Hurtig og enkel ultralyd cannabisekstraktion
Udvind cannabinoider, terpener og andre værdifulde cannabisforbindelser hurtigere med Hielschers ultralydsekstraktionssystemer. Kraftig ultralyd intensiverer masseoverførslen, sprænger plantecellerne og hjælper med at frigive de aktive stoffer effektivt i det valgte opløsningsmiddel – fra ethanol og spiselige olier til specialudvindingsmidler.
Ultralydsudstyr til udvinding af cannabis for højere udbytte og hurtigere forarbejdning
Uanset om du udvikler en laboratorieprotokol, validerer en pilotproces eller skalerer op til industriel produktion, giver Hielschers ultralydsapparater dig præcis kontrol over amplitude, temperatur, tryk, opholdstid og opløsningsmiddelforhold. Dette gør ultralydsekstraktion til et pålideligt valg til reproducerbare cannabis- og hampekstrakter med korte behandlingstider og skalerbar kapacitet.
Hvorfor forarbejdningsvirksomheder vælger Hielschers ultralydsekstraktion:
- Hurtigere udvinding af cannabinoider og terpener
- Høj udvindingsgrad og reproducerbar produktkvalitet
- Mild, ikke-termisk behandling af varmefølsomme forbindelser
- Kan bruges sammen med almindelige ekstraktionsmidler, herunder ethanol og bærerolier
- Enkel opskalering fra laboratorieforsøg til fuld industriel produktion
- Procesrådgivning, gennemførlighedsundersøgelser og installationssupport fra Hielschers ingeniører
Fortæl os, hvilket råmateriale, opløsningsmiddel, batchstørrelse eller gennemstrømningshastighed du bruger, samt hvilket ekstrakt du ønsker at opnå. Vi vil anbefale et passende ultralydssystem og procesparametre til netop din anvendelse.
Sonicator UP400St til udvinding af cannabis
| Metode | Udfordringer og bekymringer | Fordele ved ultralydsekstraktion |
|---|---|---|
| maceration | Lang behandlingstid | Hurtigere masseoverførsel og kortere ekstraktion |
| Soxhlet | Varmeeksponering og behov for opløsningsmidler | Mildere ekstraktion ved lavere temperatur |
| superkritisk CO2 | Kapitalomkostninger og kapacitetsbegrænsninger | Kan kombineres eller eftermonteres for at forbedre udsugningen |
| Ethanol ekstraktion | Udbytte, hastighed, bevarelse af terpener | Bedre celleopbrydning og reproducerbare parametre |
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.
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)
Industriel soniker UIP2000hdT med omrører i en tønde til storstilet cannabisudvinding
Sonikering og ekstraktionsbetingelser
Hielschers ultralydsekstraktionsanlæg giver dig fuld kontrol over alle relevante procesparametre, herunder amplitude, sonikeringstid, tryk, temperatur, gennemstrømningshastighed og opløsningsmiddelsammensætning. Dette giver dig mulighed for at optimere ekstraktionsprocessen med henblik på udbytte, ekstraktprofil, kapacitet og krav til efterfølgende forarbejdning.
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
Ultralydsekstraktion er kompatibel med alle almindelige opløsningsmidler, hvilket giver dig mulighed for at anvende det opløsningsmiddel, du foretrækker, såsom vand, opløsningsmidler og olier (f.eks. H₂O, CO₂, ethanol, methanol, butan, propan, olivenolie, kokosolie osv.).
Almindelige opløsningsmidler og ekstraktionsmidler omfatter:
Til produkter til indtagelse foretrækkes ofte opløsningsmidler og bærerolier af fødevarekvalitet. Til analytiske undersøgelser og kvalitetskontrol kan der anvendes laboratorieopløsningsmidler. Til industriel udvinding af cannabinoider er ethanol- og CO2-baserede processer almindelige valg. Ultralydsbehandling kan forbedre masseoverførslen i mange af disse opløsningsmiddelsystemer og kan derfor bidrage til at reducere ekstraktionstiden, forbedre ekstraktionseffektiviteten eller understøtte standardiseringen af processen.
