Ultralydsekstraktion ved hjælp af hamp som råmateriale
- For cannabis sativa-planten kan der skelnes mellem to arter: marihuana og hamp.
- Ultralyd er velkendt som overlegen metode til at isolere cannabinoider fra både marihuana og hamp.
Ultralydsekstraktion af cannabinoider
Ultralydsekstraktionsteknologien er yderst effektiv til at frigive de aktive forbindelser (dvs. cannabinoider (CBD, THC, CBG) æteriske olier, Terpener osv.) fra plantematerialet såsom knopper, blade og stængler.
Ultralydsekstraktion overgår konventionelle ekstraktionsteknikker på grund af forskellige fordele:
Ultralydassisteret ekstraktion (UAE) er velkendt som en procesintensiverende teknik, der forbedrer masseoverførsel og frigiver højere udbytter af bioaktive forbindelser såsom cannabinoider, terpener osv.
Ultralydbehandling producerer ekstrakter af høj kvalitet, da ultralydsekstraktion ikke kræver brug af hårde, giftige opløsningsmidler til at frigive cannabinoider. Ultralydsekstraktion kan f.eks. køres med vand, vand-alkoholblanding, alkohol eller olie (oliven, kokosnød) som opløsningsmidler. Dette gør ultralydassisteret ekstraktion (UAE) betydeligt mere miljøvenlig.
Læs mere om det rigtige valg af opløsningsmidler til ultralydsekstraktion!
De milde ekstraktionsbetingelser for ultralydbehandling resulterer i et ekstrakt, der tilbyder de samme, men intensiverede egenskaber ved råmaterialet (f.eks. Hamp, marihuana) - hvilket giver overlegne sundhedseffekter, smag og lugt.
Hielscher ultralydsekstraktorer kan styres præcist. Ved fuld kontrol over procesparametrene som intensitet og temperatur kan der opnås en usædvanlig høj ekstraktkvalitet. Da sonikering er en ikke-termisk behandlingsmetode, undgås termisk nedbrydning af varmefølsomme komponenter. Ekstraktionstemperaturer mellem 0-60 °C er optimale for overlegne ekstrakter.
En anden fordel ved ultralydsekstraktion er den hurtige proces: Hele ekstraktionsprocessen tager kun få minutter at frigive cannabinoiderne fra plantecellerne, mens andre ekstraktionsteknikker kræver timer eller endda dages behandlingstid.
Både investerings- og driftsomkostninger er minimale i forhold til alternative udvindere, f.eks. superkritiske CO2-udvindere. Ultralydsekstraktionssystemer giver en meget hurtig ROI.
UP400St til udvinding af cannabinoider fra hamp
- Ekstrakter af høj kvalitet
- Mere komplet udsugning
- høj ekstraktionshastighed
- Fuldspektret ekstrakt
- Brug af forskellige opløsningsmidler
- Ikke-giftig
- Ikke-termisk (kold) metode
- Hurtig ekstraktionsproces
- Sikker og nem at bruge
- lineær skalerbarhed
Hamp vs marihuana
Cannabis er en familie af planter, der kan klassificeres i C. Indica og C. Sativa. Hamp og marihuana er arter af Cannabis Sativa.
Når man sammenligner hamp vs marihuana, er der en enorm forskel; mens hamp indeholder en meget lav koncentration af THC (0,3 % eller mindre), er marihuana rigelig i THC med koncentrationer mellem 15 % og 40 %.
Derfor er hamp indtil for nylig primært blevet dyrket til industrielle formål. I dag er hamp også værdsat for sit CBD-udbytte. CBD er en ikke-psykoaktiv cannabinoid, der har antiinflammatoriske, angstdæmpende egenskaber. Marihuana dyrkes hovedsageligt for dets THC-indhold, som bruges til rekreative og medicinske formål.
