Γρήγορη και απλή εκχύλιση κάνναβης με υπερήχους
Εκχυλίστε κανναβινοειδή, τερπένια και άλλες πολύτιμες ενώσεις της κάνναβης ταχύτερα με τα συστήματα εκχύλισης με υπερήχους της Hielscher. Οι υπέρηχοι ισχύος ενισχύουν τη μεταφορά μάζας, διαρρηγνύουν τα φυτικά κύτταρα και συμβάλλουν στην αποτελεσματική απελευθέρωση δραστικών ενώσεων στον διαλύτη της επιλογής σας – από αιθανόλη και βρώσιμα έλαια έως εξειδικευμένα μέσα εκχύλισης.
Εξοπλισμός εκχύλισης κάνναβης με υπερήχους για υψηλότερες αποδόσεις και ταχύτερη επεξεργασία
Είτε αναπτύσσετε ένα εργαστηριακό πρωτόκολλο, είτε επικυρώνετε μια πιλοτική διεργασία, είτε αυξάνετε την κλίμακα για βιομηχανική παραγωγή, οι συσκευές υπερήχων της Hielscher σάς παρέχουν ακριβή έλεγχο του πλάτους ταλάντωσης, της θερμοκρασίας, της πίεσης, του χρόνου παραμονής και των συνθηκών του διαλύτη. Αυτό καθιστά την εκχύλιση με υπερήχους μια αξιόπιστη επιλογή για αναπαραγώγιμα εκχυλίσματα κάνναβης και κλωστικής κάνναβης, με σύντομους χρόνους επεξεργασίας και δυνατότητα κλιμάκωσης της δυναμικότητας επεξεργασίας.
Γιατί οι επιχειρήσεις επεξεργασίας επιλέγουν την εκχύλιση με υπερήχους της Hielscher:
- Ταχύτερη εκχύλιση κανναβινοειδών και τερπενίων
- Υψηλή αποτελεσματικότητα εκχύλισης και αναπαραγώγιμη ποιότητα προϊόντος
- Ήπια, μη θερμική επεξεργασία για θερμοευαίσθητες ενώσεις
- Συμβατότητα με συνήθεις διαλύτες εκχύλισης, συμπεριλαμβανομένης της αιθανόλης και των ελαίων βάσης
- Εύκολη αύξηση κλίμακας από εργαστηριακές δοκιμές έως πλήρη βιομηχανική παραγωγή
- Συμβουλευτική για τη διεργασία, δοκιμές σκοπιμότητας και υποστήριξη εγκατάστασης από τους μηχανικούς της Hielscher
Πείτε μας την πρώτη ύλη, τον διαλύτη, το μέγεθος παρτίδας ή την παροχή και το επιθυμητό εκχύλισμα. Θα σας προτείνουμε μια κατάλληλη διάταξη υπερήχων και παραμέτρους διεργασίας για την εφαρμογή σας.
Συσκευή υπερήχων UP400St για εκχύλιση κάνναβης
| Μέθοδος | Προκλήσεις και προβληματισμοί | Πλεονεκτήματα της εκχύλισης με υπερήχους |
|---|---|---|
| Εκχύλιση με εμβάπτιση | Μεγάλος χρόνος επεξεργασίας | Ταχύτερη μεταφορά μάζας και συντομότερη εκχύλιση |
| Soxhlet | Έκθεση σε θερμότητα και απαιτήσεις σε διαλύτη | Ηπιότερη εκχύλιση σε χαμηλότερη θερμοκρασία |
| Υπερκρίσιμο CO₂ | Κόστος επένδυσης και περιορισμοί στη δυναμικότητα επεξεργασίας | Μπορεί να συνδυαστεί ή να ενσωματωθεί εκ των υστέρων για τη βελτίωση της εκχύλισης |
| Εκχύλιση με αιθανόλη | Απόδοση, ταχύτητα, διατήρηση τερπενίων | Καλύτερη κυτταρική διάρρηξη και αναπαραγώγιμες παράμετροι |
Συσκευές υπερήχων της Hielscher για εκχύλιση κάνναβης – Επιστημονικά αποδεδειγμένη αποτελεσματικότητα!
Ο Casiraghi και οι συνεργάτες του από το ιταλικό Πανεπιστήμιο του Μιλάνου συνέκριναν τρεις μεθόδους εκχύλισης κάνναβης: την εκχύλιση με υπερήχους, την εκχύλιση Soxhlet και την εκχύλιση με εμβάπτιση.
