Hielscher Ultrasonics
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Schnelle und einfache Ultraschallextraktion von Cannabis

Extrahieren Sie Cannabinoide, Terpene und andere wertvolle Cannabisinhaltsstoffe schneller mit Ultraschallextraktionssystemen von Hielscher. Leistungsultraschall intensiviert den Stofftransport, schließt Pflanzenzellen auf und unterstützt die effiziente Freisetzung von Wirkstoffen in das Lösungsmittel Ihrer Wahl – von Ethanol und Speiseölen bis hin zu speziellen Extraktionsmedien.

Ultraschallgeräte zur Cannabisextraktion für höhere Ausbeuten und schnellere Verarbeitung

Ob Sie ein Laborprotokoll entwickeln, einen Pilotprozess validieren oder auf die industrielle Produktion skalieren: Ultraschallgeräte von Hielscher ermöglichen Ihnen die präzise Kontrolle von Amplitude, Temperatur, Druck, Verweilzeit und Lösungsmittelbedingungen. Damit ist die Ultraschallextraktion eine zuverlässige Wahl für reproduzierbare Cannabis- und Hanfextrakte bei kurzen Verarbeitungszeiten und skalierbarem Durchsatz.

Warum Verarbeiter die Ultraschallextraktion von Hielscher wählen:

  • Schnellere Extraktion von Cannabinoiden und Terpenen
  • Hohe Extraktionseffizienz und reproduzierbare Produktqualität
  • Schonende, nichtthermische Verarbeitung für wärmeempfindliche Verbindungen
  • Kompatibel mit gängigen Extraktionslösungsmitteln, einschließlich Ethanol und Trägerölen
  • Einfache Maßstabsvergrößerung von Laborversuchen bis zur industriellen Produktion
  • Prozessberatung, Machbarkeitstests und Unterstützung bei der Installation durch Ingenieure von Hielscher

 

Ultraschallextraktion pflanzlicher Rohstoffe – 8-Liter-Charge – UP400StUltraschallhomogenisator UP400St für die chargenweise Extraktion pflanzlicher Rohstoffe unter Rühren
Ultraschallhomogenisator UP400St für die chargenweise Extraktion pflanzlicher Rohstoffe unter Rühren

 

Finden Sie den passenden Ultraschallextraktor für Ihren Cannabisprozess!
Teilen Sie uns Ihren Rohstoff, das Lösungsmittel, die Chargengröße oder den Volumenstrom sowie den gewünschten Extrakt mit. Wir empfehlen Ihnen einen geeigneten Ultraschallaufbau und Prozessparameter für Ihre Anwendung.

Informationsanfrage



Der Hielscher UP400St (400W, 24kHz) ist das meistverkaufte Gerät für die Cannabisextraktion im mittleren Maßstab. Der UP400St verarbeitet problemlos Chargen von 2–4L und erzeugt hochwertige CBD-Öle und Hanfextrakte.

Ultraschallgerät UP400St zur Cannabisextraktion

Laden Sie Ihr kostenloses PDF mit einer Schritt-für-Schritt-Anleitung für hervorragende Ergebnisse bei der Ultraschallextraktion von Cannabis herunter!

 

Methode Herausforderungen und Bedenken Vorteile der Ultraschallextraktion
Mazeration Lange Verarbeitungszeit Schnellerer Stofftransport und kürzere Extraktion
Soxhlet Wärmebelastung und Lösungsmittelbedarf Schonendere Extraktion bei niedrigeren Temperaturen
Überkritisches CO₂ Investitionskosten und Durchsatzgrenzen Kann zur Verbesserung der Extraktion kombiniert oder nachgerüstet werden
Ethanolextraktion Ausbeute, Geschwindigkeit, Erhalt der Terpene Besserer Zellaufschluss und reproduzierbare Parameter

 

Ultraschallgeräte von Hielscher zur Cannabisextraktion – wissenschaftlich nachgewiesene Effizienz!

