Rychlá a jednoduchá ultrazvuková extrakce konopí
- Aby bylo možné uspokojit rostoucí poptávku a dodávat kanabinoidy vysoké kvality, je nezbytná účinná a spolehlivá metoda extrakce konopí. Je prokázáno, že ultrazvuková extrakce zkracuje dobu extrakce a výrazně zvyšuje výtěžnost.
- S výkonovým ultrazvukem je extrakce konopí rychlejší, úplnější a vysoce účinná. Ultrazvuková extrakce je jednoduchá a spolehlivá.
- Hielscher vyrábí ultrazvukové extraktory pro izolaci kanabinoidů v laboratoři do plného průmyslového měřítka.
Ultrazvuková extrakce kanabinoidů a terpenů
Ultrazvukem asistovaná extrakce je dlouhodobě osvědčená a průmyslově zavedená extrakční technika, která je známá vysokými výtěžky extraktu, rychlým zpracováním a jednoduchou obsluhou. Sonikace aplikuje na médium intenzivní smykové síly a napětí, čímž rozbíjí buněčné stěny rostlinného materiálu konopí. Z rozbitých buněk se během velmi krátké doby extrakce účinně uvolňuje velké množství bioaktivních sloučenin, jako jsou kanabinoidy. To znamená, že proces extrakce účinných látek, jako jsou kanabinoidy a terpeny z rostliny konopí, lze pomocí ultrazvuku podstatně urychlit.
Ultrazvuková extrakce může být provedena s širokou škálou rozpouštědel. V závislosti na jeho následném použití dochází k extrakci účinných látek z konopí např. v butanu, CO2, propanu apod., kdy jsou extrakty využívány k inhalaci. Pro přípravu extraktů pro orální požití jsou jako rozpouštědla preferovány ethanol, cyklohexan, isopropanol, olivový olej, kokosový olej atd.
Hielscher Ultrasonics vám nabízí vhodné extrakční zařízení – ať už potřebujete malý nebo střední extraktor, pilotní nebo průmyslový systém, Hielscher ultrasocognators splnit vaše požadavky.
- krátká doba extrakce
- vysoká rychlost odsávání
- Úplnější extrakce
- jemná, netepelná úprava
- Snadná integrace a bezpečný provoz
- žádné nebezpečné / toxické chemikálie, žádné nečistoty
- Nízké náklady
- Energeticky úsporné
- Zelená extrakce: šetrná k životnímu prostředí
Stáhněte si zdarma PDF s podrobnými pokyny pro vynikající výsledky v ultrazvukové extrakci konopí!
Hielscher Ultrasonicators pro extrakci konopí – Vědecky prokázaná účinnost!
Casiraghi a kolegové z italské univerzity v Miláně porovnávali tři metody extrakce konopí: ultrazvukovou extrakci, Soxhletovu extrakci a maceraci.
Cílem studie bylo prozkoumat účinnost ultrazvukové extrakce pro extrakci kanabinoidů z cannabis sativa a porovnat ji s jinými extrakčními metodami, jako je Soxhletova extrakce a macerace.
Výzkumníci použili pro proces extrakce ultrazvukový procesor Hielscher UP200Ht (viz obrázek vlevo) a zjistili, že metoda extrakce s ultrazvukovou pomocí byla při extrakci kanabinoidů účinnější než ostatní dvě metody. Ultrazvuková extrakce byla také rychlejší, efektivnější a méně náročná na práci než ostatní metody.
Extrakce byla provedena za použití olivového oleje jako rozpouštědla. Rostlinný materiál byl přidán do rozpouštědla a sonikován po dobu 10 minut při 60% amplitudě pomocí ultrazvuku UP200Ht.
Po kroku sonikace byl extrakt filtrován a rozpouštědlo bylo odpařeno za sníženého tlaku, aby se získal koncentrovaný extrakt. Extrakt byl poté analyzován na obsah kanabinoidů pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie (HPLC).
Celkově výsledky této studie ukázaly, že ultrazvuková extrakce kanabinoidů CBD a THC v olivovém oleji je účinnou metodou extrakce kanabinoidů z rostlinného materiálu Cannabis sativa s vysokými výnosy a čistotou.