Η μελέτη είχε ως στόχο να διερευνήσει την αποτελεσματικότητα της εκχύλισης με υπερήχους για την εκχύλιση κανναβινοειδών από το φυτό cannabis sativa και να τη συγκρίνει με άλλες μεθόδους εκχύλισης, όπως η εκχύλιση Soxhlet και η εκχύλιση με εμβάπτιση.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τον επεξεργαστή υπερήχων UP200Ht της Hielscher (βλ. εικόνα αριστερά) για τη διαδικασία εκχύλισης και διαπίστωσαν ότι η μέθοδος εκχύλισης με υποβοήθηση υπερήχων ήταν αποτελεσματικότερη στην εκχύλιση κανναβινοειδών από τις άλλες δύο μεθόδους. Η εκχύλιση με υπερήχους ήταν επίσης ταχύτερη, αποδοτικότερη και απαιτούσε λιγότερη εργασία από τις άλλες μεθόδους.
Η εκχύλιση πραγματοποιήθηκε με ελαιόλαδο ως διαλύτη. Το φυτικό υλικό προστέθηκε στον διαλύτη και υποβλήθηκε σε κατεργασία με υπερήχους για 10 λεπτά σε πλάτος ταλάντωσης 60% με τη συσκευή υπερήχων UP200Ht.
Μετά το στάδιο της κατεργασίας με υπερήχους, το εκχύλισμα διηθήθηκε και ο διαλύτης εξατμίστηκε υπό μειωμένη πίεση, ώστε να ληφθεί ένα συμπυκνωμένο εκχύλισμα. Στη συνέχεια, το εκχύλισμα αναλύθηκε ως προς την περιεκτικότητά του σε κανναβινοειδή με υγρή χρωματογραφία υψηλής απόδοσης (HPLC).
Συνολικά, τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης έδειξαν ότι η εκχύλιση των κανναβινοειδών CBD και THC με υπερήχους σε ελαιόλαδο αποτελεί αποτελεσματική μέθοδο εκχύλισης κανναβινοειδών από φυτικό υλικό Cannabis sativa, με υψηλές αποδόσεις και καθαρότητα.
Ένα από τα πλεονεκτήματα της εκχύλισης με υπερήχους με τη χρήση του UP200Ht είναι ότι μπορεί να επιτύχει υψηλότερες αποδόσεις κανναβινοειδών σε συντομότερο χρονικό διάστημα από τις παραδοσιακές μεθόδους εκχύλισης. Οι ερευνητές σημείωσαν επίσης ότι η εκχύλιση με υπερήχους ήταν μια πιο φιλική προς το περιβάλλον μέθοδος σε σύγκριση με άλλες μεθόδους εκχύλισης, καθώς απαιτεί λιγότερο διαλύτη και λιγότερη ενέργεια. Επιπλέον, η εκχύλιση με υπερήχους μπορεί εύκολα να κλιμακωθεί για βιομηχανική παραγωγή, γεγονός που την καθιστά πολλά υποσχόμενη μέθοδο για την παραγωγή εκχυλισμάτων CBD σε μεγάλη κλίμακα.
Συμπερασματικά, η μελέτη υποδηλώνει ότι η εκχύλιση με υπερήχους με τη χρήση του UP200Ht αποτελεί πολλά υποσχόμενη μέθοδο για την εκχύλιση κανναβινοειδών από το φυτό cannabis sativa για φαρμακευτικούς σκοπούς.
(πρβλ. Casiraghi et al., 2022)
Η εκχύλιση με υπερήχους είναι μια εξαιρετικά αποδοτική μέθοδος για την εκχύλιση κανναβινοειδών όπως η CBD και η THC. Ως διαλύτης χρησιμοποιήθηκε ελαιόλαδο και η εκχύλιση με υπερήχους πραγματοποιήθηκε με το UP200ST.
(εικόνα και μελέτη: © Casiraghi et al., 2022)
Βιομηχανική συσκευή υπερήχων UIP2000hdT με αναδευτήρα σε βαρέλι για εκχύλιση κάνναβης σε μεγάλη κλίμακα
Συνθήκες κατεργασίας με υπερήχους και εκχύλισης
Οι εκχυλιστές υπερήχων της Hielscher σάς παρέχουν πλήρη έλεγχο όλων των σχετικών παραμέτρων της διεργασίας, συμπεριλαμβανομένων του πλάτους ταλάντωσης, του χρόνου κατεργασίας με υπερήχους, της πίεσης, της θερμοκρασίας, της παροχής και της σύστασης του διαλύτη. Αυτό σας επιτρέπει να βελτιστοποιήσετε τη διαδικασία εκχύλισης ως προς την απόδοση, το προφίλ του εκχυλίσματος, τη δυναμικότητα επεξεργασίας και τις απαιτήσεις των επόμενων σταδίων επεξεργασίας.
