařízení mají mnoho výhod, díky nimž je ultrazvuková extrakce nadřazenou extrakční metodou pro konopí a marihuanu. Přestože extrakci bioaktivních látek, jako jsou THC a CBD, z konopí lze provádět různými technikami, sonikace nabízí řadu výhod. Díky vysokým výtěžkům, vysoce kvalitním extraktům, rychlému procesu, nízkým investičním a provozním nákladům a bezpečnému a uživatelsky přívětivému provozu je ultrazvuková extrakce preferovanou metodou pro extrakční procesy v malé i průmyslové výrobě konopných extraktů.
Výhody ultrazvukové extrakce konopí
Ultrazvukové přístroje sondového typu jsou typem extrakčního zařízení, které využívá ultrazvukové vlny k rozrušení rostlinného materiálu a extrakci požadovaných látek. Bylo prokázáno, že tato metoda při extrakci konopí předčí tradiční extrakční metody z několika důvodů:
- Účinnost: Ultrazvukové sondy dokážou z rostlinného materiálu extrahovat vyšší podíl cílových látek než tradiční extrakční metody, jako je extrakce rozpouštědlem nebo destilace s vodní parou. Je to proto, že ultrazvukové sondy využívají vysokofrekvenční zvukové vlny k rozrušení rostlinného materiálu na buněčné úrovni, což usnadňuje extrakci požadovaných látek.
- Rychlá extrakce: Ultrazvukové sondy dokážou extrahovat cílové látky z rostlinného materiálu během několika minut, zatímco tradiční extrakční metody mohou trvat hodiny nebo dokonce dny. To znamená, že ultrazvukové sondy dokážou zpracovat více materiálu za kratší dobu, což z nich činí efektivnější extrakční metodu.
- Plné spektrum: Ultrazvukové přístroje sondového typu extrahují celé spektrum bioaktivních látek. To umožňuje pomocí ultrazvukových sond vyrábět extrakty s plným spektrem, které jsou známé svým entourage efektem, jenž může být důležitý pro léčebné nebo výzkumné účely.
- Bezpečnost: Ultrazvukové sondy jsou považovány za bezpečnější extrakční metodu ve srovnání s tradičními metodami, jako je extrakce rozpouštědlem, která může zahrnovat použití hořlavých a potenciálně toxických rozpouštědel, nebo superkritické CO2 extraktory, které pracují pod vysokým tlakem. Ultrazvuk je kompatibilní s jakýmkoli druhem rozpouštědla včetně vody a vodného ethanolu, což z něj činí bezpečnější a ekologičtější extrakční metodu.
Stručně shrnuto, extrakce konopí pomocí ultrazvukových sond má oproti tradičním extrakčním metodám několik výhod, včetně vyšší účinnosti, rychlosti, selektivity a bezpečnosti.
Ultrazvukový extraktor UIP2000hdT (2kW) pro průmyslovou výrobu plně přírodních, organických konopných extraktů.
Ultrazvukové přístroje vs. CO2 extraktor pro extrakci konopí
Superkritická CO2 extrakce je konvenční metodou výroby konopných extraktů. Kvůli vysokým nákladům, bezpečnostním problémům a složitému provozu však ultrazvukové přístroje nahradily řadu instalovaných CO2 extraktorů. Níže si přečtěte výhody, kterými sonikace předčí superkritickou CO2 extrakci.
- Výtěžek: Bylo prokázáno, že ultrazvuková extrakce poskytuje ve srovnání s CO2 extrakcí vyšší výtěžky požadovaných látek. Je to proto, že ultrazvuková extrakce dokáže rozrušit rostlinný materiál na buněčné úrovni, což umožňuje účinnější extrakci cílových látek.
- Rychlost: Ultrazvukovou extrakci lze dokončit během několika minut, zatímco CO2 extrakce může trvat několik hodin. To znamená, že ultrazvuková extrakce je rychlejší metoda a dokáže zpracovat větší objemy materiálu za kratší dobu.
- Selektivita: Ultrazvuková extrakce poskytuje extrakty se širokým spektrem, které obsahují širokou škálu bioaktivních látek. Extrakty se širokým spektrem jsou ceněny pro svůj tzv. entourage efekt, při kterém se látky synergicky podporují a posilují ve svých specifických účincích. Díky tomu je ultrazvuková extrakce skvělou volbou pro terapeutické extrakty i pro výzkumné účely.
- Energetická účinnost: Ultrazvuková extrakce spotřebuje méně energie než CO2 extrakce, což z ní činí ekologičtější volbu.
- Náklady na zařízení: Ultrazvuková extrakční zařízení jsou obecně levnější než zařízení pro CO2 extrakci, což z nich může učinit dostupnější volbu pro malé výrobce.
