Equipos de extracción de cannabis – Las ventajas de la sonicación
Los equipos de extracción ultrasónica ofrecen numerosas ventajas que hacen de esta técnica el método de extracción superior para el cáñamo y la marihuana. Aunque los compuestos bioactivos del cannabis, como el THC y el CBD, pueden extraerse mediante distintas técnicas, la sonicación ofrece numerosas ventajas. Gracias a sus altos rendimientos, sus extractos de alta calidad, la rapidez del proceso, los bajos costes de inversión y funcionamiento y su manejo seguro y sencillo, la extracción ultrasónica es el método preferido tanto para la producción de extractos de cannabis a pequeña escala como para la producción industrial.
Ventajas de la extracción ultrasónica de cannabis
Los sonicadores de sonda son equipos de extracción que utilizan ondas ultrasónicas para disgregar el material vegetal y extraer los compuestos deseados. Se ha demostrado que este método supera a los métodos tradicionales de extracción de cannabis por varias razones:
- Eficiencia: Las sondas ultrasónicas pueden extraer un mayor porcentaje de los compuestos objetivo del material vegetal que los métodos tradicionales, como la extracción con disolventes o la destilación por arrastre de vapor. Esto se debe a que las sondas ultrasónicas utilizan ondas sonoras de alta frecuencia para disgregar el material vegetal a nivel celular, lo que facilita la extracción de los compuestos deseados.
- Extracción rápida: Las sondas ultrasónicas pueden extraer los compuestos objetivo del material vegetal en cuestión de minutos, mientras que los métodos tradicionales de extracción pueden tardar horas o incluso días. Esto significa que las sondas ultrasónicas pueden procesar más material en menos tiempo, lo que convierte a esta técnica en un método de extracción más eficiente.
- Espectro completo: Los sonicadores de sonda extraen toda la gama de compuestos bioactivos. Esto permite producir con sondas ultrasónicas extractos de espectro completo, conocidos por su efecto séquito, que puede ser importante para fines medicinales o de investigación.
- Seguridad: Las sondas ultrasónicas se consideran un método de extracción más seguro que los métodos tradicionales, como la extracción con disolventes, que puede implicar el uso de disolventes inflamables y potencialmente tóxicos, o los extractores de CO2 supercrítico, que funcionan a altas presiones. La extracción ultrasónica es compatible con cualquier tipo de disolvente, incluidos el agua y el etanol acuoso, lo que la convierte en un método de extracción más seguro y respetuoso con el medio ambiente.
En resumen, la extracción de cannabis mediante sondas ultrasónicas ofrece varias ventajas frente a los métodos tradicionales de extracción, entre ellas una mayor eficiencia, rapidez, selectividad y seguridad.
Extractor ultrasónico UIP2000hdT (2 kW) para la producción industrial de extractos de cannabis totalmente naturales y ecológicos.
Sonicadores frente a extractores de CO2 para la extracción de cannabis
La extracción con CO2 supercrítico es un método convencional para producir extractos de cannabis. Sin embargo, debido a sus elevados costes, los problemas de seguridad y la complejidad de su funcionamiento, los sonicadores han sustituido a numerosos extractores de CO2 instalados. A continuación se presentan las ventajas que permiten a la sonicación superar a la extracción con CO2 supercrítico.
- Rendimiento: Se ha demostrado que la extracción ultrasónica proporciona mayores rendimientos de los compuestos deseados que la extracción con CO2. Esto se debe a que la extracción ultrasónica puede disgregar el material vegetal a nivel celular, lo que permite extraer los compuestos objetivo de forma más eficiente.
- Rapidez: La extracción ultrasónica puede completarse en cuestión de minutos, mientras que la extracción con CO2 puede tardar varias horas. Esto significa que la extracción ultrasónica es un método más rápido y puede procesar mayores volúmenes de material en menos tiempo.
- Selectividad: La extracción ultrasónica produce extractos de amplio espectro, que contienen una amplia gama de compuestos bioactivos. Los extractos de amplio espectro se valoran por su denominado efecto séquito, en el que las sustancias favorecen y refuerzan sus efectos específicos de forma sinérgica. Esto convierte a la extracción ultrasónica en una excelente opción tanto para obtener extractos terapéuticos como para fines de investigación.
- Eficiencia energética: La extracción ultrasónica utiliza menos energía que la extracción con CO2, lo que la convierte en una opción más respetuosa con el medio ambiente.
- Coste del equipo: Los equipos de extracción ultrasónica suelen ser menos costosos que los equipos de extracción con CO2, lo que puede convertirlos en una opción más accesible para los productores a pequeña escala.