Διαδικασία κατεργασίας κάνναβης με υπερήχους
Η εκχύλιση με υποβοήθηση υπερήχων βασίζεται σε επαναλαμβανόμενους κύκλους υψηλής και χαμηλής πίεσης. Αυτοί οι εναλλασσόμενοι κύκλοι υψηλής και χαμηλής πίεσης, που επαναλαμβάνονται 20.000 φορές ανά δευτερόλεπτο κατά την κατεργασία με υπερήχους, δημιουργούν έντονες δυνάμεις διάτμησης και πίδακες υγρού. Αυτή η ακραία καταπόνηση υπερνικά την επιλεκτικότητα της μεμβράνης, διατρυπά και διαρρηγνύει το κυτταρικό τοίχωμα και οδηγεί σε υψηλή μεταφορά μάζας μεταξύ του εσωτερικού του κυττάρου και του περιβάλλοντος διαλύτη. Με την εκχύλιση με υπερήχους μπορούν να επιτευχθούν υψηλότερες αποδόσεις και μικρότερες διάρκειες εκχύλισης. Καθώς η εκχύλιση με υπερήχους είναι αναπαραγώγιμη διεργασία, τα αποτελέσματα της εκχύλισης μπορούν να επαναληφθούν ώστε να επιτυγχάνεται τυποποιημένη ποιότητα εκχυλίσματος.
Οι εκχυλιστές υπερήχων της Hielscher σάς παρέχουν πλήρη έλεγχο των σημαντικών παραμέτρων εκχύλισης. Με τη ρύθμιση του πλάτους ταλάντωσης, της διάρκειας, της πίεσης και της σύστασης του υγρού, το αποτέλεσμα της διαδικασίας εκχύλισης μπορεί να ελεγχθεί με ακρίβεια και να αναπαραχθεί.
Διαλύτες για την εκχύλιση κάνναβης
Η εκχύλιση με υπερήχους είναι συμβατή με όλους τους συνήθεις διαλύτες, επιτρέποντάς σας να χρησιμοποιήσετε τον διαλύτη της επιλογής σας, όπως νερό, διαλύτες και έλαια (π.χ. H2O, CO2, αιθανόλη, μεθανόλη, βουτάνιο, προπάνιο, ελαιόλαδο, έλαιο καρύδας κ.λπ.).
Στους συνήθεις διαλύτες και στα μέσα εκχύλισης περιλαμβάνονται:
Για προϊόντα που λαμβάνονται από το στόμα, συχνά προτιμώνται διαλύτες κατάλληλοι για τρόφιμα και έλαια φορείς. Για αναλυτικές δοκιμές και ποιοτικό έλεγχο, μπορούν να χρησιμοποιηθούν εργαστηριακοί διαλύτες. Για τη βιομηχανική εκχύλιση κανναβινοειδών, η αιθανόλη και οι διεργασίες με βάση το CO2 αποτελούν συνήθεις επιλογές. Η κατεργασία με υπερήχους μπορεί να βελτιώσει τη μεταφορά μάζας σε πολλά από αυτά τα συστήματα διαλυτών και, επομένως, μπορεί να συμβάλει στη μείωση του χρόνου εκχύλισης, στη βελτίωση της απόδοσης εκχύλισης ή στην υποστήριξη της τυποποίησης της διεργασίας.
Θερμοκρασία εκχύλισης
Σε πολλές διεργασίες εκχύλισης φυτικών υλών, επιτυγχάνεται αποτελεσματική εκχύλιση με υπερήχους σε θερμοκρασίες διεργασίας μεταξύ 0°C και 60°C. Οι χαμηλότερες θερμοκρασίες μπορούν να βοηθήσουν στη διατήρηση πτητικών αρωματικών ενώσεων και θερμοευαίσθητων συστατικών, ενώ οι μέτριες θερμοκρασίες ενδέχεται να βελτιώσουν τη διαλυτότητα και την ταχύτητα εκχύλισης. Η ιδανική θερμοκρασία εξαρτάται από τον διαλύτη, τη βιομάζα, τις ενώσεις στόχους και τις προδιαγραφές του τελικού προϊόντος.
