Hurtig og enkel ultralyd cannabisekstraktion
- For at imødekomme den stigende efterspørgsel og levere cannabinoider af høj kvalitet er en effektiv og pålidelig cannabisekstraktionsmetode betydelig. Ultralydsekstraktion har vist sig at forkorte ekstraktionstiden og øge udbyttet betydeligt.
- Med ultralyd bliver cannabisekstraktion hurtigere, mere komplet og yderst effektiv. Ultralydsekstraktionen er enkel og pålidelig.
- Hielscher fremstiller ultralydsekstraktorer til isolering af cannabinoider i laboratoriet til fuld industriel skala.
Ultralydsekstraktion af cannabinoider og terpener
Ultralydsassisteret ekstraktion er en længe gennemprøvet og industrielt etableret ekstraktionsteknik, som er kendt for høje ekstraktudbytter, hurtig forarbejdning og enkel betjening. Sonikering påfører intense forskydningskræfter og stress på mediet og derved bryder cellevæggene i cannabisplantematerialet. Fra de ødelagte celler frigives store mængder bioaktive forbindelser såsom cannabinoider effektivt inden for en meget kort ekstraktionstid. Det betyder, at ekstraktionsprocessen af aktive stoffer som cannabinoider og terpener fra cannabisplanten kan øges betydeligt ved ultralyd.
Ultralydsekstraktion kan udføres med en bred vifte af opløsningsmidler. Afhængig af den efterfølgende anvendelse udvindes aktive stoffer fra cannabis f.eks. i butan, CO2, propan osv., når ekstrakterne anvendes til indånding. Til fremstilling af ekstrakter til oral indtagelse foretrækkes ethanol, cyclohexan, isopropanol, olivenolie, kokosolie osv. som opløsningsmidler.
Hielscher Ultrasonics tilbyder dig det passende ekstraktionsudstyr – uanset om du har brug for en lille eller mellemstor emhætte, en pilot eller et industrielt system, opfylder Hielscher ultralydapparater dine krav.
Ultralydsapparat UP400St med omrører til cannabisekstraktion
- kort ekstraktionstid
- høj ekstraktionshastighed
- Mere komplet udsugning
- mild, ikke-termisk behandling
- Nem integration og sikker betjening
- ingen farlige/giftige kemikalier, ingen urenheder
- Billig
- energieffektiv
- Grøn udvinding: miljøvenlig
Hielscher ultralydapparater til cannabisekstraktion – Videnskabeligt bevist effektivitet!
Casiraghi og kolleger fra det italienske universitet i Milano sammenlignede tre cannabisekstraktionsmetoder: ultralydsekstraktion, Soxhlet-ekstraktion og maceration.
Undersøgelsen havde til formål at undersøge effektiviteten af ultralydsekstraktion til ekstraktion af cannabinoider fra cannabis sativa og sammenligne den med andre ekstraktionsmetoder, såsom Soxhlet-ekstraktion og maceration.
Forskerne brugte Hielscher ultralydsprocessoren UP200Ht (se billedet til venstre) til ekstraktionsprocessen, og de fandt ud af, at den ultralydsassisterede ekstraktionsmetode var mere effektiv til at udvinde cannabinoider end de to andre metoder. Ultralydsekstraktion var også hurtigere, mere effektiv og mindre arbejdskrævende end de andre metoder.
Ekstraktionen blev udført med olivenolie som opløsningsmiddel. Plantematerialet blev tilsat opløsningsmidlet og sonikeret i 10 minutter ved 60% amplitude med ultralydsapparatet UP200Ht.
Efter sonikeringstrinnet blev ekstraktet filtreret, og opløsningsmidlet blev fordampet under reduceret tryk for at opnå et koncentreret ekstrakt. Ekstraktet blev derefter analyseret for cannabinoidindhold ved hjælp af højtydende væskekromatografi (HPLC).
Samlet set viste resultaterne af denne undersøgelse, at ultralydsekstraktion af cannabinoiderne CBD og THC i olivenolie er en effektiv metode til at udvinde cannabinoider fra Cannabis sativa-plantemateriale med høje udbytter og renhed.
En af fordelene ved ultralydsekstraktion ved hjælp af UP200Ht er, at det kan producere højere udbytter af cannabinoider på kortere tid end traditionelle ekstraktionsmetoder. Forskerne bemærkede også, at ultralydsekstraktion var en mere miljøvenlig metode sammenlignet med andre ekstraktionsmetoder, da den kræver mindre opløsningsmiddel og energi. Derudover kan ultralydsekstraktion let skaleres op til industriel produktion, hvilket gør det til en lovende metode til storstilet produktion af CBD-ekstrakter.
