Cannabis-Extraktion – Vorteile der Ultraschallextraktion
Ultraschallextraktionsgeräte zeichnen sich durch zahlreiche Vorteile aus, wodurch Ultraschallextraktion zur besten Extraktionsmethode für Hanf und Marihuana wird. Obwohl die Extraktion bioaktiver Verbindungen wie THC und CBD aus Cannabis mittels verschiedener Verfahren durchgeführt werden kann, bietet die Ultraschallextraktion deutliche Vorzüge. Aufgrund der hohen Ausbeute, der hohen Qualität der Extrakte, des schnellen Prozesses, der geringen Investitions- und Betriebskosten sowie der sicheren und benutzerfreundlichen Bedienung ist die Ultraschallextraktion die bevorzugte Methode für Extraktionsprozesse sowohl in der kleinen als auch in der industriellen Cannabisextraktproduktion.
Vorteile der Cannabisextraktion mit Ultraschall
Der Ultraschallstabschwinger ist ein Extraktionsgerät, das hochintensive Ultraschallwellen nutzt, um Pflanzenmaterial aufzubrechen und die gewünschten Verbindungen zu extrahieren. Diese ultraschall-gestützte Methode ist herkömmlichen Verfahren bei der Cannabis-Extraktion in mehreren Punkten überlegen:
- Effizienz: Mittels Ultraschallextraktion kann ein höherer Prozentsatz der bioaktiven Verbindungen aus Pflanzenmaterial wie der Hanf- oder Marihuana-Pflanze extrahiert werden als mit herkömmlichen Extraktionsmethoden wie der Lösungsmittelextraktion oder der Wasserdampfdestillation. Dies liegt daran, dass Ultraschallstabschwinger Hochfrequenz-Schallwellen verwenden, um Zellen in Pflanzenmaterial aufzubrechen, wodurch die Extraktion äußerst effektiv und effizient vonstatten geht.
- Schnelle Extraktion: Mit einem Ultraschallxtraktor können aktive Verbindungen wie CBD, CDG und THC innerhalb weniger Minuten aus Pflanzenmaterial extrahiert werden, während andere Extraktionsmethoden Stunden oder sogar Tage dauern können. Dies bedeutet, dass Ultraschallextraktoren mehr Material in kürzerer Zeit verarbeiten können, was sie zu einer effizienteren Extraktionsmethode macht.
- Voll-Spektrum Extrakt: Ultraschallprozessoren extrahieren das gesamte Spektrum bioaktiver Verbindungen. Das heißt, Ultraschall ermöglicht die Herstellung von Vollspektrum-Extrakten, die für ihren Entourage-Effekt bekannt sind, welcher für medizinische oder Forschungszwecke wichtig sein kann.
- Sicherheit: Ultraschallstabschwinger gelten als besonders sichere Extraktionsmethode. Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren wie der Lösungsmittelextraktion, bei der entflammbare und potenziell giftige Lösungsmittel verwendet werden können, oder überkritischen CO2-Extraktoren, die unter hohem Druck arbeiten, funtioniert die Ultraschallextraktion auch ohne toxische Lösungsmittel und ohne hohen Drücke. Ultraschall ist mit jeder Art von Lösungsmittel, einschließlich Wasser und wässrigem Ethanol, kompatibel, was es zu einem sichereren und umweltfreundlicheren Extraktionsverfahren macht.

Zusammenfassend gesagt hat die Cannabisextraktion mittels Ultraschall mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Extraktionsmethoden. Vor allem der außerordentlich hohe Ertrag an Cannabis-Extrakt, höhere Effizienz, schnellere Verarbeitung sowie die einfache und sichere Bedienung des Equipments machen Ultraschallextraktoren zum bevorzugten Equipment.

Ultraschallextraktor UIP2000hdT (2kW) für die industrielle Herstellung von völlig natürlichen, organischen Cannabisextrakten.
Ultraschallgeräte vs. CO2-Extraktoren für die Cannabisextraktion
Die überkritische CO2-Extraktion ist eine gängige Methode zur Herstellung von Cannabisextrakten. Aufgrund der hohen Kosten, der Sicherheitsrisiken und des komplexen Betriebs wurden jedoch bereits zahlreiche installierte CO2-Extraktoren durch Ultraschallextraktoren ersetzt. Lesen Sie im Folgenden über die Vorteile der Ultraschallextraktion und weshalb Ultraschall für die Cannabis-Extraktion geeigneter ist als die überkritische CO2-Extraktion.
