Hielscher – Ultraschall-Technologie

schnell & Einfache Ultraschall-Extraktion von Cannabis

  • Um der steigenden Nachfrage gerecht zu werden und Cannabinoide von hoher Qualität zu liefern, ist ein effizientes und zuverlässiges Cannabis-Extraktionsverfahren wichtig. Die Ultraschall-Extraktion verkürzt die Extraktionsdauer und steigert die Ausbeute erheblich.
  • Durch Hochleistungs-Ultraschall wird eine schnellere, vollständigere und hocheffiziente Cannabis-Extraktion erreicht. Dabei ist die Ultraschall-Extraktion ein einfaches, sicheres und zuverlässiges Verfahren.
  • Hielscher's Ultraschall-Extraktoren sind vom handlichen Laborgerät bis hin zur industriellen Extraktionsanlage verfügbar.

Ultraschall-Extraktion von Cannabinoiden und Terpenen

Hochleistungs-Ultraschall trägt intensive Scherkräfte in das Medium ein und setzt dadurch eine hohe Ausbeute in einer sehr kurze Extraktionszeitfrei. Das bedeutet, dass die Extraktion von Wirkstoffen, wie z.B. Cannabinoiden und Terpenen aus der Cannabispflanze, deutlich gesteigert werden kann.
Für die Ultraschall-Extraktion können zahlreiche Lösungsmittel eigesetzt werden. Unter Beachtung der späteren Verwendung kommen für die Cannabisextraktion verschiedene Solvens zum Einsatz. Werden die Wirkstoffe für eine spätere Inhalation extrahiert, so kommen bevorzugt Solvenz wie z.B. Butan, CO2, Propan etc. zum Einsatz. Für die Extraktgewinnung für die orale Einnahme werden meist Ethanol, Cyclohexan, Isopropanol, Olivenöl, Kokosöl etc. als bevorzugte Lösungsmittel gewählt.
Hielscher Ultrasonics bietet Ihnen geeignete Extraktionsgeräte – egal ob Sie ein kleines bis mittelgroßes Extraktionsgerät oder eine industrielle Extraktionsanlage benötigen, Hielscher Ultrasonics bietet Ihren das passende Gerät.

Vorteile:

  • kurze Extraktionszeit
  • hohe Extraktionsrate
  • vollständigere Extraktion
  • milde, nicht-thermische Behandlung
  • einfache Integration und sicherer Betrieb
  • keine gefährlichen/ giftigen Chemikalien, keine Verunreinigungen
  • äußerst kostengünstig
  • energieeffizient
  • grüne, umweltfreundliche Extraktionsmethode

Laden Sie Ihr kostenloses PDF mit einer Schritt-für-Schritt-Anleitung herunter, um bessere Ergebnisse bei der Ultraschall-Cannabis-Extraktion zu erzielen!

Ultraschall-gestützes Extraktionsverfahren

UP400St - leistungsstarker Ultraschall-Extraktor. (Zum Vergrößern anklicken!)

Ultraschallgerät UP400St mit Rührwerk für die Cannabisextraktion

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Beschallung

Die ultraschall-gestützte Extraktion basiert auf sich wiederholenden Hochdruck- und Niederdruck-Zyklen. Durch die Schallwellen des Ultraschalls (∼ 20-26 kHz) werden im Medium alternierende Hochdruck- und Niederdruckzyklen erzeugt, die ca. 20.000 Mal pro Sekunde wechseln. So entstehen durch die Beschallung mit Hochleistung-Ultraschall intensive Scherkräfte und Flüssigkeits-Jets. Diese extremen Kräfte überwinden die Selektivität der Zellmembran, perforieren und brechen Zellwände auf und generieren dadurch einen hohen Stoffaustausch zwischen dem Zellinneren und dem umgebenden Lösungsmittel. Mittels Ultraschall-Extraktion werden höhere Erträge und eine kürzere Extraktionsdauer ermöglicht. Da es sich bei der Ultraschall-Extraktion um einen reproduzierbaren Prozess handelt, lassen sich die Extraktionsresultate für eine hohe Extraktqualität und ein standardisiertes Extraktionsverfahren einfach wiederholen.
Hielscher's Ultraschall-Extraktoren geben Ihnen die volle Kontrolle über alle wichtigen Extraktionsparameter. Durch Anpassen der Amplitude, Beschallungsdauer, des Drucks und der Zusammensetzung der Flüssigkeit kann der Extraktionsprozess genau kontrolliert und reproduziert werden.