Afslutningsvis tyder undersøgelsen på, at ultralydsekstraktion ved hjælp af UP200Ht er en lovende metode til ekstraktion af cannabinoider fra cannabis sativa til medicinske formål.
(jf. Casiraghi et al., 2022)
Ultralydsekstraktion er en yderst effektiv metode til at udvinde cannabinoider som CBD og THC. Olivenolie blev brugt som opløsningsmiddel, ultralydsekstraktion blev udført med UP200ST.
(billede og undersøgelse: © Casiraghi et al., 2022)
Sonikering og ekstraktionsbetingelser
Sonikering proces af cannabis
Den ultralydsassisterede ekstraktion er baseret på gentagne højtryks- og lavtrykscyklusser. Disse vekslende højtryks- og lavtrykscyklusser på 20.000 gange pr. Sekund af sonikering skaber intense forskydningskræfter og væskestråler. Denne ekstreme stress overvinder membranens selektivitet, perforerer og bryder cellevæggen og resulterer i en høj masseoverførsel mellem den indre celle og det omgivende opløsningsmiddel. Ved ultralydsekstraktion kan højere udbytter og kortere ekstraktionsvarigheder realiseres. Da ultralydsekstraktion er en reproducerbar proces, kan ekstraktionsresultaterne gentages for en standardiseret ekstraktkvalitet.
Hielschers ultralydsekstraktorer giver dig fuld kontrol over de vigtige ekstraktionsparametre. Ved at justere amplitude, varighed, tryk og væskesammensætning kan ekstraktionsprocessen styres og gengives præcist.
Opløsningsmidler til cannabisekstraktion
Alle almindelige opløsningsmidler kan bruges til din ultralydsekstraktion. Afhængigt af om ekstrakterne er fremstillet til orale eller inhalationslægemidler, analyse, kvalitetskontrol eller andre formål, er visse opløsningsmidler særligt velegnede til specifikke formål. Ultralydsekstraktion giver mulighed for anvendelse af forskellige opløsningsmidler, herunder vand, opløsningsmidler og olier (f.eks. H2O, CO2, ethanol, methanol, butan, propan, olivenolie, kokosolie osv.).
Ekstraktionstemperatur
De bedste resultater for ultralydassisteret ekstraktion af planteekstrakter (f.eks. aktive stoffer fra urter, lægeplanter osv.) opnås ved en procestemperatur mellem 0-60°C. Ultralydsekstraktionen er en ikke-termisk og derved mild metode, så de ekstraherede aktive ingredienser forhindres i nedbrydning.
Kombinerede ekstraktionsmetoder
Ultralydsekstraktionen kan let kombineres med tryk, varme, superkritiske ekstraktionsforhold eller Soxhlet-ekstraktor for at forbedre resultaterne og / eller tilpasse ekstraktionsopsætningen til specifikke krav. Eftermontering af en ultralydsapparat i et eksisterende cannabisekstraktionsanlæg er af særlig interesse, hvis en eksisterende ekstraktionsmetode ikke fungerer med den ønskede ydeevne og output.
Allerede eksisterende ekstraktionsmaskiner kan nemt opgraderes ved at implementere en ultralydsekstraktor. Vi vil med glæde hjælpe dig med installationen for at eftermontere en ultralydsapparat i din ekstraktionsopsætning.
Læs mere om ultralydsforbedret superkritisk CO2-ekstraktion!
Anvendelsesområder til ultralyd cannabisekstraktion
Cannabinoider, terpener og andre aktive ingredienser i cannabisplanten ekstraheres til mange formål. Ultralydsekstraktionen er en pålidelig metode til at få ekstrakter af cannabisplanten til
- medicinsk/farmaceutisk produktion
- rekreative cannabisprodukter
- Nutraceutisk og fødevareproduktion
- før downstream-behandling, f.eks. nanoemulgering
- Test af lægemiddelstyrke
- Retsmedicinsk/kemisk analyse
Ultralyd ekstraktorer – Til små og store
Hielscher Ultrasonics er din partner til højtydende ultralydsekstraktionsudstyr. Uanset om du ønsker at producere mindre partier af CBD-ekstrakter af høj kvalitet til dit boutique-mærke eller behandle store mængder hamp eller marihuana i industriel skala – Hielscher Ultrasonics har det ideelle ultralydsekstraktionsudstyr til dig!