Τα συστήματα υπερήχων της Hielscher μπορούν να ενσωματωθούν σε διατάξεις με μανδύες ψύξης, εναλλάκτες θερμότητας και αντιδραστήρες ελεγχόμενης θερμοκρασίας, ώστε η διεργασία εκχύλισης να διατηρείται εντός του επιθυμητού εύρους θερμοκρασίας.
Συνδυασμένες μέθοδοι εκχύλισης – Συνέργειες
Η εκ των υστέρων ενσωμάτωση μιας συσκευής υπερήχων σε μια υφιστάμενη εγκατάσταση εκχύλισης κάνναβης μπορεί να συμβάλει στη βελτίωση της απόδοσης εκχύλισης, στην αύξηση της παραγωγικής δυναμικότητας, στη μείωση του χρόνου εκχύλισης ή στη βελτίωση της αναπαραγωγιμότητας της διεργασίας.
Η εκχύλιση με υπερήχους μπορεί εύκολα να συνδυαστεί με πίεση, θερμότητα, συνθήκες υπερκρίσιμης εκχύλισης ή εκχυλιστή Soxhlet, ώστε να βελτιωθούν τα αποτελέσματα και/ή να προσαρμοστεί η διάταξη εκχύλισης σε συγκεκριμένες απαιτήσεις. Η εκ των υστέρων ενσωμάτωση μιας συσκευής υπερήχων σε μια υφιστάμενη εγκατάσταση εκχύλισης κάνναβης παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον όταν μια υφιστάμενη μέθοδος εκχύλισης δεν επιτυγχάνει την επιθυμητή απόδοση και παραγωγή.
Τα ήδη υπάρχοντα μηχανήματα εκχύλισης μπορούν εύκολα να αναβαθμιστούν με την ενσωμάτωση ενός εκχυλιστή υπερήχων. Θα χαρούμε να σας βοηθήσουμε με την αξιολόγηση της διεργασίας, την επιλογή εξοπλισμού, τον σχεδιασμό της εγκατάστασης και την ενσωμάτωση στις υφιστάμενες γραμμές παραγωγής σας.
Διαβάστε περισσότερα για την υπερκρίσιμη εκχύλιση με CO2 που βελτιώνεται με υπερήχους!
Πεδία εφαρμογής της εκχύλισης κάνναβης με υπερήχους
Ο ακριβής έλεγχος της διεργασίας και η γραμμική δυνατότητα κλιμάκωσης επιτρέπουν τη μεταφορά παραμέτρων εκχύλισης από εργαστηριακές δοκιμές στην πιλοτική παραγωγή και στην παραγωγή πλήρους κλίμακας. Αυτό επιτρέπει στους παραγωγούς να αναπτύξουν μια αξιόπιστη μέθοδο εκχύλισης, να την επικυρώσουν σε μικρότερη κλίμακα και να αυξήσουν την κλίμακα παραγωγής με σιγουριά.
Τα κανναβινοειδή, τα τερπένια και άλλα δραστικά συστατικά του φυτού της κάνναβης εκχυλίζονται για ποικίλους σκοπούς. Η εκχύλιση με υπερήχους αποτελεί μια αξιόπιστη μέθοδο για την απόκτηση εκχυλισμάτων από το φυτό της κάνναβης για χρήση
- στην ιατρική/φαρμακευτική παραγωγή
- σε προϊόντα κάνναβης για ψυχαγωγική χρήση
- στην παραγωγή διατροφοφαρμακευτικών προϊόντων και τροφίμων
- πριν από μεταγενέστερη επεξεργασία, π.χ. νανογαλακτωματοποίηση
- σε ελέγχους δραστικότητας φαρμάκων
- σε εγκληματολογικές/χημικές αναλύσεις
Εκχυλιστές υπερήχων – Για μικρή και μεγάλη κλίμακα
Η Hielscher Ultrasonics είναι ο συνεργάτης σας για εξοπλισμό εκχύλισης με υπερήχους υψηλής απόδοσης. Είτε θέλετε να παράγετε μικρότερες παρτίδες εκχυλισμάτων CBD υψηλής ποιότητας για την εξειδικευμένη επωνυμία σας είτε να επεξεργάζεστε μεγάλες ποσότητες κλωστικής κάνναβης ή μαριχουάνας σε βιομηχανική κλίμακα – η Hielscher Ultrasonics διαθέτει τον ιδανικό εξοπλισμό εκχύλισης με υπερήχους για εσάς!
Η γραμμική δυνατότητα κλιμάκωσης και ο ακριβής έλεγχος της διεργασίας επιτρέπουν αξιόπιστα αποτελέσματα σε κάθε επίπεδο. Διαβάστε περισσότερα για την αύξηση της κλίμακας των διεργασιών εκχύλισης με υπερήχους!
