Hielscher Ultrasonics
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Schnelle und einfache Cannabis-Extraktion mit Ultraschall

Mit den Ultraschallextraktionssystemen von Hielscher lassen sich Cannabinoide, Terpene und andere wertvolle Cannabis-Inhaltsstoffe schneller extrahieren. Leistungsstarker Ultraschall intensiviert den Stoffaustausch, bricht Pflanzenzellen auf und trägt dazu bei, dass die Wirkstoffe effizient in das von Ihnen gewählte Lösungsmittel übergehen. – von Ethanol und Speiseölen bis hin zu speziellen Extraktionsmitteln.

Ultraschallgeräte zur Cannabisextraktion für höhere Erträge und eine schnellere Verarbeitung

Ganz gleich, ob Sie ein Laborprotokoll entwickeln, einen Pilotprozess validieren oder auf die industrielle Produktion hochskalieren – mit den Ultraschallgeräten von Hielscher haben Sie präzise Kontrolle über Amplitude, Temperatur, Druck, Verweilzeit und Lösungsmittelbedingungen. Dies macht die Ultraschallextraktion zu einer zuverlässigen Wahl für reproduzierbare Cannabis- und Hanfextrakte mit kurzen Verarbeitungszeiten und skalierbarem Durchsatz.

Warum sich Verarbeiter für die Ultraschallextraktion von Hielscher entscheiden:

  • Schnellere Extraktion von Cannabinoiden und Terpenen
  • Hohe Extraktionsleistung und reproduzierbare Produktqualität
  • Schonende, nicht-thermische Verarbeitung für hitzeempfindliche Verbindungen
  • Kompatibel mit gängigen Extraktionslösungsmitteln, darunter Ethanol und Trägeröle
  • Einfache Skalierung von Laborversuchen zur industriellen Serienproduktion
  • Prozessberatung, Machbarkeitsprüfungen und Unterstützung bei der Installation durch Ingenieure von Hielscher

 

Ultraschall-Extraktion von pflanzlichen Stoffen - 8-Liter-Batch - UP400StUltraschall-Homogenisator UP400St für die gerührte Batch-Extraktion von Botanicals
Ultraschall-Homogenisator UP400St für die gerührte Batch-Extraktion von Botanicals

 

Finden Sie den passenden Ultraschallextraktor für Ihren Cannabis-Verarbeitungsprozess!
Teilen Sie uns bitte Ihr Ausgangsmaterial, das Lösungsmittel, die Chargengröße oder Durchflussrate sowie den gewünschten Extrakt mit. Wir empfehlen Ihnen dann eine geeignete Ultraschallkonfiguration und die passenden Prozessparameter für Ihre Anwendung.

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Die Hielscher UP400St (400W, 24kHz) ist der Top-Seller für die mittelgroße Cannabis-Extraktion. Die UP400St kann problemlos 2-4L Chargen verarbeiten und produziert hochwertige CBD-Öle und Hanfextrakte.

Sonicator UP400ST für die Cannabisextraktion

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

 

Methode Herausforderungen und Bedenken Vorteile der Ultraschallextraktion
Mazeration Lange Bearbeitungszeit Schnellerer Stoffaustausch und kürzere Extraktionszeit
Soxhlet Wärmeeinwirkung und Lösungsmittelbedarf Sanftere Extraktion bei niedrigeren Temperaturen
überkritisches CO2 Investitionskosten und Durchsatzgrenzen Kann kombiniert oder nachgerüstet werden, um die Absaugung zu verbessern
Ethanol-Extraktion Ertrag, Geschwindigkeit, Terpenerhalt Bessere Zellaufschluss und reproduzierbare Parameter

 

Hielscher Ultraschallgeräte für die Cannabis-Extraktion – Wissenschaftlich bewiesene Effizienz!