Lineær skalerbarhed og præcis processtyring giver mulighed for pålidelige resultater på alle niveauer. Læs mere om opskalering af ultralydsekstraktionsprocesser!
Vi hjælper dig: Vores procesrådgivning & tjeneste
Hielscher Ultrasonics har lang erfaring med ultralydsbehandling og har en dyb forståelse af ultralydsekstraktionsprocesser. Vi hjælper dig med anbefalinger til den bedst egnede ultralydsapparat til din proces og uddanner dig i, hvordan du bruger vores enheder mest effektivt. Vores ingeniører står til rådighed for installationsservice over hele verden.
I vores fuldt udstyrede ultralydsproceslaboratorium i Tyskland er vores team af procesingeniører og kemikere i stand til at udvikle og optimere din proces for dig eller sammen med dig.
Ultralydsekstraktion af botaniske stoffer med ultralydsapparat UP400St
Litteratur/Referencer
- 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.
Grundlæggende oplysninger
ultralyd ekstraktion
Power ultralyd er en gennemprøvet metode til effektiv og pålidelig ekstraktion af aktive forbindelser, herunder urte-/medicinske forbindelser, olie, proteiner og bioaktive stoffer (f.eks. flavoner, polyfenoler, anthocyanin, aroma) fra botaniske stoffer, urter, blomster og frø.
Til ultralydsekstraktion kobles kraftige ultralydbølger ind i plante-opløsningsmiddelblandingen, så der opstår akustisk kavitation. Akustisk kavitation beskrives som den ultralydsforårsagede dannelse, vækst og implosive kollaps af bobler i væsker.
“Under kavitation producerer kollaps af bobler intens lokal opvarmning og højt tryk med meget korte levetider. I skyer af kaviterende bobler har disse hot-spots ækvivalente temperaturer på omkring 5000 K, tryk på omkring 1000 atmosfærer og opvarmnings- og afkølingshastigheder over 1010 K/s. Ved enkeltboblekavitation kan forholdene være endnu mere ekstreme. Kavitation kan derfor skabe ekstreme fysiske og kemiske forhold i ellers kolde væsker. Hvis væsker, der indeholder faste stoffer, bestråles med ultralyd, kan der opstå relaterede fænomener. I nærheden af en udvidet fast overflade bliver hulrumskollaps ikke-sfærisk, hvilket driver højhastighedsstråler af væske ind i den faste overflade. Disse stråler og tilhørende chokbølger kan forårsage betydelige overfladeskader og blotlægge friske, stærkt opvarmede overflader. Derudover vil der forekomme kollisioner mellem partikler med høj hastighed under ultralydsbestråling af væske-pulversuspensioner gennem kavitation og de chokbølger, det skaber i sådanne opslæmninger. De resulterende kollisioner er i stand til at fremkalde dramatiske ændringer i overflademorfologi, sammensætning og reaktivitet.” [Suslick 2001: 2f.]
Disse intense betingelser for ultralydskavitation har flere virkninger på plantemateriale og deres ekstraherbarhed:
- overvindelse af cellemembranselektivitet
- øget masseoverførsel mellem celle inde og omgivende opløsningsmiddel
- cellebrud
- frigivelse af intracellulært materiale
Dette gør sonikering til en yderst effektiv ekstraktionsmetode. På grund af de intense mekaniske kræfter kan der ofte anvendes grønne og milde opløsningsmidler som vand, ethanol osv.
Ultralydsekstraktion forkorter ekstraktionstiden og giver mulighed for en reduceret og / eller mildere anvendelse af opløsningsmiddel. Dette betyder, ultralydsekstraktion resulterer i højere ekstraktionshastigheder og producerer sundere ekstrakter. Dette skyldes egenskaberne ved dens drift ved lav temperatur både for at reducere varmetab forårsaget af temperaturfaktorer, men også for at undgå fordampning af stoffer på grund af lavt kogepunkt og også for at opretholde biologiske aktive stoffer.
En anden fordel ved ultralydsekstraktion ligger i den enkle og sikre brug og dens præcist kontrollerbare anvendelse. Som en ikke-termisk ekstraktionsmetode kan sonikering udføres ved lave temperaturer, så nedbrydning af varmefølsomme, varmelabile stoffer undgås.
Ultralydsbehandling: Hielscher støtter dig fra gennemførlighed og optimering til kommerciel produktion!