Extracción ultrasónica de cannabis rápida y sencilla
Extraiga cannabinoides, terpenos y otros compuestos valiosos del cannabis más rápidamente con los sistemas de extracción ultrasónica de Hielscher. Los ultrasonidos de potencia intensifican la transferencia de masa, rompen las células vegetales y ayudan a liberar los compuestos activos de forma eficiente en el disolvente que elija – desde etanol y aceites comestibles hasta medios de extracción especializados.
Equipos de extracción ultrasónica de cannabis para obtener mayores rendimientos y un procesamiento más rápido
Tanto si está desarrollando un protocolo de laboratorio como validando un proceso piloto o ampliando la escala a la producción industrial, los ultrasonicadores de Hielscher le ofrecen un control preciso de la amplitud, la temperatura, la presión, el tiempo de residencia y las condiciones del disolvente. Esto convierte la extracción ultrasónica en una opción fiable para obtener extractos reproducibles de cannabis y cáñamo, con tiempos de procesamiento cortos y una capacidad de procesamiento escalable.
Por qué los productores eligen la extracción ultrasónica de Hielscher:
- Extracción más rápida de cannabinoides y terpenos
- Alta eficiencia de extracción y calidad reproducible del producto
- Procesamiento suave y no térmico para compuestos sensibles al calor
- Compatible con los disolventes de extracción habituales, incluidos el etanol y los aceites portadores
- Ampliación de escala sencilla desde los ensayos de laboratorio hasta la producción industrial a plena escala
- Asesoramiento sobre procesos, pruebas de viabilidad y asistencia para la instalación por parte de los ingenieros de Hielscher
Indíquenos su materia prima, disolvente, tamaño de lote o caudal y el extracto que desea obtener. Le recomendaremos una configuración ultrasónica y unos parámetros de proceso adecuados para su aplicación.
Sonicador UP400St para la extracción de cannabis
| Método | Retos y aspectos que deben tenerse en cuenta | Ventajas de la extracción ultrasónica |
|---|---|---|
| Maceración | Tiempo de procesamiento prolongado | Transferencia de masa más rápida y extracción más breve |
| Soxhlet | Exposición al calor y consumo de disolvente | Extracción más suave y a menor temperatura |
| CO₂ supercrítico | Coste de inversión y límites de capacidad de procesamiento | Puede combinarse o incorporarse a equipos existentes para mejorar la extracción |
| Extracción con etanol | Rendimiento, velocidad y conservación de los terpenos | Mejor ruptura celular y parámetros reproducibles |
Ultrasonicadores de Hielscher para la extracción de cannabis – ¡Eficiencia demostrada científicamente!
Casiraghi y sus colegas de la Universidad de Milán, en Italia, compararon tres métodos de extracción de cannabis: extracción ultrasónica, extracción Soxhlet y maceración.
El estudio tenía como objetivo investigar la eficacia de la extracción ultrasónica para extraer cannabinoides de cannabis sativa y compararla con otros métodos de extracción, como la extracción Soxhlet y la maceración.
Los investigadores utilizaron el procesador ultrasónico UP200Ht de Hielscher (véase la imagen de la izquierda) para el proceso de extracción y comprobaron que el método de extracción asistida por ultrasonidos era más eficaz para extraer cannabinoides que los otros dos métodos. La extracción ultrasónica también fue más rápida, más eficiente y requirió menos trabajo que los otros métodos.
La extracción se realizó utilizando aceite de oliva como disolvente. El material vegetal se añadió al disolvente y se sometió a sonicación durante 10 minutos al 60% de amplitud con el ultrasonicador UP200Ht.
Tras la etapa de sonicación, el extracto se filtró y el disolvente se evaporó a presión reducida para obtener un extracto concentrado. A continuación, se analizó el contenido de cannabinoides del extracto mediante cromatografía líquida de alta resolución (HPLC).
En conjunto, los resultados de este estudio mostraron que la extracción ultrasónica de los cannabinoides CBD y THC en aceite de oliva es un método eficaz para extraer cannabinoides del material vegetal de Cannabis sativa, con elevados rendimientos y pureza.