Das Foto zeigt den Ultraschall-Homogenisator UP200Ht, der an einem Laborstativ montiert ist, wärend der Beschallung einer Flüssigkeit im Becherglas.Casiraghi und Kollegen von der italienischen Universität Mailand verglichen drei Cannabisextraktionsmethoden: Ultraschallextraktion, Soxhlet-Extraktion und Mazeration.
Ziel der Studie war es, die Wirksamkeit der Ultraschallextraktion für die Extraktion von Cannabinoiden aus Cannabis sativa zu untersuchen und sie mit anderen Extraktionsmethoden, wie der Soxhlet-Extraktion und der Mazeration, zu vergleichen.
Die Forscher verwendeten für den Extraktionsprozess den Hielscher Ultraschallprozessor UP200Ht (siehe Bild links) und stellten fest, dass die ultraschall-getützte Extraktionsmethode für die Isolierung von Cannabinoiden effektiver war als die beiden anderen Methoden. Die Ultraschallextraktion war schneller, effizienter und weniger arbeitsintensiv als die anderen Methoden.
Die Extraktion wurde mit Olivenöl als Lösungsmittel durchgeführt. Das Pflanzenmaterial wurde in das Lösungsmittel gegeben und 10 Minuten lang bei 60 % Amplitude mit dem Ultraschallgerät UP200Ht beschallt.
Nach dem Beschallungsschritt wurde der Extrakt filtriert und das Lösungsmittel unter Vakuum eingedampft, um einen konzentrierten Extrakt zu erhalten. Der Extrakt wurde dann mittels Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) auf den Gehalt an Cannabinoiden untersucht.
Insgesamt haben die Ergebnisse dieser Studie gezeigt, dass die Ultraschallextraktion der Cannabinoide CBD und THC in Olivenöl eine wirksame Methode zur Extraktion von Cannabinoiden aus Cannabis sativa-Pflanzenmaterial mit hoher Ausbeute und Reinheit ist.
Einer der Vorteile der Ultraschallextraktion mit dem UP200Ht besteht darin, dass in kürzerer Zeit höhere Erträge an Cannabinoiden erzielt werden können als mit herkömmlichen Extraktionsmethoden. Die Forscher stellten auch fest, dass die Ultraschallextraktion im Vergleich zu anderen Extraktionsmethoden umweltfreundlicher ist, da sie weniger Lösungsmittel und Energie benötigt. Darüber hinaus lässt sich die Ultraschallextraktion leicht auf die industrielle Produktion ausweiten, was sie zu einer vielversprechenden Methode für die großtechnische Herstellung von CBD-Extrakten macht.
Zusammenfassend lässt die Studie den Schluss zu, dass die Ultraschallextraktion mit dem UP200Ht eine äußerst effiziente Methode für die Extraktion von Cannabinoiden aus Cannabis sativa ist.

(vgl. Casiraghi et al., 2022)
 

Die Ultraschallextraktion ist eine hocheffiziente Methode zur Extraktion von Cannabinoiden wie CBD und THC. Als Lösungsmittel wurde Olivenöl verwendet, die Ultraschallextraktion wurde mit dem UP200HT durchgeführt.

Die Ultraschallextraktion ist eine hocheffiziente Methode zur Extraktion von Cannabinoiden wie CBD und THC. Als Lösungsmittel wurde Olivenöl verwendet, die Ultraschallextraktion wurde mit dem UP200HT durchgeführt.
(Bild und Studie: © Casiraghi et al., 2022)

 
 

Der UIP2000hdT (2 kW) ist ein Hochleistungsextraktor für die Batch-Extraktion von Hanföl und CBD-Extrakten in großem Maßstab. Die Ultraschallextraktion kann im Batch- und im kontinuierlichen Durchflussmodus durchgeführt werden. Der UIP2000hdT kann für große Chargenextraktionen (z.B. 120L Fässer) oder im kontinuierlichen Durchflussmodus (z.B. 4L/min.) verwendet werden. Dies macht die UIP2000hdT zu einem leistungsstarken industriellen Hanfölextraktor für die kommerzielle Produktion von hochwertigen CBD-Medikamenten und Nahrungsergänzungsmitteln.

Industrie-Sonicator UIP2000hdT mit Rührer in einem Fass für die Cannabisextraktion in großem Maßstab

Ultraschall-gestützes Extraktionsverfahren

Mit den Ultraschallextraktoren von Hielscher haben Sie die volle Kontrolle über alle relevanten Prozessparameter, darunter Amplitude, Beschallungsdauer, Druck, Temperatur, Durchflussrate und Lösungsmittelzusammensetzung. So können Sie den Extraktionsprozess hinsichtlich Ausbeute, Extraktprofil, Durchsatz und Anforderungen an die nachgelagerte Verarbeitung optimieren.