Zeigt den an einem Laborstativ montierten Ultraschallhomogenisator UP200Ht beim Emulgieren in einem Laborbecherglas.Casiraghi und Kollegen von der italienischen Universität Mailand verglichen drei Methoden zur Cannabisextraktion: Ultraschallextraktion, Soxhlet-Extraktion und Mazeration.
Ziel der Studie war es, die Wirksamkeit der Ultraschallextraktion zur Gewinnung von Cannabinoiden aus Cannabis sativa zu untersuchen und sie mit anderen Extraktionsmethoden wie der Soxhlet-Extraktion und der Mazeration zu vergleichen.
Die Forscher verwendeten den Ultraschallprozessor UP200Ht von Hielscher (siehe Bild links) für den Extraktionsprozess und stellten fest, dass die ultraschallgestützte Extraktionsmethode Cannabinoide wirksamer extrahierte als die beiden anderen Methoden. Die Ultraschallextraktion war zudem schneller, effizienter und weniger arbeitsintensiv als die anderen Methoden.
Die Extraktion wurde mit Olivenöl als Lösungsmittel durchgeführt. Das Pflanzenmaterial wurde dem Lösungsmittel zugesetzt und mit dem Ultraschallgerät UP200Ht für 10 Minuten bei 60% Amplitude beschallt.
Nach der Beschallung wurde der Extrakt filtriert und das Lösungsmittel unter vermindertem Druck verdampft, um einen konzentrierten Extrakt zu erhalten. Anschließend wurde der Cannabinoidgehalt des Extrakts mittels Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) analysiert.
Insgesamt zeigten die Ergebnisse dieser Studie, dass die Ultraschallextraktion der Cannabinoide CBD und THC in Olivenöl eine wirksame Methode zur Gewinnung von Cannabinoiden aus Pflanzenmaterial von Cannabis sativa mit hohen Ausbeuten und hoher Reinheit ist.
Einer der Vorteile der Ultraschallextraktion mit dem UP200Ht besteht darin, dass sie in kürzerer Zeit höhere Cannabinoidausbeuten erzielen kann als herkömmliche Extraktionsmethoden. Die Forscher stellten außerdem fest, dass die Ultraschallextraktion im Vergleich zu anderen Extraktionsmethoden umweltfreundlicher ist, da sie weniger Lösungsmittel und Energie benötigt. Darüber hinaus lässt sich die Ultraschallextraktion problemlos auf die industrielle Produktion skalieren, was sie zu einer vielversprechenden Methode für die Herstellung von CBD-Extrakten im großen Maßstab macht.
Zusammenfassend legt die Studie nahe, dass die Ultraschallextraktion mit dem UP200Ht eine vielversprechende Methode zur Gewinnung von Cannabinoiden aus Cannabis sativa für medizinische Zwecke ist.

(vgl. Casiraghi et al., 2022)
 

Die Ultraschallextraktion ist eine hocheffiziente Methode zur Gewinnung von Cannabinoiden wie CBD und THC. Als Lösungsmittel wurde Olivenöl verwendet; die Ultraschallextraktion wurde mit dem UP200ST durchgeführt.

Die Ultraschallextraktion ist eine hocheffiziente Methode zur Gewinnung von Cannabinoiden wie CBD und THC. Als Lösungsmittel wurde Olivenöl verwendet; die Ultraschallextraktion wurde mit dem UP200ST durchgeführt.
(Bild und Studie: © Casiraghi et al., 2022)

 
 

Der UIP2000hdT (2kW) ist ein Hochleistungsextraktor für die chargenweise Gewinnung von Hanföl und CBD-Extrakten im großen Maßstab. Die Ultraschallextraktion kann im Chargenbetrieb und im kontinuierlichen Durchflussbetrieb durchgeführt werden. Der UIP2000hdT kann für die Extraktion großer Chargen (e.g. in 120L-Fässern) oder im kontinuierlichen Durchflussbetrieb (e.g. mit 4L/min.) eingesetzt werden. Damit ist der UIP2000hdT ein leistungsstarker industrieller Hanfölextraktor für die kommerzielle Herstellung hochwertiger CBD-Arzneimittel und Nahrungsergänzungsmittel.

