Hielscher Ultraschalltechnik

Hocheffiziente Extraktion von Cannabidiol (CBD) aus Cannabis

Hielscher Ultraschall-Extraktoren sind der Stand der Technik, wenn es um die zuverlässige und effiziente Gewinnung von Hanf- und CBD-Ölen geht. Die Ultraschalltechnik ist bekannt als eine hochwirksame Extraktionstechnik zur Freisetzung wertvoller Verbindungen aus Pflanzenstoffen. Im Vergleich zu anderen Extraktionsverfahren wie der überkritischen CO2-Extraktion übertrifft die Ultraschalltechnik die Effizienz, die einfache Bedienung und die vielseitige Anwendung.

Ultraschall-Extraktion

Die Ultraschall-Extraktion ist bekannt und ein langjährig etablierter Prozess, um wertvolle Verbindungen aus Pflanzen zu extrahieren. Daher ist die Sonifikation die ideale Technik zur Herstellung hochwertiger CBD-Öle. Durch präzise steuerbare Ultraschallkavitation werden Pflanzenzellen perforiert und das Lösungsmittel in die Zelle gedrückt, wo es intrazelluläre Verbindungen wie Cannabinoide, Terpene, Flavonoide etc. aufnimmt.

 

Ein großer Vorteil der Ultraschallbehandlung ist der Temperaturbereich, in dem die Extraktion durchgeführt werden kann. Die Ultraschall-Extraktion kann von heißem / warmem Ethanol bis zu kryogenem Ethanol (-70 ° C) durchgeführt werden. Dies ermöglicht die gezielte Isolierung der gewünschten Verbindungen. Die Ultraschallbehandlung in kryogenem Ethanol führt hauptsächlich zu Cannabinoiden und Terpenen, während eine warm / heiße Ethanolextraktion zu einer breiten Vielfalt phytochemischer Verbindungen (z. B. Aldehyde, Ester, Ethyle, Ketone) führt. Vollspektrum-Extrakte enthalten die Vielzahl von Cannabinoiden, Terpenen und anderen sekundären Pflanzenstoffen. Gemäß dem Entourage-Effekt wirken Phytochemikalien (zB Cannabinoide) synergistisch und wirken dadurch besser zusammen mit anderen pflanzlichen Chemikalien. Dies bedeutet, dass ein CBD-Öl, das CBD plus andere Cannabinoide, Terpene und Phytochemikalien enthält, eine signifikant höhere therapeutische Wirkung haben wird als ein CBD-Öl, das nur CBD enthält. Die Chlorophyllextraktion wird jedoch vermieden, da sie dem Extrakt einen unangenehmen Geschmack verleiht.

Schritt für Schritt

  1. Ultraschall-Extraktion: Die Ultraschallextraktion kann leicht im Batch- oder kontinuierlichen Durchflussmodus durchgeführt werden – abhängig von Ihrem Prozessvolumen. Das Extraktionsverfahren ist sehr schnell und ergibt eine hohe Menge an aktiven Verbindungen.
  2. Filtration: Die Pflanzenflüssigkeitsmischung durch einen Papierfilter oder einen Filterbeutel filtern, um die festen Pflanzenteile aus der Flüssigkeit zu entfernen.
  3. Verdunstung: Zur Abtrennung des CBD-Öls vom Lösungsmittel wird üblicherweise ein Rotor-Verdampfer verwendet. Das Lösungsmittel, z. B. Ethanol, kann wiedergewonnen und wiederverwendet werden.
  4. Nano-Emulgierung: Durch die Ultraschallbehandlung kann das gereinigte CBD-Öl zu einer stabilen Nanoemulsion verarbeitet werden, die eine hervorragende Bioverfügbarkeit bietet.

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hohe Extraktionsrate

UP400St mit Rührwerk für die Cannabis-ExtraktionDie Hielscher Ultraschall-Extraktoren können exakt auf optimale Extraktionsbedingungen eingestellt werden – Extrahieren Sie die höchste Menge und Qualität aus Ihrem Rohmaterial (Cannabisblätter, Knospen, Stängel etc.). Die Intensität des Ultraschalls ist entscheidend, wenn es um die Gewinnung von botanischen Wirkstoffen wie hochwertigem CBD-Öl aus Cannabis geht. Unsere Ultraschallgeräte UP400St, UIP500hdT, UIP1000hdT und UIP2000hdT sind mit präziser Amplitudensteuerung, Temperatursensor und Zeitsteuerung ausgestattet, damit Sie unter optimalen Bedingungen arbeiten können. Der farbige Touchscreen und die Browsersteuerung machen die Bedienung und Überwachung einfach und zuverlässig.