Lösungsmittel

Für die Ultraschallextraktion können alle gängigen Lösungsmitteln verwendet werden. Je nachdem, ob die Extrakte die orale Einnahme oder Inhalation, für die Analyse, Qualitätskontrolle oder für andere Zwecke hergestellt werden, werden bestimmte Lösungsmittel bevorzugt, da sich sich für bestimmte Zwecke besonders gut eignen. Für die Ultraschall-Extraktion können viele verschiedene Lösungsmitteln einschließlich Wasser, Öle, organische & anorganische, polare & unpolare Lösemittel (z.B. H2O, CO2Ethanol, Methanol, Butan, Propan, Olivenöl, Kokosöl etc..).

Temperatur

Die besten Ergebnisse für die Gewinnung von Pflanzenextrakten (z.B. aktive Substanzen aus Kräutern, Medizinpflanzen etc.) werden bei einer Prozesstemperatur zwischen 0-60°C erreicht. Die Ultraschall-Extraktion ist eine nicht-thermische und dadurch sehr milde Methode, wodurch eine Zersetzung der extrahierten Wirkstoffe verhindert wird.

Kombinierte Extraktionsmethoden

Die Ultraschallextraktion kann problemlos mit Druck, Wärme, der superkritischen Extraktion oder einem Soxhlet-Extraktor kombiniert werden, um einen bestehenden Extraktionaufbau und die Extraktionsergebnisse zu verbessern.
Bereits vorhandene Extraktiongeräte können problemlos durch die Integration eines Ultraschallextraktors aufgerüstet werden. Gerne helfen wir Ihnen bei der Installation oder Nachrüstung eines Ultraschallgerätes in Ihren Extraktionsaufbau.

Anwendungsbereiche für die ultraschall-gestützte Cannabis-Extraktion

Cannabinoide, Terpene und andere Wirkstoffe der Cannabis-Pflanze werden für vielfältige Zwecke extrahiert. Die Ultraschall-Extraktion ist eine sichere und effiziente Methode, um aktive Wirkstoffe der Cannabispflanze für folgende Branchen zu extrahieren:

  • Medizinische/ Pharmazeutische Produktion
  • Freizeit-Cannabiskonsum
  • Nutraceuticals & Nahrungsmittelproduktion
  • Tests für Drogenwirkungsstärke
  • Weiterverarbeitung, z.B. Emulgierung
  • forensische/chemische Analyse

Ultraschall-Extraktoren – im kleinen und großen Maßstab

3 Schritte zur erfolgreichen Ultraschallproduktion: Machbarkeitsstudie - Optimierung - Scale-Up (zum Vergrößern anklicken!)

Ultraschall-Verarbeitung: Hielscher berät und unterstützt Sie von der Machbarkeitsstudie und Optimierung bis hin zur kommerziellen Produktion!

Wir helfen Ihnen: Beratung & Service

Hielscher Ultrasonics verfügt über langjährige Erfahrung in der Ultraschallverarbeitung und hat ein tiefgehendes Verständnis für Ultraschall-Extraktionsprozesse. Wir helfen Ihnen mit Empfehlungen für ein geeignetes Ultraschallgerät für Ihren Prozess und zeigen ihnen, wie Sie unsere Ultraschallextraktoren effizient einsetzen. Unsere Techniker stehen für den weltweiten Installationsservice und Schulungen zur Verfügung.
In unserem voll ausgestatteten Ultraschall-Prozesslabor in Deutschland steht Ihnen unser Team aus Verfahrenstechnikern und Chemikern zur Verfügung, um Ihren Prozess für Sie oder mit Ihnen zusammen zu entwickeln und zu optimieren .

Strukturformel von Δ9-THC

Tetrahydrocannabinol (Δ9-THC)

Soxhlet mit Beschallung kombiniert führt zu hohen Ausbeuten und kürzeren Extraktionszeiten (Anklicken zum Vergrößern!)

UP200Ht mit Soxhlet-Extraktor. (© Djenni et al. 2012)

Kontakt/ Weitere Informationen

Sprechen Sie mit uns über Ihren Prozess! Gerne empfehlen wir Ihnen das geeignete Equipment und die richtigen Prozessparameter für Ihr Projekt.