- Ertrag: Es hat sich gezeigt, dass die Ultraschallextraktion im Vergleich zur CO2-Extraktion eine höhere Ausbeute an gewünschten Verbindungen liefert. Dies liegt daran, dass die Ultraschallextraktion das Pflanzenmaterial auf zellulärer Ebene aufschließt, was eine effizientere Extraktion der bioaktiven Verbindungen (z.B. CBD, CBG, THC, Terpene) ermöglicht.
- Geschwindigkeit: Die Ultraschallextraktion ist innerhalb wenigen Minuten abgeschlossen, während die CO2-Extraktion mehrere Stunden dauern kann. Das bedeutet, dass die Ultraschallextraktion die effizientere Methode ist und größere Mengen an Material in kürzerer Zeit verarbeiten kann.
- Selektivität: Die Ultraschallextraktion ergibt Vollspektrum-Extrakte, die eine breite Palette bioaktiver Verbindungen enthalten. Breitspektrumextrakte werden wegen ihres so genannten Entourage-Effekts geschätzt, bei dem Substanzen ihre spezifischen Wirkungen synergetisch unterstützen und verstärken. Dies macht die Ultraschallextraktion zu einer hervorragenden Option für therapeutische Extrakte und für Forschungszwecke.
- Energieeffizienz: Bei der Ultraschallextraktion wird weniger Energie verbraucht als bei der CO2-Extraktion, was sie zu einer umweltfreundlicheren Option macht.
- Equipmentkosten: Ultraschallextraktionsanlagen sind im Allgemeinen deutlich preiswerter als CO2-Extraktionsanlagen. Die geringeren Betriebs- und Investitionskosten machen Ultraschallequipment zu einer leichter zugänglichen sowie ökonomischeren Option sowohl für Kleinerzeuger als auch industrielle Extrakthersteller .
- Sicherheit: Die Ultraschallextraktion kann ohne brennbare oder giftige Lösungsmittel durchgeführt werden. Wasser oder wässriges Ethanol sind die am häufigsten verwendeten Lösungsmittel für die Cannabisextraktion. Im Gegensatz dazu erfordert die CO2-Extraktion die Verwendung von CO2 unter hohem Druck. Dieser hohe Druck birgt das Risiko eines CO2-Austritts oder eines Geräteversagens und die damit verbundenen Gefahren eines hohen Drucks. Daher gilt die Ultraschallextraktion als sicherere Methode sowohl für die Anwender als auch für die Umwelt.
Ultraschall-gestützte Cannabisextraktion – Das Funktionsprinzip von Ultraschall für die Extraktion
Die Ultraschallextraktion basiert auf dem Prinzip der akustischen Kavitation. Die Anwendung von Hochleistungsultraschall in Flüssigkeiten und Slurries führt zu intensiven Kavitation und Scherkräften. Wird eine Slurry aus Blättern, Knospen, Blüten, Stielen oder anderen Pflanzenteilen beschallt, werden die Pflanzenzellen durch Ultraschallscherkräfte aufgebrochen und die bioaktiven Verbindungen wie Cannabidiol (CBD) und Tetrahydrocannabinol (THC) werden freigesetzt. Die Ultraschallextraktion hat sich als hocheffiziente und zuverlässige Technik zur Isolierung bioaktiver Pflanzenstoffe etabliert. Insbesondere bei der Herstellung hochwertiger Cannabisöle hat sich die Ultraschallextraktion aufgrund ihre hohen Erträge (höhere Extraktausbeute), ihre hervorragende Qualität (Vollspektrum) und ihre schnelle Verarbeitungszeit durchgesetzt. Die Anwendung von Ultraschallwellen ist eine rein mechanische Behandlung, welche ungiftig, sicher und umweltfreundlich ist.

120L Ultraschall Batch-Extraktion von Cannabis mit dem UIP2000hdT und Rührwerk
- höhere Ausbeute
- hohe Qualität
- keine thermische Zersetzung
- schnelle Extraktion
- einfacher und sicherer Betrieb
- umweltfreundliche Extraktion
Auf einen Blick – Die Vorteile der Hielscher Ultraschallextraktoren
Effizienz
- Höhere Erträge
- Schneller Extraktionsprozess – innerhalb weniger Minuten
- Hochwertige Extrakte – milde, nicht thermische Extraktion
- Grüne Lösungsmittel (Wasser, Ethanol, Glycerin, pflanzliche Öle etc.)