Ultraschallprozessparameter für die Cannabis-Extraktion

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 Cannabisextraktion

Die Ultraschallextraktion ist mit allen gängigen Lösungsmitteln kompatibel, sodass Sie das Lösungsmittel Ihrer Wahl verwenden können, wie beispielsweise Wasser, Lösungsmittel und Öle (z. B. H₂O, CO₂, Ethanol, Methanol, Butan, Propan, Olivenöl, Kokosöl usw.).
Zu den gängigen Lösungsmitteln und Extraktionsmedien gehören:
Bei Produkten zur oralen Einnahme werden häufig lösungsmittel und Trägeröle in Lebensmittelqualität bevorzugt. Für analytische Untersuchungen und die Qualitätskontrolle können Laborlösungsmittel verwendet werden. Bei der industriellen Cannabinoidextraktion sind Verfahren auf Ethanol- und CO₂-Basis gängige Wahlmöglichkeiten. Die Ultraschallbehandlung kann den Stoffaustausch in vielen dieser Lösungsmittelsysteme verbessern und somit dazu beitragen, die Extraktionszeit zu verkürzen, die Extraktionseffizienz zu steigern oder die Prozessstandardisierung zu unterstützen.

Extraktionstemperatur

Bei vielen botanischen Extraktionsverfahren wird eine effektive Ultraschallextraktion bei Prozesstemperaturen zwischen 0 °C und 60 °C erreicht. Niedrigere Temperaturen können dazu beitragen, flüchtige Aromastoffe und temperaturempfindliche Inhaltsstoffe zu erhalten, während moderate Temperaturen die Löslichkeit und die Extraktionsgeschwindigkeit verbessern können. Die ideale Temperatur hängt vom Lösungsmittel, der Biomasse, den Zielverbindungen und den Spezifikationen des Endprodukts ab.
Ultraschallsysteme von Hielscher lassen sich mit Kühlmänteln, Wärmetauschern und temperaturgeregelten Reaktoren kombinieren, um den Extraktionsprozess im gewünschten Temperaturbereich zu halten.

Kombinierte Extraktionsmethoden – Synergien

Die Nachrüstung einer bestehenden Cannabisextraktionsanlage mit einem Ultraschallgerät kann dazu beitragen, die Extraktionsleistung zu verbessern, den Durchsatz zu steigern, die Extraktionszeit zu verkürzen oder die Reproduzierbarkeit des Prozesses zu erhöhen.
Die Ultraschallextraktion kann problemlos mit Druck, Hitze, überkritischen Extraktionsbedingungen oder dem Soxhlet-Extraktor kombiniert werden, um die Ergebnisse zu verbessern und/oder eine bestehende Extraktionsanlage an spezifische Anforderungen anzupassen. Die Nachrüstung eines Ultraschallgeräts in eine bestehende Cannabisextraktionsanlage ist von besonderem Interesse, wenn eine bestehende Extraktionsmethode nicht die gewünschte Leistung und den gewünschten Ertrag erbringt.
Bereits vorhandene Extraktionsanlagen lassen sich durch den Einbau eines Ultraschallextraktors problemlos aufrüsten. Wir unterstützen Sie gerne bei der Prozessbewertung, der Anlagenauswahl, der Planung der Installation und der Integration in Ihre bestehenden Produktionslinien.
Lesen Sie mehr über die mit Ultraschall verbesserte überkritische CO2-Extraktion!
 

Ultraschall-Extraktion von pflanzlichen Stoffen - 30 Liter Batch - UIP2000hdTUltraschall-Homogenisator UIP2000hdT für die gerührte Batch-Extraktion von pflanzlichen Stoffen
Ultraschall-Homogenisator UIP2000hdT für die gerührte Batch-Extraktion von pflanzlichen Stoffen

 

Anwendungsbereiche für die ultraschall-gestützte Cannabis-Extraktion

Eine präzise Prozesssteuerung und lineare Skalierbarkeit ermöglichen es, Extraktionsparameter aus Laborversuchen auf die Pilotproduktion und die Serienfertigung zu übertragen. So können Verarbeiter ein zuverlässiges Extraktionsverfahren entwickeln, dieses im kleineren Maßstab validieren und mit Zuversicht hochskalieren.
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
  • Herstellung von Nahrungsergänzungsmitteln und Lebensmitteln
  • vor der nachgelagerten Verarbeitung, z.B. Nanoemulgierung
  • Tests für Drogenwirkungsstärke
  • forensische/chemische Analyse