- Seguridad: La extracción ultrasónica puede realizarse sin utilizar disolventes inflamables o tóxicos. El agua y el etanol acuoso son los disolventes más utilizados para la extracción de cannabis. En cambio, la extracción con CO2 requiere el uso de CO2 a alta presión. Estas altas presiones conllevan el riesgo de fugas de CO2 o fallos del equipo, así como los peligros asociados a la alta presión. Por ello, la extracción ultrasónica se considera un método más seguro tanto para los operarios como para el medio ambiente.
Extracción ultrasónica de cannabis – El principio de funcionamiento de los ultrasonidos en la extracción
La extracción por ultrasonidos se basa en el principio de la cavitación acústica. La aplicación de ultrasonidos de alta potencia a líquidos y suspensiones genera una cavitación intensa y fuerzas de cizallamiento. En una suspensión de hojas, cogollos, flores, tallos y otras partes de la planta, las fuerzas de cizallamiento ultrasónico rompen las células vegetales y liberan los compuestos bioactivos, como el cannabidiol (CBD) y el tetrahidrocannabinol (THC). La extracción ultrasónica está consolidada como una técnica altamente eficiente y fiable para aislar compuestos vegetales bioactivos. Especialmente en la producción de aceites de cannabis de alta calidad, la sonicación ha demostrado su eficacia gracias a sus altos rendimientos (mayor cantidad de extracto obtenido), su excelente calidad (espectro completo) y su breve tiempo de procesamiento. La aplicación de ondas ultrasónicas es un tratamiento mecánico no tóxico, seguro y respetuoso con el medio ambiente.
Extracción ultrasónica de cannabis en lotes de 120 L con UIP2000hdT y agitador
- Mayor rendimiento
- Alta calidad
- Sin degradación térmica
- Extracción rápida
- Funcionamiento sencillo y seguro
- Extracción ecológica
De un vistazo – Las ventajas de los extractores ultrasónicos de Hielscher
Eficiencia
- Mayores rendimientos
- Proceso de extracción rápido – en cuestión de minutos
- Extractos de alta calidad – extracción suave y no térmica
- Disolventes ecológicos (agua, etanol, glicerina, aceites vegetales, etc.)
Sencillez
- Conectar y usar – Instalación y puesta en funcionamiento en cuestión de minutos
- Alta capacidad de procesamiento – Para la producción de extractos a gran escala
- Funcionamiento por lotes o continuo en línea
- Instalación y puesta en marcha sencillas
- Portátiles / móviles – Unidades portátiles o montadas sobre ruedas
- Escalado lineal – Añada otro sistema ultrasónico en paralelo para aumentar la capacidad
- Supervisión y control remotos – Mediante PC, teléfono inteligente o tableta
- Sin necesidad de supervisar el proceso – Configure el equipo y póngalo en marcha
- Alto rendimiento – Diseñados para la producción continua 24/7
- Robustez y bajo mantenimiento
- Alta calidad – Diseñados y fabricados en Alemania
- Carga y descarga rápidas entre lotes
- Fáciles de limpiar
Seguridad
- Funcionamiento sencillo y seguro
- Extracción sin disolventes o con disolventes (agua, etanol, aceites vegetales, glicerina, etc.)
- Sin altas presiones ni temperaturas
- Sistemas antideflagrantes con certificación ATEX disponibles
- Fáciles de controlar (también mediante control remoto)
UP400St Extracción ultrasónica de material vegetal, como el cannabis, en un lote de 8 L
Equipos ultrasónicos para la extracción de cannabis
Hielscher Ultrasonic es su socio de confianza en equipos de extracción ultrasónica de alto rendimiento para la extracción de cannabis y otros materiales vegetales. Con innumerables instalaciones en todo el mundo, los extractores ultrasónicos de Hielscher gozan de gran reconocimiento por su elevada tasa de extracción, fiabilidad y robustez.
Desde los sonicadores de sobremesa más pequeños y compactos, como el UP400St (400 W), hasta el UIP16000hdT, el más potente del mundo, Hielscher cubre toda la gama de equipos de extracción por ultrasonidos. Esto nos permite recomendarle el extractor ultrasónico más adecuado para los requisitos de su proceso.
Diseño, fabricación y asesoramiento – Calidad fabricada en Alemania
Los sonicadores de Hielscher son conocidos por sus máximos estándares de calidad y diseño. Su robustez y facilidad de manejo permiten integrar nuestros sonicadores sin dificultades en instalaciones industriales. Los sonicadores de Hielscher soportan fácilmente condiciones difíciles y entornos exigentes.