Ekstraktionstemperatur
I mange botaniske ekstraktionsprocesser opnås effektiv ultralydsekstraktion ved processtemperaturer mellem 0 °C og 60 °C. Lavere temperaturer kan bidrage til at bevare flygtige aromastoffer og temperaturfølsomme ingredienser, mens moderate temperaturer kan forbedre opløseligheden og ekstraktionshastigheden. Den ideelle temperatur afhænger af opløsningsmidlet, biomassen, de ønskede forbindelser og specifikationerne for det færdige produkt.
Hielschers ultralydssystemer kan integreres med kølekapper, varmevekslere og temperaturregulerede reaktorer for at holde ekstraktionsprocessen inden for det ønskede temperaturområde.
Kombinerede ekstraktionsmetoder – Synergier
Eftermontering af en ultralydsenhed i et eksisterende anlæg til udvinding af cannabis kan bidrage til at forbedre udvindingsresultaterne, øge kapaciteten, reducere udvindingstiden eller gøre processen mere reproducerbar.
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.
Eksisterende ekstraktionsmaskiner kan nemt opgraderes ved at installere en ultralydsekstraktor. Vi hjælper gerne med procesvurdering, valg af udstyr, installationskoncepter og integration i jeres eksisterende produktionslinjer.
Læs mere om ultralydsforbedret superkritisk CO2-ekstraktion!
Anvendelsesområder til ultralyd cannabisekstraktion
Præcis processtyring og lineær skalerbarhed gør det muligt at overføre ekstraktionsparametre fra laboratorieforsøg til pilotproduktion og produktion i fuld skala. Dette giver forarbejdningsvirksomheder mulighed for at udvikle en pålidelig ekstraktionsmetode, validere den i mindre skala og opskalere den med tillid.
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 rådgivning & Tjeneste til procesoptimering
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.
- 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
Hvad er ultralydsekstraktion af cannabis?
Ultralydsekstraktion af cannabis er en ekstraktionsmetode, der anvender højfrekvent ultralyd til at frigøre cannabinoider, terpener og andre bioaktive forbindelser fra cannabis- eller hampemateriale. Ultralydskavitation skaber kraftige forskydningskræfter i væsken, hvilket nedbryder plantecellerne og forbedrer masseoverførslen mellem plantematerialet og opløsningsmidlet.
Hvordan forbedrer ultralyd udvindingen af cannabinoider?
Ultralyd forbedrer udvindingen af cannabinoider ved at nedbryde cellevæggene, øge opløsningsmidlets gennemtrængning og fremskynde frigivelsen af forbindelser fra plantematerialet. Dette kan forkorte udvindingsprocessen og øge udvindingsgraden sammenlignet med langsomme, passive metoder såsom maceration.
Hvilke cannabinoider kan udvindes ved hjælp af ultralydsekstraktion?
Ultralydsekstraktion kan anvendes til at udvinde cannabinoider såsom CBD, THC, THCA, CBDA, CBG og andre forbindelser, der findes i cannabis- eller hampbiomasse. Den endelige cannabinoidprofil afhænger af plantematerialet, opløsningsmidlet, temperaturen, ekstraktionstiden og forholdene i den efterfølgende forarbejdning.
Kan ultralydsekstraktion bevare terpener?
Ja, ultralydsekstraktion kan udføres ved lave og kontrollerede temperaturer, hvilket er en fordel ved forarbejdning af varmefølsomme forbindelser såsom terpener. Temperaturregulering, korte ekstraktionstider og valg af passende opløsningsmidler bidrager til at beskytte flygtige og følsomme ekstraktkomponenter.
Hvilke opløsningsmidler kan anvendes til ultralydsekstraktion af cannabis?
Ultralydsekstraktion af cannabis kan anvendes med mange almindelige ekstraktionsmidler, herunder ethanol, blandinger af vand og ethanol, spiselige olier såsom olivenolie eller kokosolie samt andre processpecifikke opløsningsmidler. Valget af det bedste opløsningsmiddel afhænger af det ønskede produkt, lovgivningsmæssige krav, den efterfølgende forarbejdning og de ønskede forbindelser.