Industrielles Ultraschallgerät UIP2000hdT mit Rührwerk in einem Fass zur Cannabisextraktion im großen Maßstab

Beschallungs- und Extraktionsbedingungen

Ultraschallextraktoren von Hielscher ermöglichen Ihnen die vollständige Kontrolle über alle relevanten Prozessparameter, einschließlich Amplitude, Beschallungszeit, Druck, Temperatur, Volumenstrom und Lösungsmittelzusammensetzung. So können Sie den Extraktionsprozess hinsichtlich Ausbeute, Extraktprofil, Durchsatz und Anforderungen der nachgelagerten Verarbeitung optimieren.

Ultraschallbehandlung von Cannabis

Die ultraschallgestützte Extraktion beruht auf sich wiederholenden Hochdruck- und Niederdruckzyklen. Diese während der Beschallung 20.000-mal pro Sekunde wechselnden Hochdruck- und Niederdruckzyklen erzeugen intensive Scherkräfte und Flüssigkeitsstrahlen. Diese extreme Beanspruchung überwindet die Selektivität der Membran, perforiert und durchbricht die Zellwand und bewirkt einen hohen Stofftransport zwischen dem Zellinneren und dem umgebenden Lösungsmittel. Mit der Ultraschallextraktion lassen sich höhere Ausbeuten und kürzere Extraktionszeiten erzielen. Da die Ultraschallextraktion ein reproduzierbarer Prozess ist, lassen sich die Extraktionsergebnisse für eine standardisierte Extraktqualität wiederholen.
Die Ultraschallextraktoren von Hielscher ermöglichen Ihnen die vollständige Kontrolle über die wichtigen Extraktionsparameter. Durch die Einstellung von Amplitude, Dauer, Druck und Flüssigkeitszusammensetzung lässt sich das Ergebnis des Extraktionsprozesses präzise steuern und reproduzieren.

Lösungsmittel für die Cannabisextraktion

Die Ultraschallextraktion ist mit allen gängigen Lösungsmitteln kompatibel und ermöglicht Ihnen die Verwendung eines Mediums Ihrer Wahl, etwa Wasser, Lösungsmittel und Öle (e.g. H2O, CO2, Ethanol, Methanol, Butan, Propan, Olivenöl, Kokosöl usw.).
Zu den gängigen Lösungsmitteln und Extraktionsmedien gehören:
Für Produkte zur oralen Anwendung werden häufig lebensmitteltaugliche Lösungsmittel und Trägeröle bevorzugt. Für analytische Untersuchungen und die Qualitätskontrolle können Laborlösungsmittel eingesetzt werden. Für die industrielle Cannabinoidextraktion werden häufig Ethanol und CO2-basierte Verfahren gewählt. Die Ultraschallbehandlung kann den Stofftransport in vielen dieser Lösungsmittelsysteme verbessern und dadurch dazu beitragen, die Extraktionszeit zu verkürzen, die Extraktionseffizienz zu steigern oder die Standardisierung des Prozesses zu unterstützen.