Σας βοηθάμε: Η υπηρεσία μας για συμβουλευτική υποστήριξη και βελτιστοποίηση διεργασιών
Η Hielscher Ultrasonics διαθέτει πολυετή εμπειρία στην κατεργασία με υπερήχους και βαθιά κατανόηση των διεργασιών εκχύλισης με υπερήχους. Σας βοηθούμε προτείνοντας την πλέον κατάλληλη συσκευή υπερήχων για τη διεργασία σας και σας εκπαιδεύουμε στην αποδοτικότερη δυνατή χρήση των συσκευών μας. Οι μηχανικοί μας είναι διαθέσιμοι για υπηρεσίες εγκατάστασης σε όλο τον κόσμο.
Στο πλήρως εξοπλισμένο εργαστήριο διεργασιών υπερήχων που διαθέτουμε στη Γερμανία, η ομάδα μας από μηχανικούς διεργασιών και χημικούς μπορεί να αναπτύξει και να βελτιστοποιήσει τη διεργασία σας για εσάς ή σε συνεργασία μαζί σας.
- σύντομος χρόνος εκχύλισης
- υψηλός ρυθμός εκχύλισης
- πληρέστερη εκχύλιση
- ήπια, μη θερμική κατεργασία
- εύκολη ενσωμάτωση και ασφαλής λειτουργία
- χωρίς επικίνδυνες / τοξικές χημικές ουσίες, χωρίς προσμείξεις
- χαμηλό κόστος
- ενεργειακή αποδοτικότητα
- πράσινη εκχύλιση: φιλική προς το περιβάλλον
Τι είναι η εκχύλιση κάνναβης με υπερήχους;
Η εκχύλιση κάνναβης με υπερήχους είναι μια μέθοδος εκχύλισης που χρησιμοποιεί υπερήχους υψηλής ισχύος για την απελευθέρωση κανναβινοειδών, τερπενίων και άλλων βιοδραστικών ενώσεων από φυτική ύλη κάνναβης ή βιομηχανικής κάνναβης. Η σπηλαίωση που προκαλείται από τους υπερήχους δημιουργεί έντονες δυνάμεις διάτμησης στο υγρό, οι οποίες προκαλούν διάρρηξη των φυτικών κυττάρων, και βελτιώνει τη μεταφορά μάζας μεταξύ της φυτικής ύλης και του διαλύτη.
Πώς βελτιώνουν οι υπέρηχοι την εκχύλιση κανναβινοειδών;
Οι υπέρηχοι βελτιώνουν την εκχύλιση κανναβινοειδών διαρρηγνύοντας τα κυτταρικά τοιχώματα, αυξάνοντας τη διείσδυση του διαλύτη και επιταχύνοντας την απελευθέρωση ενώσεων από τη φυτική μήτρα. Αυτό μπορεί να συντομεύσει τον χρόνο εκχύλισης και να βελτιώσει την αποδοτικότητα της εκχύλισης σε σύγκριση με αργές παθητικές μεθόδους, όπως η διαβροχή.
Ποια κανναβινοειδή μπορούν να εκχυλιστούν με εκχύλιση με υπερήχους;
Η εκχύλιση με υπερήχους μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκχύλιση κανναβινοειδών όπως τα CBD, THC, THCA, CBDA, CBG, καθώς και άλλων ενώσεων που υπάρχουν στη βιομάζα κάνναβης ή βιομηχανικής κάνναβης. Το τελικό προφίλ κανναβινοειδών εξαρτάται από τη φυτική ύλη, τον διαλύτη, τη θερμοκρασία, τον χρόνο εκχύλισης και τις συνθήκες της επακόλουθης επεξεργασίας.
Μπορεί η εκχύλιση με υπερήχους να διατηρήσει τα τερπένια;
Ναι, η εκχύλιση με υπερήχους μπορεί να πραγματοποιηθεί σε χαμηλές και ελεγχόμενες θερμοκρασίες, κάτι που είναι χρήσιμο κατά την επεξεργασία θερμοευαίσθητων ενώσεων όπως τα τερπένια. Ο έλεγχος της θερμοκρασίας, οι σύντομοι χρόνοι εκχύλισης και η επιλογή κατάλληλου διαλύτη βοηθούν στην προστασία των πτητικών και ευαίσθητων συστατικών του εκχυλίσματος.