Una de las ventajas de la extracción ultrasónica con el UP200Ht es que permite obtener mayores rendimientos de cannabinoides en menos tiempo que los métodos de extracción tradicionales. Los investigadores también señalaron que la extracción ultrasónica era un método más respetuoso con el medio ambiente que otros métodos de extracción, ya que requiere menos disolvente y energía. Además, la extracción ultrasónica puede ampliarse fácilmente a la producción industrial, lo que la convierte en un método prometedor para la producción a gran escala de extractos de CBD.
En conclusión, el estudio sugiere que la extracción ultrasónica con el UP200Ht es un método prometedor para extraer cannabinoides de cannabis sativa con fines medicinales.
La extracción ultrasónica es un método muy eficiente para extraer cannabinoides como CBD y THC. Se utilizó aceite de oliva como disolvente y la extracción ultrasónica se realizó con el UP200ST.
(imagen y estudio: © Casiraghi et al., 2022)
Sonicador industrial UIP2000hdT con agitador en un bidón para la extracción de cannabis a gran escala
Condiciones de sonicación y extracción
Los extractores ultrasónicos de Hielscher le ofrecen un control completo de todos los parámetros relevantes del proceso, incluidos la amplitud, el tiempo de sonicación, la presión, la temperatura, el caudal y la composición del disolvente. Esto le permite optimizar el proceso de extracción en función del rendimiento, el perfil del extracto, la capacidad de procesamiento y los requisitos de procesamiento posterior.
Proceso de sonicación del cannabis
La extracción asistida por ultrasonidos se basa en ciclos repetidos de alta y baja presión. Estos ciclos alternos de alta y baja presión, que se repiten 20.000 veces por segundo durante la sonicación, generan intensas fuerzas de cizallamiento y chorros de líquido. Este esfuerzo extremo supera la selectividad de la membrana, perfora y rompe la pared celular y da lugar a una elevada transferencia de masa entre el interior de la célula y el disolvente circundante. La extracción ultrasónica permite obtener mayores rendimientos y tiempos de extracción más cortos. Dado que la extracción ultrasónica es un proceso reproducible, los resultados de extracción pueden repetirse para obtener una calidad estandarizada del extracto.
Los extractores ultrasónicos de Hielscher le ofrecen un control completo de los parámetros importantes de la extracción. Mediante el ajuste de la amplitud, la duración, la presión y la composición del líquido, los resultados del proceso de extracción pueden controlarse y reproducirse con precisión.
Disolventes para la extracción de cannabis
La extracción ultrasónica es compatible con todos los disolventes habituales, lo que le permite utilizar el disolvente que prefiera, como agua, disolventes y aceites (p. ej., H2O, CO2, etanol, metanol, butano, propano, aceite de oliva, aceite de coco, etc.).
Los disolventes y medios de extracción habituales incluyen:
Para los productos de administración oral, suelen preferirse los disolventes de grado alimentario y los aceites portadores. Para los ensayos analíticos y el control de calidad, pueden utilizarse disolventes de laboratorio. Para la extracción industrial de cannabinoides, el etanol y los procesos basados en CO2 son opciones habituales. La sonicación puede mejorar la transferencia de masa en muchos de estos sistemas de disolventes y, por tanto, puede ayudar a reducir el tiempo de extracción, mejorar la eficiencia de extracción o facilitar la estandarización del proceso.
Temperatura de extracción
En muchos procesos de extracción de material vegetal, se consigue una extracción ultrasónica eficaz a temperaturas de proceso entre 0 °C y 60 °C. Las temperaturas más bajas pueden ayudar a conservar los compuestos aromáticos volátiles y los ingredientes sensibles a la temperatura, mientras que las temperaturas moderadas pueden mejorar la solubilidad y la velocidad de extracción. La temperatura ideal depende del disolvente, la biomasa, los compuestos que se desean extraer y las especificaciones del producto final.
Los sistemas ultrasónicos de Hielscher pueden integrarse con camisas de refrigeración, intercambiadores de calor y reactores con control de temperatura para mantener el proceso de extracción dentro del intervalo de temperatura deseado.