Extraktionstemperatur

Bei vielen Verfahren zur Extraktion pflanzlicher Stoffe wird bei Prozesstemperaturen zwischen 0°C und 60°C eine wirksame Ultraschallextraktion 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 können mit Kühlmänteln, Wärmetauschern und temperaturgeregelten Reaktoren kombiniert werden, 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 erhöhen, die Extraktionszeit zu verkürzen oder den Prozess reproduzierbarer zu machen.
Die Ultraschallextraktion lässt sich problemlos mit Druck, Wärme, überkritischen Extraktionsbedingungen oder einem Soxhlet-Extraktor kombinieren, um die Ergebnisse zu verbessern und/oder den Extraktionsaufbau an spezifische Anforderungen anzupassen. Die Nachrüstung einer bestehenden Cannabisextraktionsanlage mit einem Ultraschallgerät ist besonders interessant, wenn eine vorhandene Extraktionsmethode nicht die gewünschte Leistung und Produktionsmenge erreicht.
Bereits vorhandene Extraktionsmaschinen lassen sich durch die Integration eines Ultraschallextraktors einfach aufrüsten. Gerne unterstützen wir Sie bei der Prozessbewertung, Geräteauswahl, Erstellung von Installationskonzepten und Integration in Ihre bestehenden Produktionslinien.
Lesen Sie mehr über die durch Ultraschall verbesserte Extraktion mit überkritischem CO2!
 

Ultraschallextraktion pflanzlicher Rohstoffe – 30-Liter-Charge – UIP2000hdTUltraschallhomogenisator UIP2000hdT für die chargenweise Extraktion pflanzlicher Rohstoffe unter Rühren
Ultraschallhomogenisator UIP2000hdT für die chargenweise Extraktion pflanzlicher Rohstoffe unter Rühren

 

Anwendungsgebiete der Ultraschallextraktion von Cannabis

Präzise Prozesskontrolle und lineare Skalierbarkeit ermöglichen es, Extraktionsparameter aus Laborversuchen auf die Pilotproduktion und die Produktion im industriellen Maßstab zu übertragen. So können Verarbeiter eine zuverlässige Extraktionsmethode entwickeln, sie im kleineren Maßstab validieren und die Maßstabsvergrößerung sicher durchführen.
Cannabinoide, Terpene und andere Wirkstoffe der Cannabispflanze werden für vielfältige Zwecke extrahiert. Die Ultraschallextraktion ist eine bewährte Methode zur Gewinnung von Extrakten aus der Cannabispflanze für folgende Anwendungen:

  • medizinische/pharmazeutische Produktion
  • Cannabisprodukte für den Freizeitkonsum
  • Herstellung von Nutrazeutika und Lebensmitteln
  • Vorbereitung auf nachgelagerte Verarbeitungsschritte, e.g. Nanoemulgierung
  • Bestimmung des Wirkstoffgehalts
  • forensische/chemische Analyse

Ultraschallextraktoren – für den kleinen und großen Maßstab

Hielscher Ultrasonics ist Ihr Partner für leistungsstarke Ultraschallextraktionsgeräte. Ob Sie kleinere Chargen hochwertiger CBD-Extrakte für Ihre Boutique-Marke herstellen oder große Mengen Hanf oder Marihuana im industriellen Maßstab verarbeiten möchten – Hielscher Ultrasonics bietet Ihnen die ideale Ultraschallextraktionsausrüstung!
Lineare Skalierbarkeit und präzise Prozesskontrolle ermöglichen zuverlässige Ergebnisse in jedem Maßstab. Lesen Sie mehr über die Maßstabsvergrößerung von Ultraschallextraktionsprozessen!

Wir unterstützen Sie: unser Service für Beratung und Prozessoptimierung

Hielscher Ultrasonics verfügt über langjährige Erfahrung in der Ultraschallverarbeitung und ein tiefgehendes Verständnis von Ultraschallextraktionsprozessen. Wir unterstützen Sie mit Empfehlungen zum am besten geeigneten Ultraschallgerät für Ihren Prozess und zeigen Ihnen, wie Sie unsere Geräte möglichst effizient einsetzen. Unsere Ingenieure stehen Ihnen weltweit für Installationsleistungen zur Verfügung.
In unserem vollständig ausgestatteten Ultraschall-Prozesslabor in Deutschland kann unser Team aus Verfahrensingenieuren und Chemikern Ihren Prozess für Sie oder gemeinsam mit Ihnen entwickeln und optimieren.