Einfachheit
- Plug-and-Play - Einrichtung und Betrieb innerhalb weniger Minuten
- Hoher Durchsatz - Für die großtechnische Extraktproduktion
- im Batch oder kontinuierlichen Inline-Betrieb
- Einfache Installation und Inbetriebnahme
- Bewegliche Systeme - tragbar oder auf Rollen montiert
- Lineare Skalierung - fügen Sie weitere Ultraschallsysteme parallel hinzu, um die Kapazität zu erweitern.
- Fernüberwachung und -steuerung - über PC, Smartphone oder Tablet
- Keine Prozessüberwachung erforderlich - Gerät anschalten und laufen lassen
- Leistungsstark - ausgelegt für den kontinuierlichen 24/7-Betrieb
- Robustheit und geringer Wartungsaufwand
- hohe Qualität – in Deutschland entwickelt und gebaut
- Schnelle Be- und Entladung zwischen den Chargen
- Leicht zu reinigen
Sicherheit
- Einfach und sicher zu bedienen
- Lösungsmittelfreie oder lösungsmittelbasierte Extraktion (Wasser, Ethanol, Pflanzenöle, Glycerin, etc.)
- Keine hohen Drücke und Temperaturen
- ATEX-zertifizierte explosionsgeschützte Systeme verfügbar
- Einfache Bedienung (auch über Fernbedienung)

UP400St Ultraschallextraktion von Pflanzenstoffen (z.B. aus Cannabis) im 8L Batch
Ultraschallgeräte für die Cannabisextraktion
Hielscher Ultrasonic ist Ihr zuverlässiger Partner, wenn es um Hochleistungs-Ultraschallextraktionsgeräte für die Extraktion von Cannabis und anderen Pflanzen geht. Mit unzähligen Installationen weltweit sind Hielscher Ultraschallextraktoren für ihre hohe Extraktionsrate, Zuverlässigkeit und Robustheit bekannt.
Von kleineren kompakten Tisch-Ultraschallgeräten wie dem UP400St (400 W) bis hin zum weltweit leistungsstärksten UIP16000hdT deckt Hielscher die gesamte Palette der Ultraschallextraktionsgeräte ab. So können wir Ihnen das für Ihre Prozessanforderungen am besten geeignete Ultraschallextraktionsgerät empfehlen.
Design, Herstellung und Beratung – Qualität Made in Germany
Hielscher Ultraschallgeräte sind bekannt für höchste Qualität und Designstandards. Robustheit und einfache Bedienung ermöglichen die problemlose Integration unserer Ultraschallgeräte in industrielle Anlagen. Raue Bedingungen und anspruchsvolle Umgebungen sind für Hielscher Ultraschallgeräte kein Problem.
Hielscher Ultrasonics ist ein ISO-zertifiziertes Unternehmen und legt großen Wert darauf, Hochleistungs-Ultraschallgeräte zu entwickeln und zu produzieren, die sich durch modernste Technik und Benutzerfreundlichkeit auszeichnen. Selbstverständlich sind Hielscher Sonicators CE-konform und erfüllen die Anforderungen von UL, CSA und RoHs.
In der folgenden Tabelle finden Sie die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallhomogenisatoren:
Batch-Volumen | Durchfluss | Empfohlenes Ultraschallgerät |
---|---|---|
1 bis 500ml | – | UP100H |
10 bis 8000mL | – | UP200Ht, UP400St |
0,5-150L | 0,2 bis 4l/min | UIP2000hdT |
1 bis 300L | 2 bis 10l/min | UIP4000hdT |
– | 10 bis 100l/min | UIP16000 |
– | größere | Cluster aus UIP16000 |
Wissenswertes
Übersicht und Vergleich der gängigsten Cannabis-Extraktionsmethoden
Ultraschall-Extraktion
Produkt: Die Ultraschallextraktion erzeugt ein hochwertiges Vollspektrum-Extrakt. Das Rohextrakt wird durch Filtration, Destillation und/oder Winterisierung veredelt.
Equipmentkosten: von ca. 5.000 US$ bis zu mehreren 100.000 US$ je nach Kapazität und Konfiguration
Setup: im Batch/Fass oder im kontinuierlichen Inline-Betrieb
Technische Fähigkeiten: einfache und sichere Handhabung und Bedienung
Lösungsmittel: Alle Arten von Lösungsmitteln wie Wasser, Wasser-Alkohol-Gemisch, Isopropylalkohol, Hexan, Ethanol, Methanol, Butan, pflanzliche Öle (Olivenöl Kokosöl), Glycerin, etc. können verwendet werden.