Ultraschall-Extraktoren – im kleinen und großen Maßstab

Hielscher Ultrasonics ist Ihr Partner für Hochleistungs-Ultraschall-Extraktionsgeräte. Ob Sie kleinere Chargen hochwertiger CBD-Extrakte für Ihre Boutique-Label oder große Mengen Hanf oder Marihuana im industriellen Maßstab herstellen wollen – Hielscher Ultrasonics hat das ideale Ultraschall-Extraktionsgerät für Sie!
Lineare Skalierbarkeit und präzise Prozesssteuerung ermöglichen zuverlässige Ergebnisse auf jeder Ebene. Lesen Sie mehr über das Scale-up von Ultraschallextraktionsverfahren!

Wir helfen Ihnen: Beratung & Dienstleistung zur Prozessoptimierung

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 .

Kontakt / Weitere Informationen

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Vorteile der Cannabisextraktion mit Ultraschall:
 

  • 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


Häufig gestellte Fragen zur Ultraschall-Cannabisextraktion

Was ist die Ultraschall-Cannabisextraktion?

Die Ultraschall-Cannabisextraktion ist ein Extraktionsverfahren, bei dem Cannabinoide, Terpene und andere bioaktive Verbindungen mithilfe von Hochleistungsultraschall aus Cannabis- oder Hanfpflanzenmaterial freigesetzt werden. Durch die Ultraschallkavitation entstehen in der Flüssigkeit starke Scherkräfte, die die Pflanzenzellen aufbrechen und den Stoffaustausch zwischen dem Pflanzenmaterial und dem Lösungsmittel verbessern.

Inwiefern verbessert Ultraschall die Cannabinoidextraktion?

Ultraschall verbessert die Cannabinoidextraktion, indem er Zellwände aufbricht, das Eindringen des Lösungsmittels fördert und die Freisetzung von Wirkstoffen aus der Pflanzenmatrix beschleunigt. Dies kann die Extraktionszeit verkürzen und die Extraktionseffizienz im Vergleich zu langsamen passiven Methoden wie der Mazeration verbessern.

Welche Cannabinoide lassen sich mittels Ultraschallextraktion gewinnen?

Die Ultraschallextraktion kann zur Gewinnung von Cannabinoiden wie CBD, THC, THCA, CBDA, CBG und anderen in Cannabis- oder Hanfbiomasse enthaltenen Verbindungen eingesetzt werden. Das endgültige Cannabinoidprofil hängt vom Pflanzenmaterial, dem Lösungsmittel, der Temperatur, der Extraktionszeit und den Bedingungen der nachgelagerten Verarbeitung ab.

Können bei der Ultraschallextraktion Terpene erhalten bleiben?

Ja, die Ultraschallextraktion kann bei niedrigen und kontrollierten Temperaturen durchgeführt werden, was bei der Verarbeitung hitzeempfindlicher Verbindungen wie Terpene von Vorteil ist. Die Temperaturregelung, kurze Extraktionszeiten und die Wahl geeigneter Lösungsmittel tragen dazu bei, flüchtige und empfindliche Extraktbestandteile zu schonen.

Welche Lösungsmittel können für die Ultraschall-Cannabisextraktion verwendet werden?

Die Ultraschall-Cannabisextraktion ist mit vielen gängigen Extraktionsmedien kompatibel, darunter Ethanol, Wasser-Ethanol-Gemische, Speiseöle wie Olivenöl oder Kokosöl sowie andere prozessspezifische Lösungsmittel. Die Wahl des besten Lösungsmittels hängt vom angestrebten Produkt, den gesetzlichen Anforderungen, der Weiterverarbeitung und den Zielverbindungen ab.

Eignet sich die Ultraschallextraktion für die Ethanol-Extraktion von Cannabis?

Ja, Ethanol wird häufig bei der Ultraschall-Cannabisextraktion verwendet. Die Ultraschallbehandlung kann die Ethanolextraktion intensivieren, indem sie den Kontakt zwischen Lösungsmittel und Pflanzenmaterial verbessert, die Extraktionszeit verkürzt und reproduzierbare Prozessbedingungen gewährleistet.

Kann die Ultraschall-Cannabisextraktion mit Trägerölen durchgeführt werden?

