Hielscher Ultraschalltechnik

Cannabisöl / CBD Nanoemulsion durch Ultraschall

Sie können eine CBD-Nanoemulsion im Batch- oder kontinuierlichen Modus mit einer Ultraschall-Emulgiermaschine herstellen. Hielscher Ultraschall-Homogenisatoren sind leistungsstarke Emulgatoren zur Herstellung stabiler CBD-Nanoemulsionen. Die Ultraschallproduktion von Cannabisöl-Emulsionen (o/w) ist ein einfaches und schnelles Verfahren, das durch optimale Ergebnisse überzeugt.

Cannabisöl oder CBD-Emulsion

Der Ultraschallprozessor UP400St ist eine geeignete Emulgiermaschine zur Emulgierung von CBD für bis zu 5L. Die UP400St mit einem Ultraschall-Durchflusszellenreaktor erzeugt ca. 10 bis 50 l CBD-Nanoemulsion pro Stunde.
Cannabisöl-Emulsionen sind Suspensionen von Cannabinoiden in Mikron- oder Nanogröße für Cannabis-, Hanf-, THC- oder CBD-basierte Produkte wie Tinkturen, Kapseln, Lotionen und E-Zigaretten-Vape-Patronen. Cannabinoide wie THC, CBD etc. sind lipophil (= hydrophob). Daher benötigen sie eine intensive Scherung, um das Cannabinoid in wässrigen Formulierungen zu dispergieren. Cannabinoide sind nicht wasserlöslich, zeigen aber eine gute Löslichkeit in unpolaren Lösungsmitteln wie Ölen und Fetten. Es bedarf einer geeigneten Emulgiertechnik, um die Unmischbarkeit von Cannabinoiden in Wasser zu überwinden. Die intensive Ultraschallkavitation ist eine bekannte und bewährte Technik zur Herstellung feiner, stabiler Emulsionen (o/w, w/o, w/o, w/o/w, o/w/o, Mikro- und Nanoemulsionen).

Öl: Pflanzliche Öle wie Olivenöl, Kokosöl oder MCT-Öl unterstützen die Aufnahme der Wirkstoffe von Cannabis in das Verdauungssystem. Cannabinoide wie CBD und THC können ohne Öl oder Fett kaum aufgenommen werden. Um eine optimale Absorption zu erreichen, werden Cannabisextrakte meist zu Öl emulgiert und anschließend zu einer Emulsion weiterverarbeitet.
Emulgator: Lecithin, das in Pulver-, Granulat- und Flüssigform erhältlich ist, ist ein Emulgator, der für Lebensmittel und Medizinprodukte geeignet ist. Für Cannabisöl-Emulsionen ist Lecithin einer der häufigsten Emulgatoren. Andere Emulgatoren, die gute Effekte erzielen, sind gummiarabische oder stärkebasierte Emulgatoren.

Die Herstellung einer Cannabis-Emulsion mit Ultraschall

Um stabile CBD-Nanoemulsionen herzustellen, funktioniert eine Mischung aus Polysorbat 80 und Lecithin sehr gut. Es ist nicht notwendig, überteuerte Vormischungen zu kaufen, da beide Zusatzstoffe in Lebensmittelqualität leicht erhältlich sind.

Für 2wt% CDB Nanoemulsion (Öl in Wasser) verwenden: 2 Gew.-% CBD-Öl, 2 Gew.-% Polysorbat 80, 1 Gew.-% Lecithin, 95 Gew.-% Wasser
Für 5wt% CDB Nanoemulsion (Öl in Wasser) verwenden: 5 Gew.-% CBD-Öl, 3,3 Gew.-% Polysorbat 80, 1,7 Gew.-% Lecithin, 90 Gew.-% Wasser

Ultraschallenergiebedarf: ca. 300 bis 400Ws/g Schallenergie bei Amplituden von 40 bis 70 Mikron.

Schritt für Schritt:

  1. Ölmischung: Für die Zubereitung ca. 10mL Haschischöl (z.B. BHO) mit 40mL Olivenöl vormischen!
  2. Öl-in-Wasser-Nanoemulsion: Um die Cannabisöl-Emulsion vorzubereiten, nehmen Sie einen Becher mit ca. 100mL Wasser. Als Emulgator ca. 10-15 Gramm flüssiges Sojalecithin zugeben. Das Wasser sollte Raumtemperatur haben. Stellen Sie den Wasserbecher in ein Wasserbad, um die Temperatur während der Ultraschallbehandlung zu kontrollieren. Tauchen Sie die Sonotrode des UP400St mit Wasser in das Becherglas. Für die Beschallung ist die Amplitude auf 50% einzustellen. Die Haschischöl-/Olivenölmischung langsam in das 100 ml Raumtemperaturwasser gießen, während das Wasser zu einer Nanoemulsion schallt. Um eine bessere Emulsion zu verbessern, geben Sie die Ölvormischung mit einer Pipette oder Spritze direkt unter der Sonotrode in das Wasser.