- Bezpečnost: Ultrazvukovou extrakci lze provádět bez použití hořlavých nebo toxických rozpouštědel. Nejčastěji používanými rozpouštědly pro extrakci konopí jsou voda nebo vodný ethanol. Naproti tomu CO2 extrakce vyžaduje použití CO2 pod vysokým tlakem. S tímto vysokým tlakem je spojeno riziko úniku CO2 nebo selhání zařízení a související nebezpečí vysokého tlaku. Proto je ultrazvuková extrakce považována za bezpečnější metodu pro obsluhu i pro životní prostředí.
Ultrazvuková extrakce konopí – princip fungování ultrazvuku při extrakci
Extrakce ultrazvukem je založena na principu akustické kavitace. Aplikace vysoce výkonného ultrazvuku na kapaliny a suspenze vede k intenzivní kavitaci a smykovým silám. V suspenzi listů, palic, květů, stonků a dalších částí rostliny jsou rostlinné buňky rozrušeny ultrazvukovými smykovými silami a uvolňují se bioaktivní látky, jako je kanabidiol (CBD) a tetrahydrokanabinol (THC). Ultrazvuková extrakce je dobře zavedená jako vysoce účinná a spolehlivá technika pro izolaci bioaktivních rostlinných látek. Zejména při výrobě vysoce kvalitních konopných olejů sonikace přesvědčila díky vysokým výtěžkům (vyšší výtěžnost extraktu), vynikající kvalitě (plné spektrum) a rychlé době zpracování. Aplikace ultrazvukových vln je mechanické ošetření, které je netoxické, bezpečné a šetrné k životnímu prostředí.
120L ultrazvuková vsádková extrakce konopí pomocí UIP2000hdT a míchadla
- Vyšší výtěžek
- Vysoká kvalita
- Žádná tepelná degradace
- Rychlá extrakce
- Jednoduchý a bezpečný provoz
- Zelená extrakce
Přehled – výhody ultrazvukových extraktorů Hielscher
Účinnost
- Vyšší výtěžky
- Rychlý extrakční proces – během několika minut
- Vysoce kvalitní extrakty – šetrná, netepelná extrakce
- Zelená rozpouštědla (voda, ethanol, glycerin, rostl. oleje atd.)
Jednoduchost
- Plug-and-play – instalace a uvedení do provozu během několika minut
- Vysoká kapacita zpracování – pro velkoobjemovou výrobu extraktů
- Vsádkový nebo kontinuální inline provoz
- Jednoduchá instalace a spuštění
- Přenosné / mobilní – přenosné jednotky nebo provedení na kolečkách
- Lineární škálování – pro zvýšení kapacity přidejte paralelně další ultrazvukový systém
- Dálkové monitorování a řízení – přes PC, chytrý telefon nebo tablet
- Není nutný dohled nad procesem – nastavte a spusťte
- Vysoký výkon – navrženo pro nepřetržitou výrobu 24/7
- Robustnost a nízká údržba
- Vysoká kvalita – navrženo a vyrobeno v Německu
- Rychlé plnění a vyprazdňování mezi šaržemi
- Snadné čištění
Bezpečnost
- Jednoduchý a bezpečný provoz
- Extrakce bez rozpouštědel nebo s rozpouštědly (voda, ethanol, rostlinné oleje, glycerin atd.)
- Žádné vysoké tlaky a teploty
- K dispozici nevýbušné systémy s certifikací ATEX
- Snadné ovládání (i dálkově)
UP400St ultrazvuková extrakce rostlinných materiálů, jako je konopí, v 8L vsádce
Ultrazvuková zařízení pro extrakci konopí
Hielscher Ultrasonic je vaším důvěryhodným partnerem, pokud jde o vysoce výkonná ultrazvuková extrakční zařízení pro extrakci konopí a dalších rostlinných materiálů. Díky nesčetným instalacím po celém světě jsou ultrazvukové extraktory Hielscher dobře známé svou vysokou mírou extrakce, spolehlivostí a robustností.
Od menších kompaktních stolních ultrazvukových přístrojů, jako je UP400St (400W), až po celosvětově nejvýkonnější UIP16000hdT pokrývá Hielscher celou škálu ultrazvukových extrakčních zařízení. To nám umožňuje doporučit vám ultrazvukový extraktor, který nejlépe vyhovuje požadavkům vašeho procesu.
Návrh, výroba a poradenství – kvalita Made in Germany
Ultrazvukové přístroje Hielscher jsou dobře známé svými nejvyššími standardy kvality a designu. Robustnost a snadná obsluha umožňují hladkou integraci našich ultrazvukových přístrojů do průmyslových zařízení. Drsné podmínky a náročná prostředí zvládají ultrazvukové přístroje Hielscher snadno.