Métodos de extracción combinados – Sinergias
La incorporación de un ultrasonicador a una instalación de extracción de cannabis existente puede ayudar a mejorar el rendimiento de la extracción, aumentar la capacidad de procesamiento, reducir el tiempo de extracción o hacer que el proceso sea más reproducible.
La extracción ultrasónica puede combinarse fácilmente con presión, calor, condiciones de extracción supercrítica o un extractor Soxhlet para mejorar los resultados y/o adaptar la configuración de extracción a requisitos específicos. La incorporación de un ultrasonicador a una instalación de extracción de cannabis existente resulta especialmente interesante si el método de extracción actual no ofrece el rendimiento y la producción deseados.
Los equipos de extracción existentes pueden mejorarse fácilmente mediante la incorporación de un extractor ultrasónico. Estaremos encantados de ayudarle con la evaluación del proceso, la selección de equipos, las propuestas de instalación y la integración en sus líneas de producción existentes.
¡Más información sobre la extracción con CO2 supercrítico mejorada mediante ultrasonidos!
Ámbitos de aplicación de la extracción ultrasónica de cannabis
El control preciso del proceso y la escalabilidad lineal permiten transferir los parámetros de extracción de los ensayos de laboratorio a la producción piloto y a la fabricación a plena escala. Esto permite a los productores desarrollar un método de extracción fiable, validarlo a menor escala y ampliar la escala con confianza.
Los cannabinoides, los terpenos y otros principios activos de la planta de cannabis se extraen para múltiples fines. La extracción ultrasónica es un método fiable para obtener extractos de la planta de cannabis destinados a
- producción médica/farmacéutica
- productos de cannabis para uso recreativo
- producción de nutracéuticos y alimentos
- antes del procesamiento posterior, p. ej., nanoemulsificación
- ensayos de potencia de drogas
- análisis forenses/químicos
Extractores ultrasónicos – Para pequeña y gran escala
Hielscher Ultrasonics es su socio para equipos de extracción ultrasónica de alto rendimiento. Tanto si desea producir lotes pequeños de extractos de CBD de alta calidad para su marca exclusiva como procesar grandes cantidades de cáñamo o marihuana a escala industrial – ¡Hielscher Ultrasonics tiene el equipo de extracción ultrasónica ideal para usted!
La escalabilidad lineal y el control preciso del proceso permiten obtener resultados fiables a cualquier escala. ¡Más información sobre la ampliación de escala de los procesos de extracción ultrasónica!
Le ayudamos: nuestro servicio de asesoramiento y optimización de procesos
Hielscher Ultrasonics cuenta con una amplia experiencia en el procesamiento ultrasónico y un conocimiento profundo de los procesos de extracción ultrasónica. Le ayudamos con recomendaciones sobre el ultrasonicador más adecuado para su proceso y le enseñamos a utilizar nuestros equipos con la máxima eficiencia. Nuestros ingenieros están disponibles para prestar servicios de instalación en todo el mundo.
En nuestro laboratorio de procesos ultrasónicos en Alemania, totalmente equipado, nuestro equipo de ingenieros de procesos y químicos puede desarrollar y optimizar su proceso para usted o junto con usted.
- tiempo de extracción corto
- alta tasa de extracción
- extracción más completa
- tratamiento suave y no térmico
- integración sencilla y funcionamiento seguro
- sin sustancias químicas peligrosas/tóxicas ni impurezas
- bajo coste
- eficiencia energética
- extracción ecológica: respetuosa con el medio ambiente
¿Qué es la extracción ultrasónica de cannabis?
La extracción ultrasónica de cannabis es un método de extracción que utiliza ultrasonidos de alta potencia para liberar cannabinoides, terpenos y otros compuestos bioactivos del material vegetal de cannabis o cáñamo. La cavitación ultrasónica genera intensas fuerzas de cizallamiento en el líquido, que rompen las células vegetales y mejoran la transferencia de masa entre el material vegetal y el disolvente.
¿Cómo mejoran los ultrasonidos la extracción de cannabinoides?