Für größere Mengen verwenden Sie ein Hielscher InsertMPC48-Einsatz, um das CBD-Öl direkt in den Kavitationsbereich unter der Ultraschallsonotrode zu injizieren.

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CBD Nano-Emulsionen

Die Ultraschallkavitation ist eine sehr effektive Emulgiermethode zur Herstellung hochwertiger Emulsionen im Nanobereich. Die Beschallung von Emulsionen mit Trübungen (Mikroemulsionen, ca. 150 bis 100nm) macht sie transparent oder klar und transparent, da sie die CBD-Tropfengröße auf winzige Tröpfchen im Bereich von ca. 10nm reduziert. Dadurch wird die Emulsionsstabilität deutlich erhöht. Ultraschallproduzierte Emulsionen sind oft ohne Zusatz eines Emulgators oder Tensids selbststabil.
Bei Cannabisöl verbessert die Nanoemulgierung die Aufnahme von Cannabinoiden (Bioverfügbarkeit) und bewirkt eine tiefere Wirkung. Daher können niedrigere Cannabisproduktdosen die gleichen Effekte haben.

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Cannabis-Öl-Emulsion - mit dem Ultraschallprozessor UP400St zu einer Emulsion verarbeitet. (Zum Vergrößern anklicken!)

Cannabis-Öl-Emulsion

Liposomale Emulsionen von CBD

Die Ultraschalluntersuchung ist die bevorzugte Methode zur Herstellung von liposomalen CDB oder liposomalen THC als pharmazeutische und kosmetische Vesikel. Liposomen sind lipidbasierte Nanocarrier für aktive Wirkstoffkomponenten, die die Bioverfügbarkeit und therapeutische Wirkung der Wirkstoffe wie CBD oder THC verbessern. Da Cannabinoide wirklich empfindliche Moleküle sind, neigen sie sowohl zum Abbau durch Oxidation als auch zum Abbau durch verschiedene Enzyme. Die Nanokapselung von CBD oder THC in Liposomen, verhindert den Abbau der Cannabinoide. Die Ultraschallbehandlung kann die Cannabinoide effektiv in Liposomen einkapseln.
Klicken Sie hier, um mehr über die ultraschall-gestützte Verkapselung von Wirkstoffen in Liposomen zu lesen!

THC/CBD Nanoemulsionsstabilität

Um langzeitstabile Öl-in-Wasser (o/w)-Nanoemulsionen herzustellen, ist es notwendig, ein geeignetes Tensid zu verwenden oder Liposomen zu bilden, die die lipophilen bioaktiven Verbindungen in ein Trägeröl einkapseln. Bei Cannabisöl sollte das Trägeröl eine Lebensmittelqualität aufweisen und das Aussehen, den Geschmack und die Stabilität des Endprodukts nicht beeinträchtigen. Kokosöl (MCT) und Olivenöl sind gute Trägeröle für Cannabinoide. Trägeröle sind ein sehr wichtiger Faktor für die Bildung einer physikalisch-chemisch stabilen Emulsion, da sie dazu beitragen können, die Emulsion gegen die Ostwaldreifung zu schützen. Die Ostwald-Reifung ist die treibende Kraft, die eine Emulsion durch Tröpfchenvergröberung destabilisiert. Langkettige Triglycerid-Nanoemulsionen sind langzeitstabil gegen die Ostwald-Reifung. Olivenöl und Kokosöl enthalten langkettige Triglyceride, so dass sowohl Olivenöl als auch Kokosöl ein geeignetes Trägeröl für THC oder CBD sind.

Ultraschallgerät zur Nanoemulsifikation

Hielscher Ultrasonics ist der führende Anbieter für leistungsstarke und zuverlässige Ultraschallsysteme. Er deckt das gesamte Spektrum von Labor- und Tischgeräten bis hin zu kompletten Industriemaschinen für die Verarbeitung großer Mengen unter anspruchsvollen Bedingungen ab. Häufige Anwendungen für Ultraschallmaschinen von Hielscher sind die Emulgierung, Homogenisierung und Extraktion für Lebensmittel und Getränke sowie in der Pharma- oder Kosmetikindustrie.