Ποιοι διαλύτες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εκχύλιση κάνναβης με υπερήχους;
Η εκχύλιση κάνναβης με υπερήχους είναι συμβατή με πολλά κοινά μέσα εκχύλισης, όπως η αιθανόλη, τα μείγματα νερού και αιθανόλης, τα βρώσιμα έλαια όπως το ελαιόλαδο ή το έλαιο καρύδας, καθώς και άλλοι διαλύτες ειδικοί για κάθε διεργασία. Ο καλύτερος διαλύτης εξαρτάται από το επιδιωκόμενο προϊόν, τις κανονιστικές απαιτήσεις, την επακόλουθη επεξεργασία και τις ενώσεις-στόχους.
Είναι η εκχύλιση με υπερήχους κατάλληλη για την εκχύλιση κάνναβης με αιθανόλη;
Ναι, η αιθανόλη χρησιμοποιείται συχνά στην εκχύλιση κάνναβης με υπερήχους. Η κατεργασία με υπερήχους μπορεί να εντατικοποιήσει την εκχύλιση με αιθανόλη βελτιώνοντας την επαφή μεταξύ του διαλύτη και της φυτικής ύλης, μειώνοντας τον χρόνο εκχύλισης και συμβάλλοντας στην επίτευξη αναπαραγώγιμων συνθηκών διεργασίας.
Μπορεί η εκχύλιση κάνναβης με υπερήχους να χρησιμοποιηθεί με έλαια φορείς;
Ναι, τα κανναβινοειδή μπορούν να εκχυλιστούν σε έλαια φορείς όπως το ελαιόλαδο ή το έλαιο καρύδας. Αυτό μπορεί να είναι χρήσιμο για σκευάσματα στα οποία το έλαιο χρησιμεύει απευθείας ως μέσο εκχύλισης ή ως μέρος της σύνθεσης του τελικού προϊόντος.
Είναι η εκχύλιση κάνναβης με υπερήχους θερμική διεργασία;
Όχι. Η εκχύλιση με υπερήχους θεωρείται ήπια, μη θερμική μέθοδος εκχύλισης. Παρότι η θερμοκρασία της διεργασίας πρέπει και πάλι να παρακολουθείται και να ελέγχεται, η εκχυλιστική δράση είναι κυρίως μηχανική: σπηλαίωση, δυνάμεις διάτμησης, διάρρηξη σωματιδίων και βελτιωμένη μεταφορά μάζας.
Πόσο διαρκεί η εκχύλιση κάνναβης με υπερήχους;
Ο χρόνος εκχύλισης εξαρτάται από τη φυτική ύλη, το μέγεθος των σωματιδίων, τον διαλύτη, τη θερμοκρασία, τη συγκέντρωση στερεών, το πλάτος ταλάντωσης των υπερήχων και τη διαμόρφωση του εξοπλισμού. Σε πολλές εφαρμογές, η κατεργασία με υπερήχους μειώνει σημαντικά τον χρόνο εκχύλισης σε σύγκριση με τη συμβατική διαβροχή.
Μπορεί η εκχύλιση κάνναβης με υπερήχους να κλιμακωθεί σε βιομηχανική παραγωγή;
Ναι. Η εκχύλιση με υπερήχους μπορεί να κλιμακωθεί από τις εργαστηριακές δοκιμές στην πιλοτική και τη βιομηχανική παραγωγή. Οι συσκευές υπερήχων της Hielscher διατίθενται για δοκιμές μικρών παρτίδων, ανάπτυξη διεργασιών και συνεχή επεξεργασία μεγάλης κλίμακας.
Ποιες παράμετροι της διεργασίας έχουν τη μεγαλύτερη σημασία στην εκχύλιση κάνναβης με υπερήχους;
Στις σημαντικές παραμέτρους περιλαμβάνονται το πλάτος ταλάντωσης των υπερήχων, ο χρόνος κατεργασίας με υπερήχους, η θερμοκρασία, η πίεση, ο τύπος του διαλύτη, η αναλογία διαλύτη προς βιομάζα, το μέγεθος των σωματιδίων και οι συνθήκες ανάμειξης ή ροής. Ο ακριβής έλεγχος αυτών των παραμέτρων συμβάλλει στην επίτευξη αναπαραγώγιμης ποιότητας εκχυλίσματος.