Los ultrasonidos mejoran la extracción de cannabinoides al romper las paredes celulares, aumentar la penetración del disolvente y acelerar la liberación de compuestos de la matriz vegetal. Esto puede acortar el tiempo de extracción y mejorar la eficiencia de extracción en comparación con métodos pasivos lentos, como la maceración.
¿Qué cannabinoides pueden extraerse mediante extracción ultrasónica?
La extracción ultrasónica puede utilizarse para extraer cannabinoides como CBD, THC, THCA, CBDA, CBG y otros compuestos presentes en la biomasa de cannabis o cáñamo. El perfil final de cannabinoides depende del material vegetal, el disolvente, la temperatura, el tiempo de extracción y las condiciones de procesamiento posterior.
¿Puede la extracción ultrasónica conservar los terpenos?
Sí, la extracción ultrasónica puede realizarse a temperaturas bajas y controladas, lo que resulta útil al procesar compuestos sensibles al calor, como los terpenos. El control de la temperatura, los tiempos de extracción cortos y la selección de un disolvente adecuado ayudan a proteger los componentes volátiles y sensibles del extracto.
¿Qué disolventes pueden utilizarse para la extracción ultrasónica de cannabis?
La extracción ultrasónica de cannabis es compatible con muchos medios de extracción habituales, incluidos el etanol, las mezclas de agua y etanol, los aceites comestibles como el aceite de oliva o de coco y otros disolventes específicos del proceso. El disolvente más adecuado depende del producto previsto, los requisitos normativos, el procesamiento posterior y los compuestos que se desean extraer.
¿Es adecuada la extracción ultrasónica para la extracción de cannabis con etanol?
Sí, el etanol se utiliza habitualmente en la extracción ultrasónica de cannabis. La sonicación puede intensificar la extracción con etanol al mejorar el contacto entre el disolvente y el material vegetal, reducir el tiempo de extracción y favorecer condiciones de proceso reproducibles.
¿Puede utilizarse la extracción ultrasónica de cannabis con aceites portadores?
Sí, los cannabinoides pueden extraerse en aceites portadores como el aceite de oliva o de coco. Esto puede resultar útil para formulaciones en las que el aceite sirve directamente como medio de extracción o como parte de la formulación del producto final.
¿Es la extracción ultrasónica de cannabis un proceso térmico?
No. La extracción ultrasónica se considera un método de extracción suave y no térmico. Aunque la temperatura del proceso debe seguir supervisándose y controlándose, el efecto de extracción es principalmente mecánico: cavitación, fuerzas de cizallamiento, ruptura de partículas y mejora de la transferencia de masa.
¿Cuánto tiempo tarda la extracción ultrasónica de cannabis?
El tiempo de extracción depende del material vegetal, el tamaño de partícula, el disolvente, la temperatura, la concentración de sólidos, la amplitud ultrasónica y la configuración del equipo. En muchas aplicaciones, la sonicación reduce significativamente el tiempo de extracción en comparación con la maceración convencional.
¿Puede ampliarse la escala de la extracción ultrasónica de cannabis a la producción industrial?
Sí. La extracción ultrasónica puede ampliarse desde los ensayos de laboratorio hasta la producción piloto e industrial. Los ultrasonicadores de Hielscher están disponibles para ensayos con lotes pequeños, desarrollo de procesos y procesamiento continuo a gran escala.
¿Qué parámetros de proceso son los más importantes en la extracción ultrasónica de cannabis?
Los parámetros importantes incluyen la amplitud ultrasónica, el tiempo de sonicación, la temperatura, la presión, el tipo de disolvente, la proporción de disolvente respecto a la biomasa, el tamaño de partícula y las condiciones de mezcla o flujo. El control preciso de estos parámetros ayuda a obtener una calidad reproducible del extracto.
¿Puede añadirse la extracción ultrasónica a una línea de extracción de cannabis existente?
Sí. Los ultrasonicadores pueden integrarse a menudo en sistemas de extracción existentes para mejorar la transferencia de masa, reducir el tiempo de procesamiento o aumentar la eficiencia de extracción. La solución de integración más adecuada depende del método de extracción actual, la manipulación del disolvente, la capacidad de procesamiento y el espacio disponible para el proceso.
¿Qué ultrasonicador de Hielscher es adecuado para la extracción de cannabis?