Ja, Cannabinoide können in Trägeröle wie Olivenöl oder Kokosöl extrahiert werden. Dies kann bei Formulierungen nützlich sein, bei denen das Öl direkt als Extraktionsmedium oder als Bestandteil der Endproduktformulierung dient.

Ist die Ultraschall-Cannabisextraktion ein thermischer Prozess?

Nein. Die Ultraschallextraktion gilt als schonendes, nicht-thermisches Extraktionsverfahren. Zwar muss die Prozesstemperatur weiterhin überwacht und geregelt werden, doch beruht der Extraktionseffekt in erster Linie auf mechanischen Prozessen: Kavitation, Scherkräfte, Partikelaufschluss und verbesserter Stoffaustausch.

Wie lange dauert die Ultraschall-Cannabisextraktion?

Die Extraktionsdauer hängt vom Pflanzenmaterial, der Partikelgröße, dem Lösungsmittel, der Temperatur, der Feststoffkonzentration, der Ultraschallamplitude und der Anlagenkonfiguration ab. In vielen Anwendungsfällen verkürzt die Ultraschallbehandlung die Extraktionsdauer im Vergleich zur herkömmlichen Mazeration erheblich.

Lässt sich die Ultraschall-Cannabisextraktion auf die industrielle Produktion übertragen?

Ja. Die Ultraschallextraktion lässt sich von Laborversuchen bis hin zur Pilot- und industriellen Produktion skalieren. Hielscher-Ultraschallgeräte sind für Versuche in kleinen Chargen, die Prozessentwicklung und die kontinuierliche Verarbeitung im großen Maßstab erhältlich.

Welche Prozessparameter sind bei der Ultraschall-Cannabisextraktion am wichtigsten?

Zu den wichtigen Parametern zählen die Ultraschallamplitude, die Beschallungsdauer, die Temperatur, der Druck, die Art des Lösungsmittels, das Verhältnis von Lösungsmittel zu Biomasse, die Partikelgröße sowie die Misch- oder Strömungsbedingungen. Eine präzise Steuerung dieser Parameter trägt dazu bei, eine reproduzierbare Extraktqualität zu erzielen.

Kann eine Ultraschallextraktion in eine bestehende Cannabis-Extraktionsanlage integriert werden?

Ja. Ultraschallgeräte lassen sich oft in bestehende Extraktionsanlagen integrieren, um den Stoffaustausch zu verbessern, die Verarbeitungszeit zu verkürzen oder die Extraktionseffizienz zu steigern. Das beste Integrationskonzept hängt von der derzeitigen Extraktionsmethode, der Handhabung der Lösungsmittel, dem Durchsatz und dem verfügbaren Platz in der Anlage ab.

Welcher Hielscher-Ultraschallapparat eignet sich für die Cannabisextraktion?

Die Wahl des richtigen Ultraschallgeräts hängt von der erforderlichen Chargengröße, der Durchflussrate, dem Lösungsmittel, dem Pflanzenmaterial und dem Produktionsziel ab. Kleinere Geräte eignen sich für Machbarkeitstests und die Entwicklung von Verfahren im Labormaßstab, während die Ultraschallgeräte der industriellen UIP-Serie für die Extraktion im Pilot- und Produktionsmaßstab ausgelegt sind.

Wie wähle ich die richtige Ultraschall-Extraktionsanlage aus?

Um die richtige Konfiguration zu wählen, geben Sie bitte die Art der Biomasse, die gewünschten Cannabinoide oder Terpene, das Lösungsmittel, die Chargengröße oder den kontinuierlichen Durchfluss, die Temperaturgrenzen sowie die nachfolgenden Verarbeitungsschritte an. Hielscher empfiehlt Ihnen auf Grundlage dieser Anforderungen einen Ultraschallprozessor, eine Sonotrode, einen Reaktor sowie die entsprechenden Prozessparameter.

Grundlegende Informationen zur Ultraschallextraktion

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 Selektivität 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.

Literatur

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!

Ultrasonic extraction system "SonoStation" - eine schlüsselfertige Lösung für die Extraktion pflanzlicher Stoffe

SonoStation: Mobiles schlüsselfertiges System für die Ultraschallbearbeitung – bestehend aus Ultraschall-Dispergierern, Pumpe, Rührer und Tank

Wir besprechen gerne Ihren Prozess mit Ihnen.