2kW Batch-Sondierungsanlage für die CBD-Extraktion von Cannabis

120L Ultraschall Batch CBD Extraktion von Cannabis mit UIP2000hdT und Rührwerk

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Der UP400St von Hielscher ist ein leistungsstarker Ultraschall-Extraktor (Zum Vergrößern anklicken!).

UP400St für die Extraktion von Cannabinoiden aus Cannabis

Lösungsmittel

Ethanol wird häufig als Lösungsmittel für die Extraktion von Cannabinoiden verwendet. Die Ultraschallgeräte von Hielscher öffnen Ihre Auswahl an Lösungsmitteln drastisch: Wasser-Ethanol-Gemisch, kryogenes Ethanol, Ethanol, überkritischer Alkohol, Glycerin usw.
Ethanol ist ein sehr beliebtes Lösungsmittel, da es sowohl polare (hydrophile) als auch unpolare (hydrophobe / lipophile) Substanzen löst. Mischungen von Ethanol / Wasser in verschiedenen Verhältnissen können ebenfalls für die Ultraschallextraktion verwendet werden. Die Vorteile von Ethanol / Wasser sind geringere Kosten (aufgrund von weniger Ethanol) und höhere Sicherheit, da sie weniger brennbar sind. Die Ultraschall-Extraktion mit kryogenem Ethanol (ca. -70 ° C) ergibt eine sehr hohe Ausbeute und Qualität.

Einfache Verwendung

Macerated Cannabis vor der Extraktion von bioaktiven Verbindungen.Unsere Ultraschallgeräte sind auf optimale Benutzerfreundlichkeit ausgelegt, so dass unsere Ultraschall-Extraktoren einfach und sicher betrieben werden können. Wir sind froh, unseren Kunden bei der Einrichtung zu helfen und ihnen Empfehlungen bezüglich Ultraschalleinstellungen und Parametern zu geben. Wir bieten Ihnen das am besten geeignete Gerät – für Batch- und Inline-Verarbeitung.

Vorteile gegenüber CO2 Extraktion

Überkritisches CO2 Extraktoren sind teuer zu kaufen und zu betreiben. Der Betrieb von CO2 Die Extraktion ist kompliziert und erfordert einen Experten, der weiß, welche Drücke und Temperaturen geeignet sind, um die gewünschten Cannabinoide und Terpene zu erhalten. Die hohen Drücke und hohen Temperaturen tragen wesentlich zur Erhöhung der Kosten im Vergleich zur konventionellen Flüssigextraktion bei. Im Vergleich dazu ist die Ultraschallextraktion kostengünstig zu kaufen und zu betreiben, was zu hohen Extrakten führt, die innerhalb weniger Minuten erhalten werden. Da die Ultraschallbehandlung bei Umgebungsdruck (oder leicht erhöhtem Druck) und niedrigen Temperaturen durchgeführt wird, ist die Ultraschallextraktion einfach und sicher zu betreiben. Hielschers Ultraschallextraktion wird wegen ihrer hohen Extraktionsrate, der Verwendung mit verschiedenen Lösungsmitteln, der einfachen Verwendung und der linearen Skalierbarkeit erkannt und bevorzugt.

Nanoemulsionen

Um eine hohe Bioverfügbarkeit und beste Wirkungen von CBD zu erhalten, sollten die CBD-Öltröpfchen in Nanoform verabreicht werden.
Die Schönheit der Ultraschallgeräte von Hielscher liegt in ihrer vielseitigen Anwendung: Unsere Ultraschallsysteme können zur Cannabisextraktion und zur Herstellung von Nanoemulsionen eingesetzt werden. Sie müssen nur ein Gerät kaufen, um die CBD aus Cannabis zu extrahieren und anschließend das CBD-Öl zu einer stabilen, hoch bioverfügbaren Nanoemulsion zu verarbeiten.
Klicken Sie hier, um mehr über die Ultraschall-Nanoemulsifikation von CBD zu erfahren!

Hielscher Ultrasonics stellt Hochleistungs-Ultraschallgeräte her.

Hochleistungs-Ultraschallsysteme vom Labor- über den Pilot- bis zum industriellen Maßstab.