Extrahierte Verbindungen: Vollspektrum (alle verfügbaren Cannabinoide und Terpene)
Die wichtigsten Vorteile: ertragsstark, einfach zu bedienen, preiswert, einfach skalierbar - bis zur industriellen Produktion von mehreren Tonnen pro Stunde
Lösungsmittelextraktion (Alkohol, Ethanol)
Produkt: typischerweise ein Rohextrakt, das eine weitere Raffinierung/Veredelung benötigt, wie z.B. Winterisierung oder Filtration. Im Allgemeinen wird der Ethanolextrakt nach der Winterisierung und Filtration durch Destillation weiter raffiniert.
Equipmentkosten: zwischen 5.000 und mehrere Millionen Dollar, je nach Größe, Fähigkeiten oder Automatisierungsfähigkeiten.
Technische Fähigkeiten: Ausbildung in Grundchemie/mäßig.
Extrahierte Verbindungen: alle verfügbaren Cannabinoide, das resultierende Extrakt hat nur geringe Mengen an Monoterpenen.
CO2 Extraktion
Produkt: Rohextrakt, das weiterverarbeitet /veredelt werden muss, z.B. durch Winterisierung oder Filtration.
Equipmentkosten: zwischen $100.000 und mehrere Millionen USD, je nach Größe, Leistung und/oder Automatisierung.
Technische Fähigkeiten: ausgebildet zum Betrieb von flüssigem CO2 (Hochdrucksystem – Sicherheit)
Extrahierte Verbindungen: Cannabinoide mit nur geringen Mengen an Monoterpenen
Kohlenwasserstoff-Extraktion
Produkt: Shatter, Budder, Wachs, HTFSE, HCFSE oder Rohextrakt zur Destillation oder Terpene, die dem Destillat zugesetzt werden.
Equipmentkosten: $5.000 bis $100.000 je nach Größe und Leistung
Technische Fähigkeiten: Ausbildung in Chemie und Sicherheit (Verwendung von brennbaren Flüssigkeiten, Flüssigbutan)
Extrahierte Verbindungen: alle Cannabinoide
Anwendung von Ultraschallwellen zur Extraktion
Wenn Hochleistungsultraschall in flüssige Systeme (einschließlich Slurries und viskose Pasten) eingetragen wird, entsteht akustische Kavitation. Die akustische Kavitation beschreibt das Phänomen der Entstehung, des Wachstums und der Implosion der Kavitationsblasen. Während der Ausbreitung der Ultraschallwellen entstehen und wachsen Vakuumblasen bis zu dem Punkt, an dem die Blase keine weitere Energie absorbieren kann und implodiert. Die Blasenimplosion schafft lokal extreme Bedingungen mit sehr hohen Temperaturen, Drücken, Heiz- und Kühlraten sowie Druckdifferenzen und Flüssigkeitsstrahlen. Diese extremen Bedingungen führen zu thermischen, mechanischen und chemischen Effekten. Der Zellaufschluss und die Freisetzung von bioaktiven Verbindungen (= Extraktion) ist eine mechanische Wirkung, welche äußerst effektiv und effizient ist.

Die akustische Kavitation, die durch hochintensiven Niederfrequenz-Ultraschall erzeugt wird, führt zu starken Scherkräften und lokal auftretenden hohen Druck- und Temperaturunterschieden, die die notwendige Wirkung für den Zellaufschluss, die intensive Durchmischung und den Stofftransport haben. Diese Ultraschall-Scherkräfte werden erfolgreich zur Cannabisextraktion eingesetzt.
Aufgrund ihrer überlegenen Extraktleistung, ihrer hohen Extraktionsrate, Prozessgeschwindigkeit sowie ihrer einfachen und sicheren Bedienung wird die Ultraschallextraktion erfolgreich für die Extraktion von Pflanzenstoffen eingesetzt.

Intensive Ultraschallwellen schliepen die Zellmatrix biologischer Strukturen auf und setzen die bioaktiven Verbindungen frei. Der Stoffaustausch zwischen dem Pflanzenmaterial und dem Lösungsmittel wird intensiviert. Aufgrund dieser Mechanismen ist die Ultraschallextraktion für die Cannabisextraktion äußerst effizient.
Bekannte Beispiele für die Ultraschallextraktion sind Cannabis (Cannabinoide und Cannabisöl aus Marihuana und Hanf), Curcumin, Pfeffer, Safran, Kaffee, Bitterkürbis, Olivenöl, Avocadoöl, Henna, Ayurvedische Kräuter, Ingwer, Teeund andere Heilkräuter.