El ultrasonicador adecuado depende del tamaño de lote requerido, el caudal, el disolvente, el material vegetal y el objetivo de producción. Los equipos más pequeños son adecuados para pruebas de viabilidad y desarrollo de protocolos a escala de laboratorio, mientras que los ultrasonicadores industriales de la serie UIP están diseñados para la extracción a escala piloto y de producción.
¿Cómo elijo la configuración de extracción ultrasónica adecuada?
Para elegir la configuración adecuada, defina el tipo de biomasa, los cannabinoides o terpenos que desea extraer, el disolvente, el tamaño de lote o el caudal continuo, los límites de temperatura y las etapas de procesamiento posterior. Hielscher le recomendará un procesador ultrasónico, un sonotrodo, un reactor y unos parámetros de proceso basándose en estos requisitos.
Información básica sobre la extracción ultrasónica
Los ultrasonidos de potencia son un método demostrado para la extracción eficiente y fiable de compuestos activos, incluidos compuestos de plantas medicinales, aceite, proteínas y sustancias bioactivas (p. ej., flavonas, polifenoles, antocianina y compuestos aromáticos) de material vegetal, hierbas, flores y semillas.
Para la extracción ultrasónica, se acoplan ondas ultrasónicas de alta potencia a la mezcla de material vegetal y disolvente, de modo que se produce cavitación acústica. La cavitación acústica se describe como la formación, el crecimiento y el colapso implosivo de burbujas en líquidos causados por los ultrasonidos.
«Durante la cavitación, el colapso de las burbujas produce un intenso calentamiento local y altas presiones, de duración muy breve. En las nubes de burbujas en cavitación, estos puntos calientes presentan temperaturas equivalentes de aproximadamente 5000 K, presiones de unas 1000 atmósferas y velocidades de calentamiento y enfriamiento superiores a 1010 K/s. En la cavitación de una sola burbuja, las condiciones pueden ser aún más extremas. Por tanto, la cavitación puede crear condiciones físicas y químicas extremas en líquidos que, por lo demás, están fríos. Si se irradian con ultrasonidos líquidos que contienen sólidos, pueden producirse fenómenos relacionados. Cerca de una superficie sólida extensa, el colapso de la cavidad deja de ser esférico, lo que impulsa chorros de líquido a alta velocidad contra la superficie sólida. Estos chorros y las ondas de choque asociadas pueden causar daños importantes en la superficie y dejar expuestas superficies nuevas intensamente calentadas. Además, durante la irradiación ultrasónica de suspensiones de polvo en líquido, se producirán colisiones entre partículas a alta velocidad debido a la cavitación y a las ondas de choque que esta genera en dichas suspensiones. Las colisiones resultantes pueden inducir cambios drásticos en la morfología, la composición y la reactividad de la superficie.» [Suslick 2001: 2f.]
Estas intensas condiciones de cavitación ultrasónica tienen varios efectos sobre el material vegetal y su capacidad de extracción:
- superación de la selectividad de la membrana celular
- aumento de la transferencia de masa entre el interior de la célula y el disolvente circundante
- ruptura celular
- liberación de material intracelular
Esto convierte la sonicación en un método de extracción muy eficaz. Debido a las intensas fuerzas mecánicas, a menudo pueden utilizarse disolventes ecológicos y suaves, como agua, etanol, etc.
La extracción ultrasónica acorta el tiempo de extracción y permite utilizar menos disolvente y/o disolventes más suaves. Esto significa que la extracción ultrasónica da lugar a tasas de extracción más altas y produce extractos más saludables. Esto se debe a las características de su funcionamiento a baja temperatura, que permite reducir las pérdidas de calor causadas por factores térmicos, evitar la vaporización de sustancias con un punto de ebullición bajo y conservar las sustancias biológicamente activas.
Otra ventaja de la extracción ultrasónica es su uso sencillo y seguro y la posibilidad de controlar su aplicación con precisión. Como método de extracción no térmico, la sonicación puede realizarse a bajas temperaturas para evitar la degradación de sustancias sensibles al calor y termolábiles.
Bibliografía/Referencias
- 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.
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