Jednou z výhod ultrazvukové extrakce pomocí UP200Ht je, že může produkovat vyšší výnosy kanabinoidů za kratší dobu než tradiční metody extrakce. Výzkumníci také poznamenali, že ultrazvuková extrakce byla ekologičtější metodou ve srovnání s jinými extrakčními metodami, protože vyžaduje méně rozpouštědla a energie. Kromě toho lze ultrazvukovou extrakci snadno rozšířit pro průmyslovou výrobu, což z ní činí slibnou metodu pro velkovýrobu extraktů CBD.
Závěrem lze říci, že studie naznačuje, že ultrazvuková extrakce pomocí UP200Ht je slibnou metodou extrakce kanabinoidů z cannabis sativa pro léčebné účely.
(srov. Casiraghi et al., 2022)
Podmínky sonikace a extrakce
Proces sonikace konopí
Ultrazvukem asistovaná extrakce je založena na opakování vysokotlakých a nízkotlakých cyklů. Tyto střídavé vysokotlaké a nízkotlaké cykly 20 000krát za sekundu sonikace vytvářejí intenzivní smykové síly a kapalné trysky. Toto extrémní napětí překonává selektivitu membrány, perforuje a rozbíjí buněčnou stěnu a vede k vysokému přenosu hmoty mezi vnitřní buňkou a okolním rozpouštědlem. Ultrazvukovou extrakcí lze dosáhnout vyšších výnosů a kratších dob extrakce. Vzhledem k tomu, že ultrazvuková extrakce je reprodukovatelný proces, lze výsledky extrakce opakovat pro standardizovanou kvalitu extraktu.
Ultrazvukové extraktory Hielscher vám poskytují plnou kontrolu nad důležitými parametry extrakce. Nastavením amplitudy, doby trvání, tlaku a složení kapaliny lze přesně řídit a reprodukovat výstup z extrakčního procesu.
Rozpouštědla pro extrakci konopí
Pro ultrazvukovou extrakci lze použít všechna běžná rozpouštědla. V závislosti na tom, zda jsou extrakty vyráběny pro perorální nebo inhalační léčiva, analýzu, kontrolu kvality nebo pro jiné účely, jsou některá rozpouštědla zvláště vhodná pro specifické účely. Ultrazvuková extrakce umožňuje použití různých rozpouštědel včetně vody, rozpouštědel a olejů (např. H2O, CO2, ethanol, methanol, butan, propan, olivový olej, kokosový olej atd.).
Teplota extrakce
Nejlepších výsledků při ultrazvukem asistované extrakci rostlinných extraktů (např. aktivních látek z bylin, léčivých rostlin atd.) je dosaženo při procesní teplotě mezi 0-60 °C. Ultrazvuková extrakce je netepelná, a tím mírná metoda, takže extrahované účinné látky jsou zabráněny v degradaci.
Kombinované extrakční metody
Ultrazvukovou extrakci lze snadno kombinovat s tlakem, teplem, superkritickými extrakčními podmínkami nebo Soxhletovým extraktorem pro zlepšení výsledků a / nebo přizpůsobení nastavení extrakce konkrétním požadavkům. Zvláštní zájem má dodatečná montáž ultrazvuku do stávajícího zařízení na extrakci konopí, pokud stávající metoda extrakce nedosahuje požadovaného výkonu a výstupu.
Již existující extrakční stroje lze snadno upgradovat implementací ultrazvukového extraktoru. Rádi bychom vám pomohli s instalací, abyste mohli dodatečně namontovat ultrasonicator do vašeho extrakčního nastavení.
Přečtěte si více o ultrazvukem vylepšené superkritické extrakci CO2!
Oblasti použití pro ultrazvukovou extrakci konopí
Kanabinoidy, terpeny a další účinné látky rostliny konopí se extrahují pro různé účely. Ultrazvuková extrakce je důvěryhodná metoda k získání výtažků z rostliny konopí pro
- Zdravotnická/farmaceutická výroba
- Produkty z rekreačního konopí
- nutraceutická a potravinářská výroba
- před následným zpracováním, např. nanoemulgací
- Testování účinnosti léčiv
- forenzní/chemická analýza
Ultrazvukové extraktory – pro malé i velké měřítko
Hielscher Ultrasonics je vaším partnerem pro vysoce výkonné ultrazvukové extrakční zařízení. Ať už chcete vyrábět menší šarže vysoce kvalitních CBD extraktů pro vaši butikovou značku nebo zpracovávat velké množství konopí nebo marihuany v průmyslovém měřítku – Hielscher Ultrasonics má pro vás ideální ultrazvukové extrakční zařízení!