Hochleistungs-Ultraschall-Extraktoren

Hielscher Ultrasonics liefert Ultraschall-Extraktionsgeräte für die Cannabis-Extraktion und die Emulgierung von Nano-Formulierungen.
Alle unsere Ultraschallgeräte sind neben ihrer präzisen Kontrollierbarkeit und Benutzerfreundlichkeit für den 24/7 Betrieb ausgelegt. Unsere Systeme sind in der Lage, von niedrigen bis sehr hohen Amplituden zu liefern. Für die Extraktion von Cannabinoiden und Terpenen bieten wir spezielle Ultraschall-Sonotroden (auch Ultraschallsonden oder Hörner genannt) an, die für die sinnvolle Isolierung hochwertiger Wirkstoffe optimiert sind. Alle unsere Systeme können für die Extraktion und die anschließende Emulgierung von Cannabinoiden verwendet werden.
Die Robustheit der Hielscher Ultraschallsysteme ermöglicht einen 24/7 Betrieb unter starker Belastung sowie in anspruchsvollen Umgebungen.
Kontaktiere uns heute! Wir freuen uns, Ihnen das am besten geeignete Ultraschall-Setup für Ihre Extraktionsbedürfnisse zu empfehlen!

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Vorteile der Ultraschallextraktion

  • Hochwertige Extrakte
  • vollständigere Extraktion
  • hohe Extraktionsrate
  • Vollspektrum-Extrakt
  • Verwendung von verschiedenen Lösungsmitteln
  • nicht toxisch
  • Nicht-thermische (kalte) Methode
  • Schneller Extraktionsprozess
  • Sicher und einfach zu bedienen
  • die lineare Skalierbarkeit

Literatur

  • Brenneisen R. (2007): Chemie und Analyse von Phytocannabinoiden und anderen Cannabisbestandteilen. In: ElSohly MA (Hrsg) Marihuana und die Cannabinoids. Forensische Wissenschaft und Medizin.


Wissenswertes

Vorteile der Ultraschall-Extraktion

Die Ultraschallextraktion basiert auf dem Prinzip der akustischen Extraktion. Kavitation. Kavitation ist die mechanische Wirkung des Hochleistungsultraschalls, der sich durch sogenannte Hot Spots auszeichnet. In diesen Ultraschall-Hotspots treten lokal extreme Bedingungen wie sehr hohe Temperaturen und Drücke, signifikante Heiz- und Kühlraten sowie große Druckdifferenzen und Flüssigkeitsstrahlen mit bis zu 100km/s auf.
Die außergewöhnlichen Bedingungen der Ultraschallkavitation perforieren und/oder zerstören Zellwände und Membranen und ermöglichen ein größeres Eindringen von Lösungsmittel in die Probe. Die Ultraschallextraktion ermöglicht somit eine sehr schnelle Isolierung von Verbindungen. – die herkömmlichen Extraktionsmethoden in kürzerer Prozesszeit, höherer Ausbeute und bei niedrigeren Temperaturen übertreffen. Als milde mechanische Behandlung verhindert die Ultraschallextraktion den thermischen Abbau bioaktiver Verbindungen und übertrifft andere Techniken wie die konventionelle Lösungsmittelextraktion, die Hydrodestillation oder die Soxhlet-Extraktion, die dafür bekannt sind, wärmeempfindliche Moleküle zu zerstören. Diese Vorteile machen die Ultraschallextraktion zur bevorzugten Technik für die Freisetzung von temperaturempfindlichen Wirkstoffen aus Pflanzenstoffen.

Ultraschalldisruptoren werden für Extraktionen aus Phytoquellen (z.B. Pflanzen, Algen, Pilze) eingesetzt.

Ultraschallextraktion aus Pflanzenzellen: Der mikroskopische Querschnitt (TS) zeigt den Wirkungsmechanismus der Ultraschallextraktion aus Zellen (Vergrößerung 2000x)[Ressource: Vilkhu et al. 2011].

Cannabinoide

Cannabinoide sind natürlich vorkommende Verbindungen, die in der Cannabis sativa Pflanze gefunden werden. Es gibt über 480 verschiedene Verbindungen in der Cannabispflanze, Cannabis (auch Marihuana genannt) ist ein außergewöhnlich starkes Heilkraut. 85 Phytochemikalien werden aus der breiten Vielfalt therapeutisch aktiver Verbindungen als Cannabinoide bezeichnet (und es könnte mehr nachgewiesen werden). CBD und THC (Tetrahydrocannabinol / Δ9-THC) sind die bekanntesten Cannabinoide. Das wichtigste Unterscheidungsmerkmal ist, dass CBD nicht-psychotrop ist, während THC psychoaktive Wirkungen zeigt.
Cannabinoide werden aus Freizeit- und medizinischen Gründen konsumiert.
Pharmakokinetische Daten von CBD:
Bioverfügbarkeit – Oral: 13-19%, Inhalation: 11-45% (Mittelwert 31%)
Eliminationshalbwertszeit: 9 Stunden
In den USA sind CBD-Produkte, die weniger als 0,03% THC enthalten, die aus Samen oder Stengel von Industriehanf gewonnen werden, bundesweit legal und können legal in allen Staaten gekauft werden, ungeachtet ihrer Marihuanagesetze.
Pharmakokinetische Daten von THC:
Bioverfügbarkeit – Oral: 6-20%, Einatmen: 10-35%
Eliminationshalbwertszeit: 1,6-59 Stunden, 25-36 Stunden (oral verabreichtes Dronabinol)