Decarboxylierung
Die Decarboxylierung ist ein wichtiger Schritt für eine effiziente Produktion der wichtigsten bioaktiven Verbindungen in Cannabis, wie Δ9-tetrahydrocannabinol (Δ9-THC), Cannabidiol (CBD) und Cannabigerol (CBG). Die Decarboxylierung, auch bekannt als das "Aktivieren" oder "Entkohlen", wird als Vorbehandlung zur Erhöhung des THC-Gehalts (delta9-Tetrahydrocannabinol) im Pflanzenmaterial eingesetzt. Die chemische Decarboxylierung ist eine Reaktion, bei der eine Carboxylgruppe (-COOH) entfernt wird und Kohlendioxid (CO2) freigesetzt wird. Um den THC-Gehalt der Cannabispflanze zu erhöhen, wird der Prozessschritt der Decarboxylierung eingesetzt. Durch die Decarboxylierung kann die Menge der nicht-psychotrophen Δ9-tetrahydrocannabinole Säure (THCA) in psychoaktives THC umgewandelt werden. Δ9-Tetrahydrocannabinolidecarboxylate wird durch Erhitzen (auf ca. 105°C / 220°F für 30 Min. bei trockenem Material, bis zu 90 Min. bei feuchtem Pflanzenmaterial) descarboxyliert und dadurch in die psychoaktive Verbindung Δ9-Tetrahydrocannabinol umgewandelt.
In ähnlicher Weise kann CBD-A-reiches Cannabispflanzenmaterial durch eine Wärmebehandlung decarboxyliert werden und dadurch der CBD-Gehalt erhöht werden. Zur Winterisierung von Pflanzenmaterial wird getrocknetes, zerkleinertes Pflanzenmaterial für 30-60 Minuten auf ca. 160°C / 320°F erhitzt, um die Decarboxylierung einzuleiten.
Decarboxylierungstemperaturen für Cannabinoide:
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
Nachgelagerte Prozesse – Filtration und Destillation
Nach der Ultraschallextraktion müssen die Cannabispartikel aus der Flüssigkeit gefiltert werden. Daher wird der Cannabisbrei durch einen Filter, wie z.B. ein Mesh (Filterstrumpf) oder eine Filterpresse gesiebt. Die resultierende Mutterlauge aus Lösungsmittel (z.B. Ethanol) und Cannabisextrakt wird dann durch Abtrennung des Ethanols konzentriert. Typische Destillationsverfahren zur Entfernung von Lösungsmitteln sind Rotationsverdampfer oder Vakuumdestillationssysteme.
Ein Rotationsverdampfer wird häufig verwendet, um Lösungsmittel wie Ethanol von Cannabis zu trennen und um dadurch ein raffiniertes Cannabisöl herzustellen. Eine geregelte Temperatur und einfache Handhabung machen den Rotationsverdampfer zur dominierenden Destillationsanlage in der Cannabisindustrie.
Die Vakuumdestillation wird hauptsächlich eingesetzt, um CBD für pharmazeutische und medizinische Zwecke zu isolieren, und wenn notwendig, Terpene und/oder THC zu entfernen. Da Terpene, THC und CBD hohe Siedepunkte haben (zwischen 160-250°C / 310-482°F), würde eine Destillation unter atmosphärischen Bedingungen eine Hochtemperaturbehandlung erfordern, welche eine thermische Zersetzung der wärmeempfindlichen Cannabinoide nach sich ziehen würde. Darüber hinaus löst der kontakt mit Sauerstoff oxidative Reaktionen aus, was sich negativ auf die Qualität der Cannabinoide auswirkt. Durch die Anwendung von Vakuum werden die Siedepunkte gesenkt. Darüber hinaus wird durch die Anwendung von Vakuum Sauerstoff entfernt. Dadurch führt die Destillation unter Vakuumbedingungen zu einem geringeren thermischen und oxidativen Abbau der Extrakte.
Winterisierung
Die Winterisierung ist der Prozess, bei dem pflanzliche Lipide, Fette und Wachse durch eine Alkoholwäsche entfernt werden, um die Cannabinoide und Terpene von unerwünschten Substanzen wie Pflanzenwachsen, Fetten und Chlorophyll zu trennen. Für die Winterisierung wird das extrahierte Cannabisöl in Ethanol gegeben und auf Temperaturen von weniger als -20°C / -6°F gekühlt. Bei diesen niedrigen Temperaturen fallen Lipide, Fette und Wachse aus und können entfernt werden.

Hielscher Ultrasonics fertigt Hochleistungs-Ultraschall-Homogenisatoren vom Labor bis zum voll-kommerziellen Industriemaßstab.