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Teilen Sie uns Ihren Rohstoff, Ihr Lösungsmittel, die Chargengröße oder den Volumenstrom und den gewünschten Extrakt mit. Wir empfehlen Ihnen eine geeignete Ultraschallkonfiguration und Prozessparameter für Ihre Anwendung.





 

Vorteile der Ultraschallextraktion von Cannabis:
 

  • kurze Extraktionszeit
  • hohe Extraktionsrate
  • vollständigere Extraktion
  • schonende, nichtthermische Behandlung
  • einfache Integration und sicherer Betrieb
  • keine gefährlichen/toxischen Chemikalien, keine Verunreinigungen
  • geringe Kosten
  • energieeffizient
  • grüne Extraktion: umweltfreundlich


Häufig gestellte Fragen zur Ultraschallextraktion von Cannabis

Was ist die Ultraschallextraktion von Cannabis?

Die Ultraschallextraktion von Cannabis ist eine Extraktionsmethode, die Hochleistungsultraschall nutzt, um Cannabinoide, Terpene und andere bioaktive Verbindungen aus Cannabis- oder Hanfpflanzenmaterial freizusetzen. Ultraschallkavitation erzeugt intensive Scherkräfte in der Flüssigkeit, die Pflanzenzellen aufschließen und den Stofftransport zwischen dem Pflanzenmaterial und dem Lösungsmittel verbessern.

Wie verbessert Ultraschall die Cannabinoidextraktion?

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

Welche Cannabinoide lassen sich mit Ultraschallextraktion gewinnen?

Mit der Ultraschallextraktion lassen sich Cannabinoide wie CBD, THC, THCA, CBDA, CBG und andere in Cannabis- oder Hanfbiomasse enthaltene Verbindungen extrahieren. Das endgültige Cannabinoidprofil hängt vom Pflanzenmaterial, dem Lösungsmittel, der Temperatur, der Extraktionszeit und den Bedingungen der nachgelagerten Verarbeitung ab.

Kann die Ultraschallextraktion Terpene erhalten?

Ja, die Ultraschallextraktion kann bei niedrigen und kontrollierten Temperaturen durchgeführt werden, was bei der Verarbeitung wärmeempfindlicher Verbindungen wie Terpenen nützlich ist. Temperaturkontrolle, kurze Extraktionszeiten und die Auswahl eines geeigneten Lösungsmittels helfen, flüchtige und empfindliche Extraktbestandteile zu schützen.

Welche Lösungsmittel können für die Ultraschallextraktion von Cannabis verwendet werden?

Die Ultraschallextraktion von Cannabis ist mit vielen gängigen Extraktionsmedien kompatibel, darunter Ethanol, Wasser-Ethanol-Gemische, Speiseöle wie Olivenöl oder Kokosöl und andere prozessspezifische Lösungsmittel. Das am besten geeignete Lösungsmittel hängt vom vorgesehenen Produkt, den regulatorischen Anforderungen, der nachgelagerten Verarbeitung und den Zielverbindungen ab.

Eignet sich die Ultraschallextraktion für die Cannabisextraktion mit Ethanol?

Ja, Ethanol wird häufig bei der Ultraschallextraktion von Cannabis eingesetzt. Die Beschallung kann die Ethanolextraktion intensivieren, indem sie den Kontakt zwischen Lösungsmittel und Pflanzenmaterial verbessert, die Extraktionszeit verkürzt und reproduzierbare Prozessbedingungen unterstützt.

Kann die Ultraschallextraktion von Cannabis mit Trägerölen durchgeführt werden?

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

Ist die Ultraschallextraktion von Cannabis ein thermischer Prozess?

Nein. Die Ultraschallextraktion gilt als schonende, nichtthermische Extraktionsmethode. Obwohl die Prozesstemperatur weiterhin überwacht und geregelt werden muss, ist die Extraktionswirkung in erster Linie mechanisch: Kavitation, Scherkräfte, Partikelaufschluss und verbesserter Stofftransport.