Hielscher Ultrasonics es una empresa con certificación ISO que presta especial atención a los sonicadores de alto rendimiento con tecnología de vanguardia y facilidad de uso. Por supuesto, los sonicadores de Hielscher cumplen la normativa CE y los requisitos de UL, CSA y RoHs.
La siguiente tabla ofrece una orientación sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores:
| Volumen del lote | Caudal | Equipos recomendados |
|---|---|---|
| 1 a 500 mL | – | UP100H |
| 10 a 8000 mL | – | UP200Ht, UP400St |
| 0,5–150 L | 0,2 a 4 L/min | UIP2000hdT |
| 1 a 300 L | 2 a 10 L/min | UIP4000hdT |
| – | 10 a 100 L/min | UIP16000 |
| – | superior | conjunto de UIP16000 |
Información de interés
Descripción general y comparación de los métodos más comunes de extracción de cannabis
Extracción ultrasónica
Producto: La extracción ultrasónica produce un extracto de espectro completo de alta calidad. El extracto bruto se refina mediante filtración, destilación y/o winterización.
Coste del equipo: desde aproximadamente US$5.000 hasta varios múltiplos de US$100.000, según la capacidad y la configuración
Configuración: funcionamiento por lotes/en bidones o continuo en línea
Conocimientos técnicos: manejo y funcionamiento sencillos y seguros
Disolvente: pueden utilizarse todo tipo de disolventes, como agua, mezclas de agua y alcohol, alcohol isopropílico, hexano, etanol, metanol, butano, aceites vegetales (aceite de oliva, aceite de coco), glicerina, etc.
Compuestos objetivo: espectro completo (todos los cannabinoides y terpenos disponibles)
Principales ventajas: alto rendimiento, facilidad de manejo, bajo coste y facilidad de escalado a la producción industrial
Extracción con disolventes (alcohol, etanol)
Producto: normalmente, un extracto bruto que requiere un refinado posterior, como winterización o filtración. Habitualmente, el extracto etanólico se refina posteriormente mediante destilación después de la winterización y la filtración.
Coste del equipo: entre $5.000 y millones, según el tamaño, las prestaciones o las posibilidades de automatización.
Conocimientos técnicos: formación en química básica/nivel moderado.
Compuestos objetivo: todos los cannabinoides disponibles; el extracto resultante contiene pequeñas cantidades de monoterpenos.
CO2 – extracción
Producto: extracto bruto que requiere un refinado posterior, como winterización o filtración
Coste del equipo: entre $100.000 y millones de USD, según el tamaño, las prestaciones o la automatización
Conocimientos técnicos: formación para trabajar con CO2 líquido (sistema a alta presión – seguridad)
Compuestos objetivo: cannabinoides con tan solo pequeñas cantidades de monoterpenos
Extracción con hidrocarburos
Producto: shatter, budder, wax, HTFSE, HCFSE, o extracto bruto para destilación, o terpenos para añadir al destilado
Coste del equipo: $5.000 a $100.000, según el tamaño y las prestaciones
Conocimientos técnicos: formación en química y seguridad (uso de fluidos inflamables, butano líquido)
Compuestos objetivo: todos los cannabinoides
Aplicación de ondas ultrasónicas para la extracción
Cuando se aplican ultrasonidos de alto rendimiento a sistemas líquidos (incluidas suspensiones y pastas viscosas), se genera cavitación acústica. La cavitación acústica describe el fenómeno de generación, crecimiento y posterior implosión de las burbujas de cavitación. Durante la propagación de las ondas ultrasónicas, las burbujas de vacío oscilan, crecen y colapsan cuando ya no pueden absorber más energía. La implosión de las burbujas genera localmente condiciones extremas de temperaturas, presiones y velocidades de calentamiento y enfriamiento muy elevadas, así como diferencias de presión y chorros de líquido. Estas condiciones extremas producen efectos térmicos, mecánicos y químicos. La ruptura celular y la liberación de compuestos bioactivos (= extracción) constituyen un efecto mecánico muy eficaz y eficiente.
La cavitación acústica, generada por ultrasonidos de alta intensidad y baja frecuencia, crea intensas fuerzas de cizallamiento y grandes diferencias locales de presión y temperatura que proporcionan la acción necesaria para la ruptura celular, la mezcla intensa y la transferencia de masa. Estas fuerzas de cizallamiento ultrasónico se aplican con éxito a la extracción de cannabis.
Gracias a su mayor cantidad de extracto obtenido, su elevada tasa de extracción, la rapidez del proceso y su funcionamiento sencillo y seguro, la extracción ultrasónica se utiliza con éxito para extraer numerosos compuestos vegetales.