Hielscher Ultrasonics je společnost s certifikací ISO a klade zvláštní důraz na vysoce výkonné ultrazvukové přístroje s nejmodernější technologií a uživatelskou přívětivostí. Ultrazvukové přístroje Hielscher jsou samozřejmě v souladu s CE a splňují požadavky UL, CSA a RoHs.
Níže uvedená tabulka vám poskytne přehled o přibližné zpracovatelské kapacitě našich ultrazvukových přístrojů:
| Objem vsádky | Průtok | Doporučená zařízení |
|---|---|---|
| 1 až 500mL | – | UP100H |
| 10 až 8000mL | – | UP200Ht, UP400St |
| 0,5–150L | 0,2 až 4L/min | UIP2000hdT |
| 1 až 300L | 2 až 10L/min | UIP4000hdT |
| – | 10 až 100L/min | UIP16000 |
| – | větší | klastr UIP16000 |
Fakta, která stojí za to znát
Přehled a srovnání nejběžnějších metod extrakce konopí
Ultrazvuková extrakce
Produkt: Ultrazvuková extrakce poskytuje vysoce kvalitní extrakt s plným spektrem. Surový extrakt se rafinuje filtrací, destilací a/nebo winterizací.
Náklady na zařízení: od cca US$5 000 až po několik US$100 000 v závislosti na kapacitě a konfiguraci
Uspořádání: vsádkový provoz / provoz v sudu nebo kontinuální inline provoz
Technické dovednosti: snadná a bezpečná manipulace a obsluha
Rozpouštědlo: lze použít všechny druhy rozpouštědel, jako je voda, směs vody a alkoholu, isopropylalkohol, hexan, ethanol, methanol, butan, rostlinné oleje (olivový olej, kokosový olej), glycerin atd.
Cílové látky: plné spektrum (všechny dostupné kanabinoidy a terpeny)
Hlavní výhody: vysoký výtěžek, snadná obsluha, nízké náklady, snadné škálování na průmyslovou výrobu
Extrakce rozpouštědlem (alkohol, ethanol)
Produkt: obvykle surový extrakt, který vyžaduje další rafinaci, jako je winterizace nebo filtrace. Ethanolový extrakt se po winterizaci a filtraci běžně dále rafinuje destilací.
Náklady na zařízení: mezi $5 000 a miliony v závislosti na velikosti, možnostech nebo míře automatizace.
Technické dovednosti: vzdělání v základech chemie / střední úroveň.
Cílové látky: všechny dostupné kanabinoidy, výsledný extrakt obsahuje nízké množství monoterpenů.
CO2 extrakce
Produkt: surový extrakt, který vyžaduje další rafinaci, jako je winterizace nebo filtrace
Náklady na zařízení: mezi $100 000 a miliony USD v závislosti na velikosti, možnostech nebo automatizaci
Technické dovednosti: vyškolení pro práci s kapalným CO2 (vysokotlaký systém – bezpečnost)
Cílové látky: kanabinoidy s pouze nízkým množstvím monoterpenů
Extrakce uhlovodíky
Produkt: shatter, budder, wax, HTFSE, HCFSE nebo surový extrakt pro destilaci, případně terpeny určené k přidání do destilátu
Náklady na zařízení: $5 000 až $100 000 v závislosti na velikosti a možnostech
Technické dovednosti: vzdělání v chemii a bezpečnosti (práce s hořlavými kapalinami, kapalným butanem)
Cílové látky: všechny kanabinoidy
Aplikace ultrazvukových vln při extrakci
Při aplikaci vysoce výkonného ultrazvuku na kapalné systémy (včetně suspenzí a viskózních past) vzniká akustická kavitace. Akustická kavitace popisuje jev vzniku, růstu a konečné imploze kavitačních bublin. Během šíření ultrazvukových vln vakuové bubliny oscilují, rostou a zhroutí se v okamžiku, kdy bublina již nemůže absorbovat další energii. Imploze bubliny vytváří lokálně extrémní podmínky velmi vysokých teplot, tlaků, rychlostí ohřevu a chlazení, jakož i tlakových rozdílů a kapalinových proudů. Extrémní podmínky vedou k tepelným, mechanickým a chemickým účinkům. Dezintegrace buněk a uvolnění bioaktivních látek (= extrakce) je mechanický účinek, který je velmi efektivní a účinný.
Akustická kavitace, generovaná vysoce intenzivním nízkofrekvenčním ultrazvukem, vytváří intenzivní smykové síly a lokálně vznikající vysoké tlakové a teplotní rozdíly, které poskytují nezbytný impuls pro dezintegraci buněk, intenzivní míchání a přenos hmoty. Tyto ultrazvukové smykové síly se úspěšně uplatňují při extrakci konopí.