Hampolie og CBD, den vigtigste cannabinoid, der findes i hamp, er lovende stoffer, der administreres for at hjælpe med medicinske tilstande som angst, kronisk inflammation, autoimmune sygdomme, smerter, hovedpine og migræne, gastrointestinale lidelser, blandt andre.
Tjek den enkle protokol for ultralyd cannabisekstraktion ved hjælp af mellemstore partier på 120L!
UP400St sonde-type sonde-type sondeapparat er en populær ultralydsekstraktor, der bruges til isolering af CBD, THC, CBG, CBN, andre canabinoider samt terpener fra hamp og marihuana.
Højtydende ultralydsekstraktorer
Hielscher Ultrasonics tilbyder lille, mellemstor og industriel ultralydsprocessorer, som kan betjenes 24/7. Afhængigt af dit råmateriale og procesvolumen er vi i stand til at tilbyde dig et ultralydsekstraktionssystem, der passer til dine behov. Du kan vælge mellem batch- og kontinuerlig ekstraktion. Senere opskalering til større proceskapaciteter kan let udføres, da ultralydsprocesser kan skaleres lineært.
Hielscher pilot- og industrisystemer kan levere meget høje amplituder – Gør det muligt at køre amplituder på op til 200 μm pålideligt og kontinuerligt køre i 24/7 drift. For endnu højere amplituder er tilpassede ultralydssonotroder tilgængelige. Hielscher sonikeres robusthed tillader operationer ved tunge og i krævende miljøer.
Som mangeårig erfaren producent af ultralydsekstraktorer med høj effekt er Hielscher din pålidelige partner til sofistikeret ekstraktion. Vi rådspørge og hjælpe vores kunder med vores viden og guide dem fra gennemførlighedstest til industriel installation.
Kontakt os nu! Vi diskuterer gerne dine udsugningskrav med dig!
Kontakt os! / Spørg os!
Installation af Hielscher UIP4000hdT, en 4kW ultralydsekstraktor, til industriel udvinding.
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.
- Uzma Altaf, A Rouf, Varsha Kanojia, Qudsiya Ayaz, Imtiyaz Zargar (2018): Ultrasound treatment: A novel processing technique for food preservation. The Pharma Innovation Journal 2018; 7(2): 234-241.
- Renata Vardanega, Diego T. Santos, M. Angela A. Meireles (2014): Intensification of bioactive compounds extraction from medicinal plants using ultrasonic irradiation. Pharmacogn Rev. 2014 Jul-Dec; 8(16): 88–95.
Fakta, der er værd at vide
Ultralydsekstraktion er steget til den mest effektive og brugervenlige teknik, når det kommer til ekstraktion af bioaktive forbindelser fra botaniske stoffer. Det mest fremtrædende eksempel på vellykket ekstraktion kan være isoleringen af CBD og andre cannabinoider fra cannabis.
Ultralyd vs. konventionelle ekstraktionsmetoder
Iblødsætning i ethanol er en simpel metode, men det er meget tidskrævende, proceskapaciteten er begrænset, og opløsningsmiddel- og energiomkostningerne er høje. Resterende opløsningsmiddel i det endelige produkt forstyrrer målet om at producere et ekstrakt af høj kvalitet.
Udvinding ved hjælp af et lukket kulbrintesystem kræver brug af fossile brændstoffer, så kræftfremkaldende stoffer som benzen kan findes i det endelige produkt.
Superkritiske CO2-udvindingssystemer er høje i investeringsomkostninger såvel som energiforbrug. Superkritiske CO2-udsugere kræver veluddannet personale til drift, da CO2-systemerne under højt tryk er farlige at betjene. Når CO2 lækker, kan det forårsage kvælningsdød for de tilstedeværende arbejdere.