Las potentes ondas ultrasónicas rompen la matriz celular de las estructuras biológicas y liberan los compuestos bioactivos. Se intensifica la transferencia de masa entre el material vegetal y el disolvente. Gracias a estos mecanismos, la extracción ultrasónica es altamente eficiente para la extracción de cannabis.
Algunos ejemplos destacados de extracción ultrasónica son cannabis (cannabinoides y aceite de cannabis procedentes de marihuana y cáñamo), curcumina, pimienta, azafrán, café, melón amargo, aceite de oliva, aceite de aguacate, henna, hierbas ayurvédicas, jengibre, té, y otras hierbas medicinales.
Descarboxilación
La descarboxilación es un paso importante para producir de forma eficiente los principales compuestos bioactivos del cannabis, como el Δ9-tetrahidrocannabinol (Δ9-THC), el cannabidiol (CBD) y el cannabigerol (CBG). La descarboxilación, también conocida como «activación» o «descarboxilado», se aplica como pretratamiento para aumentar el contenido de THC (delta9-tetrahidrocannabinol) en el material vegetal. Desde el punto de vista químico, la descarboxilación es una reacción en la que se elimina un grupo carboxilo (-COOH) y se libera dióxido de carbono (CO2). Para aumentar el contenido de THC del material vegetal de cannabis, se aplica la etapa de descarboxilación. Mediante la descarboxilación, la cantidad de ácido Δ9-tetrahidrocannabinólico (THCA) no psicoactivo puede convertirse en THC psicoactivo. El ácido Δ9-tetrahidrocannabinólico se descarboxila al calentarse (a aproximadamente 105 °C / 220 °F durante 30 min. para material seco y hasta 90 min. para material vegetal húmedo) y se convierte entonces en el compuesto psicoactivo Δ9-tetrahidrocannabinol.
De forma similar, el material vegetal de cannabis rico en CBD-A puede descarboxilarse mediante tratamiento térmico y convertirse así en CBD. Para la winterización del material vegetal, el material seco y troceado se calienta a aproximadamente 160 °C / 320 °F durante 30–60 min. para iniciar la descarboxilación.
Temperaturas de descarboxilación de los cannabinoides:
CBD: 160 °C / 320 °F
CBC: 220 °C / 428 °F
THC: 155 °C / 314,6 °F
CBN: 185 °C / 365 °F
THCV: 220 °C / 428 °F
Procesos posteriores – Filtración y destilación
Después de la extracción ultrasónica, las partículas de cannabis deben separarse del líquido mediante filtración. Para ello, la suspensión de cannabis se hace pasar por un filtro, como una malla (por ejemplo, una manga filtrante), o se utiliza un filtro prensa. Las aguas madres resultantes, compuestas por disolvente (por ejemplo, etanol) y extracto de cannabis, se concentran después separando el etanol. Los métodos habituales de destilación para eliminar los disolventes emplean evaporadores rotatorios o sistemas de destilación al vacío.
El evaporador rotatorio (coloquialmente, rotavapor) se utiliza habitualmente para separar del cannabis disolventes como el etanol y producir así un aceite de cannabis refinado. La regulación de la temperatura y la facilidad de manejo hacen del evaporador rotatorio el equipo de destilación predominante en la industria del cannabis.
La destilación al vacío se utiliza principalmente para aislar CBD destinado a usos farmacéuticos y medicinales, cuando es necesario eliminar los terpenos y/o el THC. Dado que los terpenos, el THC y el CBD tienen puntos de ebullición elevados (entre 160–250 °C / 310–482 °F), la destilación en condiciones atmosféricas requeriría un tratamiento a altas temperaturas, que conlleva la degradación térmica de los cannabinoides termosensibles. Además, la exposición al oxígeno inicia reacciones de oxidación que afectan negativamente a la calidad de los cannabinoides. La aplicación de vacío reduce los puntos de ebullición. Asimismo, la aplicación de vacío elimina el oxígeno. De este modo, la destilación al vacío reduce la degradación térmica y oxidativa de los extractos.
Winterización
La winterización es el proceso de eliminación de los lípidos, las grasas y las ceras vegetales mediante un lavado con alcohol para separar los cannabinoides y los terpenos de sustancias no deseadas, como las ceras vegetales, las grasas y la clorofila. Para la winterización, el aceite de cannabis extraído se introduce en etanol y se enfría a temperaturas inferiores a -20 °C / -6 °F. A estas bajas temperaturas, los lípidos, las grasas y las ceras precipitan y pueden eliminarse.
Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos de alto rendimiento desde la escala de laboratorio hasta la escala industrial.