Wie lange dauert die Ultraschallextraktion von Cannabis?

Die Extraktionszeit hängt vom Pflanzenmaterial, der Partikelgröße, dem Lösungsmittel, der Temperatur, der Feststoffkonzentration, der Ultraschallamplitude und der Gerätekonfiguration ab. Bei vielen Anwendungen verkürzt die Beschallung die Extraktionszeit im Vergleich zur herkömmlichen Mazeration erheblich.

Lässt sich die Ultraschallextraktion von Cannabis auf die industrielle Produktion skalieren?

Ja. Die Ultraschallextraktion lässt sich von Laborversuchen auf die Pilotproduktion und die industrielle Produktion skalieren. Ultraschallgeräte von Hielscher sind für Versuche mit kleinen Chargen, die Prozessentwicklung und die kontinuierliche Verarbeitung im großen Maßstab erhältlich.

Welche Prozessparameter sind bei der Ultraschallextraktion von Cannabis besonders wichtig?

Zu den wichtigen Parametern gehören Ultraschallamplitude, Beschallungszeit, Temperatur, Druck, Lösungsmitteltyp, Verhältnis von Lösungsmittel zu Biomasse, Partikelgröße sowie Misch- oder Strömungsbedingungen. Die präzise Kontrolle dieser Parameter trägt zu einer reproduzierbaren Extraktqualität bei.

Kann eine bestehende Cannabisextraktionslinie um Ultraschallextraktion ergänzt werden?

Ja. Ultraschallgeräte lassen sich häufig in bestehende Extraktionssysteme integrieren, um den Stofftransport zu verbessern, die Verarbeitungszeit zu verkürzen oder die Extraktionseffizienz zu erhöhen. Das am besten geeignete Integrationskonzept hängt von der aktuellen Extraktionsmethode, der Handhabung des Lösungsmittels, dem Durchsatz und dem verfügbaren Platz für den Prozess ab.

Welches Ultraschallgerät von Hielscher eignet sich für die Cannabisextraktion?

Das passende Ultraschallgerät hängt von der erforderlichen Chargengröße, dem Volumenstrom, dem Lösungsmittel, dem Pflanzenmaterial und dem Produktionsziel ab. Kleinere Geräte eignen sich für Machbarkeitstests und die Entwicklung von Protokollen im Labormaßstab, während industrielle Ultraschallgeräte der UIP-Serie für die Extraktion im Pilot- und Produktionsmaßstab ausgelegt sind.

Wie wähle ich den passenden Ultraschallextraktionsaufbau aus?

Definieren Sie zur Auswahl des passenden Aufbaus die Art Ihrer Biomasse, die gewünschten Cannabinoide oder Terpene, das Lösungsmittel, die Chargengröße oder den kontinuierlichen Volumenstrom, die Temperaturgrenzen und die nachgelagerten Verarbeitungsschritte. Auf Grundlage dieser Anforderungen empfiehlt Hielscher Ihnen einen Ultraschallprozessor, eine Sonotrode, einen Reaktor und geeignete Prozessparameter.