In der folgenden Tabelle finden Sie die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallsysteme:

Emulsions-Chargenvolumen Emulsionsdurchfluss Empfohlenes Ultraschallgerät
0,5 bis 1,5 ml n.a. VialTweeter
1 bis 500ml 10 bis 200ml/min UP100H
10 bis 2000ml 20 bis 400ml/min UP200Ht, UP400St
0.1 bis 20l 0,2 bis 4l/min UIP2000hdT
10 bis 100l 2 bis 10l/min UIP4000
n.a. 10 bis 100l/min UIP16000
n.a. größere Cluster aus UIP16000

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Wissenswertes

THC- und CBD-Nanoemulsionen

Nanoemulsionen werden auch als Miniemulsion oder Submikronemulsion bezeichnet. Nanoemulsionen sind Emulsionen mit einer Tropfengröße zwischen 20 und 500 nm. Eine Nanoemulsion ist ein thermodynamisch stabiles isotropes System, das aus zwei nicht mischbaren Flüssigkeiten (z.B. Öl und Wasser) besteht. Eine der beiden nicht mischbaren Flüssigkeiten wird in der zweiten Phase sehr fein verteilt, um eine einzige Phase zu bilden. Die Zugabe von Emulgatoren, z.B. Tenside und Co-Tenside, stabilisiert die Emulsionen, indem sie das Zusammenwachsen der Tröpfchen verhindert. Die Größe und Form der in der kontinuierlichen Phase dispergierten Partikel/Tropfen definiert den Hauptunterschied zwischen einer Emulsion und einer Nanoemulsion. Die Ostwald-Reifung ist der wichtigste Destabilisierungsmechanismus in THC- oder CBD-Nanoemulsionen. Die Ostwald-Reifung ist ein Diffusionsabbauprozess, d.h. eine inhomogene Struktur wie eine Emulsion verändert sich mit der Zeit. Die Emulsionströpfchen nehmen mit der Zeit zu, da sich die kleineren Tröpfchen auflösen und ihr Material wieder auf die größeren Tropfen abscheiden. Die Ölsorte hat einen großen Einfluss auf die Intensität und Geschwindigkeit der Ostwald-Reifung. Das bedeutet, dass die Wahl eines geeigneten Öls die Emulsionsstabilität erheblich beeinflussen kann. Nanoemulsionen zeigen eine verbesserte Wirkstoffabgabe (z.B. Medikamente).

Butan-Haschischöl (BHO)

Haschischöl wird durch Lösungsmittelextraktion, z.B. Ultraschallextraktion oder ultraschallunterstützte überkritische C02-Extraktion, hergestellt. Für die Herstellung von Haschischöl, vorzugsweise trocken, wird decarboxyliertes Pflanzenmaterial verwendet. Folgende Flüssigkeiten sind häufig verwendete Lösungsmittel für die Haschölgewinnung: Ethanol, Chloroform, Dichlormethan, Petrolether, Naphtha, Benzol, Butan, Methanol, Isopropanol und Olivenöl. Nichtpolare Lösungsmittel wie Benzol, Chloroform und Petrolether können die wasserlöslichen Bestandteile von Marihuana oder Haschisch nicht extrahieren. Dies hilft, ein stärkeres Haschischöl zu erhalten. Die Extraktion von Cannabisextrakten mit unpolaren Lösungsmitteln ergibt ein besseres Geschmacksprodukt als die Extraktion mit polaren Lösungsmitteln. Das Waschen von Extrakten mit Alkali kann den Geruch und Geschmack des Haschischöls verbessern.
Bewahren Sie Haschischöl in einem luftdichten Behälter auf und schützen sie es vor Lichteinwirkung. Durch die Einwirkung von Luft, Wärme und Licht verliert das Öl durch das Altern seinen Geschmack und seine Psychoaktivität. Die Zugabe von Antioxidantien zur Haschischöl-Formulierung kann diesen negativen Effekt reduzieren.

Über Cannabinoide

Es gibt mindestens 113 identifizierte Arten von Cannabinoiden in Cannabis. Cannabinoide sind aktive phytochemische Substanzen mit psychoaktiver und/oder medizinischer Wirkung. THC oder Tetrahydrocannabinol ist die primäre psychoaktive Verbindung in Cannabis. CBD oder Cannabidiol ist ein weiterer wichtiger Bestandteil mit therapeutischer Wirkung. Cannabinoide sind lipophile und potenziell säurelabile Verbindungen. Cannabinoide sind in Wasser unlöslich, aber in unpolaren Lösungsmitteln (z.B. Fett und Öl) sehr löslich. Um die Verdauung von Cannabinoiden zu verbessern, mischen Sie Cannabisextrakte in Trägeröle.