Μπορεί η εκχύλιση με υπερήχους να προστεθεί σε μια υπάρχουσα γραμμή εκχύλισης κάνναβης;
Ναι. Οι συσκευές υπερήχων μπορούν συχνά να ενσωματωθούν σε υπάρχοντα συστήματα εκχύλισης για τη βελτίωση της μεταφοράς μάζας, τη μείωση του χρόνου επεξεργασίας ή την αύξηση της αποδοτικότητας της εκχύλισης. Η βέλτιστη προσέγγιση ενσωμάτωσης εξαρτάται από την τρέχουσα μέθοδο εκχύλισης, τη διαχείριση του διαλύτη, τη δυναμικότητα επεξεργασίας και τον διαθέσιμο χώρο για τη διεργασία.
Ποια συσκευή υπερήχων της Hielscher είναι κατάλληλη για την εκχύλιση κάνναβης;
Η κατάλληλη συσκευή υπερήχων εξαρτάται από το απαιτούμενο μέγεθος παρτίδας, την παροχή, τον διαλύτη, το φυτικό υλικό και τον στόχο παραγωγής. Οι μικρότερες μονάδες είναι κατάλληλες για δοκιμές σκοπιμότητας και ανάπτυξη πρωτοκόλλων εργαστηριακής κλίμακας, ενώ οι βιομηχανικές συσκευές υπερήχων της σειράς UIP έχουν σχεδιαστεί για εκχύλιση σε πιλοτική κλίμακα και σε κλίμακα παραγωγής.
Πώς επιλέγω την κατάλληλη διάταξη εκχύλισης με υπερήχους;
Για να επιλέξετε την κατάλληλη διάταξη, καθορίστε τον τύπο της βιομάζας σας, τα κανναβινοειδή ή τα τερπένια που στοχεύετε να εκχυλίσετε, τον διαλύτη, το μέγεθος παρτίδας ή την παροχή συνεχούς ροής, τα όρια θερμοκρασίας και τα επόμενα στάδια επεξεργασίας. Η Hielscher θα προτείνει έναν επεξεργαστή υπερήχων, ένα ηχοτρόδιο, έναν αντιδραστήρα και παραμέτρους διεργασίας με βάση αυτές τις απαιτήσεις.
Βασικές πληροφορίες για την εκχύλιση με υπερήχους
Οι υπέρηχοι ισχύος αποτελούν αποδεδειγμένη μέθοδο για την αποδοτική και αξιόπιστη εκχύλιση δραστικών ενώσεων, συμπεριλαμβανομένων φυτικών/ φαρμακευτικών ενώσεων, ελαίου, πρωτεϊνών και βιοδραστικών ουσιών (π.χ. φλαβονών, πολυφαινολικών ενώσεων, ανθοκυανίνης, αρωματικών ουσιών), από φυτικές πρώτες ύλες, βότανα, άνθη και σπόρους.
Για την εκχύλιση με υπερήχους, ισχυρά υπερηχητικά κύματα συζεύγνυνται με το μείγμα φυτικού υλικού και διαλύτη, ώστε να προκληθεί ακουστική σπηλαίωση. Η ακουστική σπηλαίωση περιγράφεται ως ο σχηματισμός, η ανάπτυξη και η ενδόρρηξη φυσαλίδων σε υγρά υπό την επίδραση υπερήχων.
“Κατά τη σπηλαίωση, η κατάρρευση των φυσαλίδων προκαλεί έντονη τοπική θέρμανση και υψηλές πιέσεις, με πολύ μικρή διάρκεια ζωής. Σε νέφη φυσαλίδων που υφίστανται σπηλαίωση, αυτές οι θερμές εστίες έχουν ισοδύναμες θερμοκρασίες περίπου 5000 K, πιέσεις περίπου 1000 ατμοσφαιρών και ρυθμούς θέρμανσης και ψύξης άνω των 1010 K/s. Στη σπηλαίωση μεμονωμένης φυσαλίδας, οι συνθήκες μπορεί να είναι ακόμη πιο ακραίες. Επομένως, η σπηλαίωση μπορεί να δημιουργήσει ακραίες φυσικές και χημικές συνθήκες σε κατά τα άλλα ψυχρά υγρά. Εάν υγρά που περιέχουν στερεά ακτινοβοληθούν με υπερήχους, μπορούν να εμφανιστούν συναφή φαινόμενα. Κοντά σε μια εκτεταμένη στερεή επιφάνεια, η κατάρρευση των κοιλοτήτων γίνεται μη σφαιρική, γεγονός που κατευθύνει πίδακες υγρού υψηλής ταχύτητας προς τη στερεή επιφάνεια. Αυτοί οι πίδακες και τα συναφή κρουστικά κύματα μπορούν να προκαλέσουν σημαντική επιφανειακή βλάβη και να αποκαλύψουν νέες, έντονα θερμασμένες επιφάνειες. Επιπλέον, κατά την υπερηχητική ακτινοβόληση εναιωρημάτων σκόνης σε υγρό, θα προκύψουν συγκρούσεις υψηλής ταχύτητας μεταξύ σωματιδίων λόγω της σπηλαίωσης και των κρουστικών κυμάτων που αυτή δημιουργεί σε τέτοιους πολτούς. Οι συγκρούσεις που προκύπτουν είναι ικανές να προκαλέσουν δραστικές αλλαγές στη μορφολογία της επιφάνειας, στη σύσταση και στη δραστικότητα.” [Suslick 2001: 2f.]