Díky vynikající výtěžnosti extraktu, vysoké míře extrakce, rychlosti procesu a jednoduchému a bezpečnému provozu se ultrazvuková extrakce úspěšně používá k extrakci rozmanitých rostlinných látek.
Výkonné ultrazvukové vlny rozrušují buněčnou matrici biologických struktur a uvolňují bioaktivní látky. Přenos hmoty mezi rostlinným materiálem a rozpouštědlem se zintenzivňuje. Díky těmto mechanismům je ultrazvuková extrakce vysoce účinná pro extrakci konopí.
Významnými příklady ultrazvukové extrakce jsou konopí (kanabinoidy a konopný olej z marihuany a konopí), kurkumin, pepř, šafrán, káva, hořká tykev, olivový olej, avokádový olej, henna, ajurvédské byliny, zázvor, čaj a další léčivé byliny.
Dekarboxylace
Dekarboxylace je důležitým krokem pro efektivní výrobu hlavních bioaktivních látek v konopí, jako je Δ9-tetrahydrocannabinol (Δ9-THC), kanabidiol (CBD) a kanabigerol (CBG). Dekarboxylace, známá také jako „aktivace“ nebo „decarbing“, se používá jako předúprava ke zvýšení obsahu THC (delta9-tetrahydrocannabinol) v rostlinném materiálu. Chemicky je dekarboxylace reakce, při které se odstraní karboxylová skupina (-COOH) a uvolní se oxid uhličitý (CO2). Aby se zvýšil obsah THC v konopném rostlinném materiálu, aplikuje se procesní krok dekarboxylace. Dekarboxylací lze množství nepsychoaktivní látky Δ9-tetrahydrocannabinolic acid (THCA) přeměnit na psychoaktivní THC. Látka Δ9-Tetrahydrocannabinolic acid se při zahřátí dekarboxyluje (na cca 105°C / 220°F po dobu 30 min. u suchého materiálu, až 90min. u vlhkého rostlinného materiálu) a poté se přemění na psychoaktivní sloučeninu Δ9-Tetrahydrocannabinol.
Podobným způsobem lze konopný rostlinný materiál bohatý na CBD-A dekarboxylovat tepelným zpracováním a přeměnit jej tak na CBD. Pro winterizaci rostlinného materiálu se sušená nasekaná rostlinná hmota zahřívá na cca 160°C / 320°F po dobu 30–60min., aby se zahájila dekarboxylace.
Dekarboxylační teploty kanabinoidů:
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
Navazující procesy – filtrace a destilace
Po ultrazvukové extrakci je nutné konopné částice odfiltrovat z kapaliny. Proto se konopná suspenze přecedí přes filtr, například síťovinu (např. filtrační punčochu), nebo pomocí filtračního lisu. Výsledný matečný roztok rozpouštědla (např. ethanolu) a konopného extraktu se poté zakoncentruje oddělením ethanolu. Typickými destilačními metodami pro odstranění rozpouštědel jsou rotační odparky nebo vakuové destilační systémy.
Rotační odparka (hovorově roto-vap) se běžně používá k oddělení rozpouštědel, jako je ethanol, od konopí, čímž vzniká rafinovaný konopný olej. Regulovaná teplota a snadná manipulace činí z rotační odparky dominantní destilační zařízení v konopném průmyslu.
Vakuová destilace se používá především k izolaci CBD pro farmaceutické a léčebné použití, kde je nutné odstranit terpeny a/nebo THC. Protože terpeny, THC a CBD mají vysoké body varu (mezi 160–250°C / 310–482°F), destilace za atmosférických podmínek by vyžadovala zpracování za vysoké teploty, které je spojeno s tepelnou degradací tepelně citlivých kanabinoidů. Navíc vystavení kyslíku iniciuje oxidační reakce, které negativně ovlivňují kvalitu kanabinoidů. Aplikací vakua se body varu snižují. Kromě toho se aplikací vakua odstraňuje kyslík. Destilace za vakua tak snižuje tepelnou a oxidační degradaci extraktů.
Winterizace
Winterizace je proces odstraňování rostlinných lipidů, tuků a vosků promytím alkoholem za účelem oddělení kanabinoidů a terpenů od nežádoucích látek, jako jsou rostlinné vosky, tuky a chlorofyl. Při winterizaci se extrahovaný konopný olej vloží do ethanolu a ochladí na teploty pod -20°C / -6°F. Při těchto nízkých teplotách se lipidy, tuky a vosky vysrážejí a lze je odstranit.
Hielscher Ultrasonics vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory od laboratorní po průmyslovou velikost.