Grundlagen der Ultraschallextraktion

Leistungsultraschall ist eine bewährte Methode zur effizienten und zuverlässigen Extraktion von Wirkstoffen, einschließlich pflanzlicher/medizinischer Verbindungen, Öl, Proteinen und bioaktiven Stoffen (e.g. Flavone, Polyphenole, Anthocyanin, Aromastoffe), aus Pflanzenmaterial, Kräutern, Blüten und Samen.
Bei der Ultraschallextraktion werden leistungsstarke Ultraschallwellen in das Pflanzen-Lösungsmittel-Gemisch eingekoppelt, sodass akustische Kavitation entsteht. Akustische Kavitation bezeichnet die durch Ultraschall verursachte Bildung, das Wachstum und den implosiven Kollaps von Blasen in Flüssigkeiten.
„Während der Kavitation erzeugt der Kollaps von Blasen eine intensive lokale Erwärmung und hohe Drücke von sehr kurzer Dauer. In Wolken kavitierender Blasen weisen diese Hotspots äquivalente Temperaturen von etwa 5000 K, Drücke von etwa 1000 Atmosphären sowie Aufheiz- und Abkühlraten von über 1010 K/s auf. Bei der Einzelblasenkavitation können die Bedingungen noch extremer sein. Kavitation kann somit extreme physikalische und chemische Bedingungen in ansonsten kalten Flüssigkeiten schaffen. Werden feststoffhaltige Flüssigkeiten mit Ultraschall beschallt, können verwandte Phänomene auftreten. In der Nähe einer ausgedehnten Festkörperoberfläche wird der Kollaps der Kavitationsblasen nichtsphärisch, wodurch Flüssigkeitsstrahlen mit hoher Geschwindigkeit auf die Festkörperoberfläche treffen. Diese Strahlen und die damit verbundenen Stoßwellen können erhebliche Oberflächenschäden verursachen und frische, stark erhitzte Oberflächen freilegen. Darüber hinaus treten bei der Ultraschallbestrahlung von Flüssigkeits-Pulver-Suspensionen durch Kavitation und die von ihr in solchen Suspensionen erzeugten Stoßwellen Partikelkollisionen mit hoher Geschwindigkeit auf. Die daraus resultierenden Kollisionen können drastische Veränderungen der Oberflächenmorphologie, Zusammensetzung und Reaktivität bewirken.“ [Suslick 2001: 2f.]
Diese intensiven Bedingungen der Ultraschallkavitation haben mehrere Auswirkungen auf das Pflanzenmaterial und dessen Extrahierbarkeit:

  • Überwindung der Selektivität der Zellmembran
  • verstärkter Stofftransport zwischen dem Zellinneren und dem umgebenden Lösungsmittel
  • Zellaufschluss
  • Freisetzung intrazellulären Materials

Damit ist die Beschallung eine hochwirksame Extraktionsmethode. Aufgrund der intensiven mechanischen Kräfte können häufig umweltfreundliche und schonende Lösungsmittel wie Wasser, Ethanol usw. verwendet werden.
Die Ultraschallextraktion verkürzt die Extraktionszeit und ermöglicht den Einsatz geringerer Lösungsmittelmengen und/oder schonenderer Lösungsmittel. Das bedeutet, dass die Ultraschallextraktion höhere Extraktionsraten erzielt und gesündere Extrakte erzeugt. Dies ist auf den Betrieb bei niedriger Temperatur zurückzuführen, der sowohl temperaturbedingte Wärmeverluste verringert als auch das Verdampfen von Stoffen mit niedrigem Siedepunkt vermeidet und biologisch aktive Substanzen erhält.
Ein weiterer Vorteil der Ultraschallextraktion liegt in ihrer einfachen und sicheren Nutzung sowie ihrer präzise steuerbaren Anwendung. Als nichtthermische Extraktionsmethode kann die Beschallung bei niedrigen Temperaturen durchgeführt werden, sodass der Abbau wärmeempfindlicher, thermolabiler Stoffe vermieden wird.

Literatur/Quellen

3 Schritte zur erfolgreichen Ultraschallverarbeitung: Machbarkeit – Optimierung – Maßstabsvergrößerung (zum Vergrößern anklicken!)

Ultraschallverarbeitung: Hielscher unterstützt Sie von der Machbarkeit und Optimierung bis zur kommerziellen Produktion!

Ultraschallextraktionssystem „SonoStation“ – eine schlüsselfertige Lösung zur Extraktion pflanzlicher Stoffe

SonoStation: Mobiles, schlüsselfertiges System zur Ultraschallverarbeitung – bestehend aus Ultraschalldispergierern, Pumpe, Rührwerk und Tank

Wir besprechen gerne Ihren Prozess mit Ihnen.

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