Kritisk vandudvinding er et miljøvenligt alternativ, som er langsomt og kun frigiver en lille brøkdel af de bioaktive forbindelser.
ultralyd ekstraktion
Ultralydsekstraktion er en intensiverende ekstraktionsteknik, der kan bruges i kombination med vand (opløsningsmiddelfrit) samt med Opløsningsmidler såsom ethanol, ethanol-vand, glycerin, methanol, vegetabilske olier eller andre opløsningsmidler efter eget valg. Ultralydsekstraktion fremmer masseoverførslen, så ekstraktudbytter på 95-99% kan fås. Sonikering kan let skaleres op og producerer ekstrakter af høj kvalitet.
En lille ultralydsekstraktor som UP400St (400W) er i stand til at behandle et parti på op til 10L inden for 5-15 minutter (afhængigt af procesparametre såsom råmateriale (frisk eller tørret; knopper, blade, stængler), opløsningsmiddel, temperatur).
Den 2kW kraftfulde ultralydsekstraktor UIP2000hdT kan betjenes som inline-system. I gennemstrømningstilstand er UIP2000hdT behandler nemt 200 til 800 l/t (også afhængigt af procesparametre).
Investeringsomkostningerne for en ultralydsprocessor er lave sammenlignet med en CO2-ekstraktor. Også energiomkostningerne til drift er forsømte. Ultralydsekstraktorer er meget sikre at betjene, nemme at rengøre og kræver meget lav vedligeholdelse.
cannabis
De bioaktive forbindelser i cannabisplanten (både hamp og marihuana) har fået stor opmærksomhed i den senere fortid. Især for cannabinoiden Cannabidiol (CBD) er der vist mange sundhedsmæssige fordele, som strækker sig fra kræftbekæmpende og antiinflammatoriske egenskaber til smertelindrende og antidepressive virkninger. Udover cannabidiol indeholder cannabisplanten mange andre cannabinoider såsom THC (tetrahydrocannabinol), cannabinol (CBN), cannabigerol (CBG), cannabichromene (CBC) og cannabinodiol (CBND). Cannabinoider har vist et enormt terapeutisk potentiale og er i fokus for mange forskningsundersøgelser.
Samspillet mellem de forskellige cannabinoider og andre bioaktive forbindelser såsom terpener, polyfenoler, flavonoider og alkaloider ser ud til at resultere i endnu bedre sundhedsmæssige fordele. Samspillet mellem forskellige terpener, forskellige cannabinoider og andre planteforbindelser kaldes “Entourage-effekt”. På grund af denne entourage-effekt er fuldspektrede ekstrakter, som med succes kan opnås via ultralydassisteret ekstraktion (UAE), kendt for exceptionelle terapeutiske virkninger.
Cannabis terpener
Terpenoider er æteriske oliekomponenter, som kan findes i botaniske stoffer. Cannabisplanten er meget rig på Terpener. I cannabis fremstilles terpener i plantens trichomer. Trichomer er de skinnende, klæbrige krystaller, der klæber til blade og knopper. Disse trichomer er cannabisplantens naturlige forsvarsmekanisme, som beskytter planten mod insekter og dyr. På grund af den duftende lugt fungerer terpenerne som et afskrækningsmiddel. For os mennesker er den mest mærkbare egenskab ved cannabisterpener deres lugt. Disse terpener bidrager til de mangfoldige sundhedsmæssige fordele ved cannabisplanten (hamp og marihuana).
Udover deres aroma og duft er terpenmolekyler kraftfulde botaniske stoffer, som giver forskellige medicinske fordele.
Både marihuana og hamp af Cannabis Sativa-slægten indeholder en usædvanlig mængde terpenoider og indeholder mere end 100 forskellige typer af disse stoffer.
Hver terpen har unikke egenskaber, der spænder fra beroligende til opløftende. For eksempel har nerolidol beroligende og angstdæmpende virkninger, linalool hjælper med at håndtere symptomer på angst og gigt, mens myrcen er kendt for at lindre kroniske smerter. Terpenerne β-Myrcen, Ɣ-pinen og humulen reducerer inflammation og har smertestillende virkninger.