Lineární škálovatelnost a přesné řízení procesů umožňují spolehlivé výsledky na jakékoli úrovni. Přečtěte si více o škálování ultrazvukových extrakčních procesů!
Pomůžeme vám: Naše procesní poradenství & služba
Hielscher Ultrasonics má dlouholeté zkušenosti s ultrazvukovým zpracováním a má hluboké znalosti o ultrazvukových extrakčních procesech. Pomůžeme vám s doporučeními pro nejvhodnější ultrasonicator pro váš proces a naučíme vás, jak co nejefektivněji používat naše zařízení. Naši inženýři jsou k dispozici pro instalační služby po celém světě.
V naší plně vybavené ultrazvukové procesní laboratoři v Německu je náš tým procesních inženýrů a chemiků schopen vyvinout a optimalizovat váš proces pro vás nebo společně s vámi.
Literatura/Odkazy
- 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.
Základní informace
Ultrazvuková extrakce
Výkonový ultrazvuk je osvědčená metoda pro účinnou a spolehlivou extrakci aktivních sloučenin včetně bylinných/léčivých sloučenin, oleje, proteinů a bioaktivních látek (např. flavonů, polyfenolických látek, antokyanů, aromat) z rostlin, bylin, květin a semen.
Pro ultrazvukovou extrakci jsou silné ultrazvukové vlny spojeny do směsi rostlin a rozpouštědel, takže dochází k akustické kavitaci. Akustická kavitace je popisována jako ultrazvukem způsobená tvorba, růst a implozivní kolaps bublin v kapalinách.
“Během kavitace kolaps bublin vytváří intenzivní místní ohřev a vysoké tlaky s velmi krátkou životností. V oblacích kavitujících se bublin mají tyto horké skvrny ekvivalentní teploty zhruba 5000 K, tlaky asi 1000 atmosfér a rychlosti ohřevu a chlazení nad 1010 K/s. Při kavitaci s jednou bublinou mohou být podmínky ještě extrémnější. Kavitace pak může vytvořit extrémní fyzikální a chemické podmínky v jinak studených kapalinách. Pokud jsou kapaliny obsahující pevné látky ozařovány ultrazvukem, může dojít k souvisejícím jevům. V blízkosti prodlouženého povrchu pevné látky se zhroucení dutiny stává nesférickým, což pohání vysokorychlostní proudy kapaliny do povrchu pevné látky. Tyto výtrysky a související rázové vlny mohou způsobit značné poškození povrchu a vystavit čerstvé, vysoce zahřáté povrchy. Kromě toho dojde k vysokorychlostním srážkám mezi částicemi během ultrazvukového ozařování suspenzí kapalného prášku kavitací a rázovými vlnami, které vytváří v takových suspenzích. Výsledné srážky jsou schopny vyvolat dramatické změny v morfologii, složení a reaktivitě povrchu.” [Suslick 2001: 2n.]
Tyto intenzivní podmínky ultrazvukové kavitace mají několik účinků na rostlinný materiál a jejich extrahovatelnost:
- překonání selektivity buněčné membrány
- zvýšený přenos hmoty mezi buňkou uvnitř a okolním rozpouštědlem
- Rozbití buněk
- Uvolňování intracelulárního materiálu
Díky tomu je sonikace vysoce účinnou metodou extrakce. Vzhledem k intenzivním mechanickým silám lze často použít zelená a mírná rozpouštědla, jako je voda, etanol atd.
Ultrazvuková extrakce zkracuje dobu extrakce a umožňuje snížené a / nebo mírnější použití rozpouštědla. To znamená, že ultrazvuková extrakce vede k vyšším rychlostem extrakce a produkuje zdravější extrakty. To je způsobeno vlastnostmi jeho provozu při nízké teplotě, a to jak ke snížení tepelných ztrát způsobených teplotními faktory, tak k zabránění odpařování látek v důsledku nízkého bodu varu a také k zachování biologicky aktivních látek.
Další výhoda ultrazvukové extrakce spočívá v jejím jednoduchém a bezpečném použití a přesně kontrolovatelné aplikaci. Jako metoda netepelné extrakce může být sonikace prováděna při nízkých teplotách, aby se zabránilo degradaci tepelně citlivých látek obsahujících teplo.