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Literatur



Grundlegende Informationen

Ultraschall-Extraktion

Hochleitungs-Ultraschall ist eine bewährte Methode für die effiziente und zuverlässige Extraktion von Wirkstoffen, z.B. aktive Substanzen, Öle, Proteine und bioaktive Stoffe (z.B. Flavone, Polyphenole, Anthocyane, Aromen) aus Pflanzenteilen, Kräutern, Blättern, Blüten, Rinde und Samen.
Bei der Ultraschall-Extraktion werden hochintensive Ultraschallwellen in eine Mischung aus Pflanzenteilen und einem Lösungsmittel gekoppelt, so dass akustische Kavitation auftritt. Akustische Kavitation ist die durch Ultraschall verursachte Bildung, Wachstum und Implosion von Kavitationsblasen in einer Flüssigkeit.
„Während der Implosion der Kavitationsblasen entstehen lokal sehr hohe Temperaturen und Drücke von sehr kurzer Dauer. in einer Wolke aus Kavitationsblasen haben diese Hotspots Temperaturen von ca. 5000 K, Drücke von ca. 1000 atm sowie Heiz- und Kühlraten mit mehr als 1010 K/s. Bei der Kavitation einzelner Blasen sind diese Bedingungen sogar noch extremer, denn dann erzeugt die Kavitation diese extremen physikalischen und chemischen Bedingungen in ansonsten kalten Flüssigkeit. Wenn eine Flüssigkeit, die Feststoffe enthält, mit Ultraschall beschallt wird, können ähnliche Phänomene auftreten. In der Nähe einer Feststoffoberfläche tritt die Kavitationsimplosion nicht sphärisch auf, so dass Hochgeschwindigkeits-Flüssigkeitsjets auf den Feststoff prallen. Diese Jets und die damit verbundenen Stoßwellen können erhebliche Oberflächenschäden verursachen und dadurch eine frische, hoch-erhitzte Oberfläche freilegen und verfügbar machen. Darüber hinaus treten während der Beschallung von Flüssigkeit-Pulver-Suspensionen interpartikuläre Kollisionen auf, welche durch die Kavitation und die daraus resultierenden Schockwellen in der Slurry entstehen. Diese Kollisionen, bei denen die Partikel aufeinander prallen, können dramatische Veränderungen in Oberflächenmorphologie, Zusammensetzung und Reaktivität der Partikel verursachen.“ [Suslick 2001: 2f.]
Dieses extreme Umfeld der Ultraschallkavitation hat verschiedene Effekte auf das Pflanzenmaterial und seine Extrahierbarkeit:

  • Überwindung der selektiven Permeabilität der Zellmembran
  • erhöhter Stoffaustausch zwischen Zellinnenraum und Lösungsmittel
  • Zellaufschluss
  • Freisetzung von intrazellulärem Material

Ultraschall ist eine hochwirksame Extraktionsmethode. Durch die intensiven mechanischen Kräfte sind oftmals ökologische und milde Lösungsmittel wie Wasser, Ethanol etc. ausreichend.
Ultraschall-Extraktion verkürzt die Extraktion und ermöglicht eine reduzierte und / oder milder Lösungsmittel. Das bedeutet, Ultraschall-Extraktion Die Ultraschallextraktion verkürzt die Extraktionsdauer und ermöglicht reduzierten Lösemitteleinsatz und/oder die Verwendung von milden Lösungsmitteln. Mittels Ultraschallextraktion erzielen Sie eine höhere Extraktionsrate und Sie produzieren gesündere Extrakte. Die Extraktion bei niedrigen Temperaturen verhindert sowohl die Zersetzung der Extrakte durch zu hohe Temperaturen und vermeidet auch das Verdampfen der Substanzen.
Ein weiterer Vorteil der Ultraschall-Extraktion liegt in ihrer einfachen und sicheren Handhabung und ihrer präzisen Kontrollierbarkeit. Als nicht-thermische Extraktionsmethode kann die Beschallung bei niedrigen Temperaturen durchgeführt werden, damit die Zersetzung der wärmeempfindlicher Substanzen, die durch Hitze zersetzt werden, vermieden wird.