Forskellige terpener er unikke for cannabis, men mange af de terpener, der findes i cannabis, er også til stede i flere andre planter. Caryophyllen findes f.eks. i grønne bladgrøntsager, humle samt i rosmarin og oregano. Limonen er den vigtigste terpen, der findes i citrusfrugter som citroner og appelsiner.
Entourage-effekten
Hver terpen er kendt for specifikke terapeutiske virkninger. Terpener og andre botaniske forbindelser såsom polyfenoler og flavonoider er dog kendt for at udvise exceptionelle synergieffekter, hvilket resulterer i en forbedret symbiose mellem cannabinoider. Denne interaktion mellem forskellige bioaktive forbindelser er kendt som “Entourage-effekt“.
Entourage-effekten gør terpener mere biotilgængelige og hjælper kroppen med at absorbere cannabinoiderne mere effektivt.
Typer af bioaktive forbindelser
Antallet, koncentrationen og variationen af bioaktive forbindelser er ansvarlige for de medicinske egenskaber ved et botanisk ekstrakt. Disse bioaktive forbindelser syntetiseres som sekundære metabolitter, som ikke bidrager til vækst eller fotosyntese i planter. De er dog afgørende for planterne’ overlevelse og interaktion med omgivelserne. Botaniske bioaktive forbindelser kan bredt klassificeres i de tre klasser af terpener og terpenoider, alkaloider og phenolforbindelser. Phenolforbindelser er den mest udbredte gruppe af sekundære metabolitter i planteriget og er velkendte og værdsatte for deres antioxidative virkninger. En anden vigtig klasse af phenolforbindelser med lav molekylvægt er flavonoiderne, som også udviser meget stærke antioxidative virkninger.
Udvalget af phenolforbindelser omfatter phenolsyrer såsom benzoe- og hydroxycinnaminsyrer, flavonoider såsom flavoner og flavonoler, lignaner og stilbener. Et fuldspektret ekstrakt (f.eks. fremstillet ved ultralydsekstraktion fra cannabis) omfatter alle disse forskellige botaniske forbindelser, som udviser de mest vidtrækkende sundhedsvirkninger.
Arbejdsprincippet for ultralydsekstraktion
Ultralydsekstraktion er baseret på akustiske bølger (ultralyd) koblet til et flydende medie. Intense ultralydsbølger genererer højtryks- / lavtrykscyklusser. På grund af trykforskelle under udbredelsen af ultralydsbølger gennem væsken opstår kavitationsbobler. Implosionen af disse kavitationsbobler resulterer i energitætte forhold.
Ultralydsekstraktion af aktive forbindelser og æteriske olier er baseret på arbejdsprincippet om akustisk kavitation. Figuren ovenfor viser effekten af et kavitationsboblekollaps og den deraf følgende frigivelse af æterisk olie fra plantemateriale
kilde: Altaf et al. 2018
Forholdene i nærheden af imploderende kavitationsbobler kan være ekstreme – producerer temperaturer på op til 4500 °C og tryk op til 100 MPa. Imlosionen og de deraf følgende ressure-forskelle resulterer i meget høje forskydningskræfter og turbulenser i det kavitationelle hot spot. Kombinationen af disse faktorer trykforskelle, varmeforskelle og forskydning fremmer masseoverførsel og dermed ekstraktionsprocesser. Ved de intense ultralydskavitationskræfter forstyrres celler (f.eks. Af planter, bakterier eller væv), og det intracelulære materiale (såsom olier, lipider, proteiner og aktive forbindelser) frigives i det omgivende opløsningsmiddel.
Ultralydsekstraktion er derfor den foretrukne metode til at intensivere ekstraktionsprocesser.
Ultralydsekstraktion er baseret på akustisk kavitation og dens hydrodynamiske forskydningskræfter
Ultralydsekstraktorer med høj effekt fra laboratorium til pilot og industriel skala.