Αυτές οι έντονες συνθήκες υπερηχητικής σπηλαίωσης έχουν διάφορες επιδράσεις στο φυτικό υλικό και στην εκχυλισιμότητά του:
- υπερνίκηση της εκλεκτικότητας της κυτταρικής μεμβράνης
- αυξημένη μεταφορά μάζας μεταξύ του εσωτερικού του κυττάρου και του περιβάλλοντος διαλύτη
- κυτταρική θραύση
- απελευθέρωση ενδοκυτταρικού υλικού
Αυτό καθιστά την κατεργασία με υπερήχους μια ιδιαίτερα αποτελεσματική μέθοδο εκχύλισης. Λόγω των έντονων μηχανικών δυνάμεων, μπορούν συχνά να χρησιμοποιηθούν πράσινοι και ήπιοι διαλύτες, όπως νερό, αιθανόλη κ.λπ.
Η εκχύλιση με υπερήχους μειώνει τον χρόνο εκχύλισης και επιτρέπει τη χρήση μικρότερης ποσότητας διαλυτών ή/και ηπιότερων διαλυτών. Αυτό σημαίνει ότι η εκχύλιση με υπερήχους επιτυγχάνει υψηλότερους ρυθμούς εκχύλισης και παράγει πιο υγιεινά εκχυλίσματα. Αυτό οφείλεται στα χαρακτηριστικά της λειτουργίας της σε χαμηλή θερμοκρασία, τόσο για τη μείωση της απώλειας θερμότητας που προκαλείται από θερμοκρασιακούς παράγοντες όσο και για την αποφυγή της εξάτμισης ουσιών με χαμηλό σημείο βρασμού, καθώς και για τη διατήρηση βιολογικά ενεργών ουσιών.
Ένα ακόμη πλεονέκτημα της εκχύλισης με υπερήχους είναι η απλή και ασφαλής χρήση της και η εφαρμογή της με δυνατότητα ακριβούς ελέγχου. Ως μη θερμική μέθοδος εκχύλισης, η κατεργασία με υπερήχους μπορεί να πραγματοποιηθεί σε χαμηλές θερμοκρασίες, ώστε να αποφεύγεται η αποδόμηση θερμοευαίσθητων, θερμοασταθών ουσιών.
Βιβλιογραφία/Αναφορές
- Casiraghi A., Gentile A., Selmin F., Gennari C.G.M., Casagni E., Roda G., Pallotti G., Rovellini P., Minghetti P. (2022): Ultrasound-Assisted Extraction of Cannabinoids from Cannabis Sativa for Medicinal Purpose. Pharmaceutics. 14(12), 2022.
- Espinoza-Silva, Clara, Pascual, Erika, Delgadillo, Yacnehs, Flores, Omar R., Artica, Luis M., Marmolejo, Doris and Baños-Medina, Lilian (2023): Optimization of extraction using surface response methodology and quantification of cannabinoids in female inflorescences of marijuana (Cannabis sativa L.) at three altitudinal floors of Peru. Open Agriculture, Vol. 8, No. 1, 2023.
- Da Porto, C.; Natolino, A.; Decorate, D. (2015): Effect of ultrasound pre-treatment of hemp (Cannabis sativa L.) seed on supercritical CO2 extraction of oil. J Food Sci Technol 2015 Mar 25;52(3):1748-53.
- Karami, Z.; Yousefi, G.; Alipour, M.; Emam Djomeh, Z.(2013): Modeling and Optimization of Ultrasonic Assisted Extraction (UAE) of Oil from Cannabis with RSM.
Κατεργασία με υπερήχους: Η Hielscher σας υποστηρίζει από τη διερεύνηση της εφικτότητας και τη βελτιστοποίηση έως την εμπορική παραγωγή!
SonoStation: Κινητό σύστημα έτοιμο προς χρήση για κατεργασία με υπερήχους – που αποτελείται από διασπορείς υπερήχων, αντλία, αναδευτήρα και δεξαμενή