Er ultralydsekstraktion velegnet til ekstraktion af cannabis med ethanol?
Ja, ethanol anvendes ofte i forbindelse med ultralydsekstraktion af cannabis. Ultralydsbehandling kan forbedre ethanolekstraktionen ved at øge kontakten mellem opløsningsmidlet og plantematerialet, forkorte ekstraktionstiden og sikre reproducerbare procesbetingelser.
Kan ultralydsekstraktion af cannabis anvendes sammen med bærerolier?
Ja, cannabinoider kan udvindes i bærerolier såsom olivenolie eller kokosolie. Dette kan være nyttigt i forbindelse med formuleringer, hvor olien enten fungerer direkte som ekstraktionsmedium eller indgår som en del af det færdige produkts sammensætning.
Er ultralydsekstraktion af cannabis en termisk proces?
Nej. Ultralydsekstraktion betragtes som en skånsom, ikke-termisk ekstraktionsmetode. Selvom processtemperaturen stadig skal overvåges og reguleres, er ekstraktionseffekten primært mekanisk: kavitation, forskydningskræfter, nedbrydning af partikler og forbedret masseoverførsel.
Hvor lang tid tager ultralydsekstraktion af cannabis?
Ekstraktionstiden afhænger af plantematerialet, partikelstørrelsen, opløsningsmidlet, temperaturen, koncentrationen af faste stoffer, ultralydsamplituden og udstyrets konfiguration. I mange anvendelser reducerer ultralydsbehandling ekstraktionstiden betydeligt sammenlignet med traditionel udblødning.
Kan ultralydsekstraktion af cannabis skaleres op til industriel produktion?
Ja. Ultralydsekstraktion kan skaleres fra laboratorietests til pilot- og industriel produktion. Hielschers ultralydsapparater kan anvendes til forsøg med små batcher, procesudvikling og kontinuerlig forarbejdning i stor skala.
Hvilke procesparametre er vigtigst ved ultralydsekstraktion af cannabis?
Vigtige parametre omfatter ultralydsamplitud, sonikeringstid, temperatur, tryk, opløsningsmiddeltype, forholdet mellem opløsningsmiddel og biomasse, partikelstørrelse samt blandings- eller strømningsforhold. En præcis styring af disse parametre bidrager til at opnå en reproducerbar ekstraktkvalitet.
Kan ultralydsekstraktion integreres i en eksisterende cannabisekstraktionslinje?
Ja. Ultralydsenheder kan ofte integreres i eksisterende ekstraktionssystemer for at forbedre masseoverførslen, reducere behandlingstiden eller øge ekstraktionseffektiviteten. Det bedste integrationskoncept afhænger af den nuværende ekstraktionsmetode, håndteringen af opløsningsmidler, kapaciteten og den tilgængelige procesplads.
Hvilken Hielscher-ultralydsapparat er velegnet til ekstraktion af cannabis?
Valget af den rette ultralydsenhed afhænger af den ønskede batchstørrelse, gennemstrømningshastighed, opløsningsmiddel, plantemateriale og produktionsmål. Mindre enheder er velegnede til gennemførlighedstests og udvikling af protokoller i laboratorieformat, mens de industrielle ultralydsenheder i UIP-serien er designet til ekstraktion i pilot- og produktionsskala.
Hvordan vælger jeg det rigtige ultralydsekstraktionssystem?
For at vælge den rigtige opsætning skal du angive din biomasse-type, de ønskede cannabinoider eller terpener, opløsningsmiddel, batchstørrelse eller kontinuerlig gennemstrømningshastighed, temperaturgrænser samt efterfølgende forarbejdningstrin. Hielscher vil på baggrund af disse krav anbefale en ultralydsprocessor, sonotrode, reaktor og procesparametre.
Grundlæggende oplysninger om ultralydsekstraktion
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.
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.
- 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.
Ultralydsbehandling: Hielscher støtter dig fra gennemførlighed og optimering til kommerciel produktion!
SonoStation: Mobilt nøglefærdigt system til ultralydsbehandling – bestående af ultralydsdispergeringsapparater, pumpe, omrører og tank