Nanoformulierungen

Nano-Cannabinoide sind Cannabisöle, die zu einer nanoskaligen Öl-in-Wasser-Emulsion formuliert sind, die eine hohe Bioverfügbarkeit (schnellere Aufnahme und erhöhte Gesundheitseffekte) bietet und daher in geringerer Dosierung verabreicht werden kann. Darüber hinaus können Cannabis-Nanoemulsionen leicht in medizinische Produkte, Getränke, Esswaren und kosmetische Produkte (z. B. Cremes, Lotionen) eingemischt werden. Da Nanoemulsionen oft durchscheinend sind, können sie leicht in andere Produkte formuliert werden, ohne das Aussehen zu beeinträchtigen.
Um eine qualitativ hochwertige Nanoemulsion zu erhalten, sind Tröpfchengröße und Polydispersitätsindex (PDI) wichtige Faktoren, die die Stabilität der Nanoemulsion erheblich beeinflussen. Ein hoher Polydispersitätsindex zeigt die Existenz großer Tröpfchen an, die die Emulsion durch Koaleszenz und Ostwald-Reifung destabilisieren. Eine kleine und enge Tröpfchengrößenverteilung ist daher ein wichtiger Faktor für die Stabilität und eine längere Haltbarkeit der (Nano- / Mikro-) Emulsion.
Cannabis-Nanoemulsionen: Für Hanföl oder CBD-Nanoemulsionen wird das Hanf / CBD-Öl in ein hochwertiges Lebensmittelöl gemischt. Typische Pflanzenöle sind MCT-Öl, Kokosnussöl, Avocadoöl, Olivenöl, Leinsamenöl, Süßmandelöl und Walnussöl. Als Emulgator (Tensid, Netzmittel, Stabilisator) haben sich Polysorbat 80, Lecithin, Quillaja-Saponine, Soja-Lecithin und Seifenrinde bewährt. Xanthangummi, Pektin oder Molkeprotein können zusätzlich zugegeben werden, um die Rheologie und Emulsionsstabilität zu verbessern.

CO2 Extraktion

CO2 Extraktion kann auf zwei Arten durchgeführt werden: überkritische und unterkritische Extraktion. Wenn CO2 als Lösungsmittel verwendet wird, hat es unterschiedliche Eigenschaften, die von seinem flüssigen Zustand abhängen. Subkritisches CO2 definiert CO2 im Zustand zwischen 5-10 ° C (278,15-283,15 K, 41-50 ° F) und einem Druck zwischen 800-1500 psi (54,43-102,06 atm, 5,51-10,24 MPa). Bei dieser Temperatur und diesem Druck ist CO2 verhält sich wie eine dicke Flüssigkeit. Wenn Temperatur - und Druckbedingungen erhöht werden und die kritische Temperatur (304,25 K, 31,10 ° C, 87,98 ° F) und kritischen Druck (72,9 atm, 7,39 MPa, 1,071 psi) übertreffen, dehnt sich das CO2 wie ein Gas, aber mit einem Dichte wie die einer Flüssigkeit. Dies ist bekannt als überkritisches Kohlendioxid (sCO2 oder SC-CO2)).
Subkritisches CO2 Extraktion verwendet niedrige Temperatur und niedrigen Druck und benötigt daher mehr Zeit. Subkritisches CO2 Extraktion ergibt kleinere Erträge und kann einige Terpene und Öle behalten. Für überkritisches CO2 Extraktion, höhere Temperaturen und höhere Drücke werden angewendet, die Terpene und andere Phytochemikalien schädigen können. Für überkritisches CO2 Extraktionen, ein nachgelagerter Prozess – bekannt als Winterisierung – ist erforderlich, um unerwünschte Verbindungen wie Lipide und Chlorophyll zu entfernen. Während des Winterisierungsschritts wird der Rohextrakt in Ethanol gefriergetrocknet, um die reinen Cannabinoide und Terpene von anderen bei der Extraktion entfernten Nebenprodukten abzutrennen.