Extracción ultrasónica de cannabis rápida y sencilla
Extraiga cannabinoides, terpenos y otros compuestos valiosos del cannabis más rápidamente con los sistemas de extracción por ultrasonidos de Hielscher. Los ultrasonidos de alta potencia intensifican la transferencia de masa, rompen las células vegetales y ayudan a liberar los compuestos activos de forma eficaz en el disolvente que elija. – desde el etanol y los 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, validando un proceso piloto o pasando a la producción industrial, los ultrasonidos de Hielscher le permiten controlar con precisión la amplitud, la temperatura, la presión, el tiempo de residencia y las condiciones del disolvente. Esto convierte a la extracción ultrasónica en una opción fiable para obtener extractos reproducibles de cannabis y cáñamo, con tiempos de procesamiento cortos y un rendimiento escalable.
Por qué los procesadores 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, como el etanol y los aceites portadores
- Fácil ampliación de los ensayos de laboratorio a la producción industrial a gran escala
- Asesoramiento técnico, pruebas de viabilidad y asistencia en la instalación por parte de los ingenieros de Hielscher
Indíquenos la materia prima, el disolvente, el tamaño del lote o el caudal, así como el extracto deseado. Le recomendaremos una configuración ultrasónica adecuada y los parámetros de proceso más adecuados para su aplicación.
Sonicator UP400ST para la extracción de cannabis
| Método | Retos y preocupaciones | Ventajas de la extracción por ultrasonidos |
|---|---|---|
| Maceración | Tiempo de procesamiento prolongado | Una transferencia de masa más rápida y una extracción más breve |
| Soxhlet | Exposición al calor y demanda de disolventes | Extracción más suave a menor temperatura |
| CO2 supercrítico | Costes de inversión y límites de capacidad | Se puede combinar o adaptar para mejorar la extracción |
| extracción de etanol | Rendimiento, velocidad, conservación de los terpenos | Mejor lisis celular y parámetros reproducibles |
Ultrasonidos Hielscher para la extracción de cannabis – Eficacia científicamente probada
Casiraghi y sus colegas de la Universidad italiana de Milán 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 la extracción de cannabinoides del 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 descubrieron 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 menos laboriosa que los otros métodos.
La extracción se realizó utilizando aceite de oliva como disolvente. El material vegetal se añadió al disolvente y se sonicó 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 general, los resultados de este estudio demostraron 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 altos rendimientos y pureza.
Una de las ventajas de la extracción ultrasónica con el UP200Ht es que puede producir 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 para 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 la extracción de cannabinoides de cannabis sativa con fines medicinales.
La extracción por ultrasonidos es un método muy eficaz para extraer cannabinoides como el CBD y el THC. Se utilizó aceite de oliva como disolvente, la extracción ultrasónica se realizó con el UP200ST.
(fotografía y estudio: © Casiraghi et al., 2022)
Sonicador industrial UIP2000hdT con agitador en un barril para la extracción de cannabis a gran escala
Sonicación y condiciones de extracción
Los extractores ultrasónicos de Hielscher le permiten controlar totalmente todos los parámetros relevantes del proceso, incluyendo 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 cuanto al rendimiento, el perfil del extracto, la capacidad de producción y los requisitos del procesamiento posterior.
Proceso de sonicación del cannabis
La extracción asistida por ultrasonidos se basa en la repetición de ciclos de baja y alta presión. Estos ciclos alternantes de baja y alta presión tienen una frecuencia 20.000 veces por cada segundo de sonicación y generan intensas fuerzas de cizalla y corrientes en el líquido. Esta tensión extrema vence la selectividad de membrana, perforando y rompiendo la pared celular, lo que se traduce en en una alta transferencia de masa entre el interior celular y el solvente circundante. Gracias a la extracción ultrasónica, se pueden conseguir mayores rendimientos en un menor tiempo. Y puesto que la extracción por ultrasonidos es un proceso reproducible, se pueden reproducir los resultados para estandarizar la calidad del producto.
Los extractores ultrasónicos de Hielscher le aseguran el control completo sobre los principales parámetros de extracción. Ajustando la amplitud, la duración, la presión y la composición del líquida, el resultado del proceso de extracción puede ser controlado y reproducido con precisión.
Disolventes para la extracción de cannabis
La extracción por ultrasonidos es compatible con todos los disolventes habituales, lo que le permite utilizar el disolvente que prefiera, como agua, disolventes y aceites (por ejemplo, H₂O, CO₂, etanol, metanol, butano, propano, aceite de oliva, aceite de coco, etc.).
Entre los disolventes y medios de extracción más comunes se encuentran:
En el caso de los productos de uso 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, los procesos basados en etanol y CO₂ son opciones habituales. La ultrasonación puede mejorar la transferencia de masa en muchos de estos sistemas de disolventes y, por lo tanto, puede ayudar a reducir el tiempo de extracción, mejorar la eficiencia de la extracción o facilitar la estandarización del proceso.
Temperatura de extracción
En muchos procesos de extracción botánica, se consigue una extracción ultrasónica eficaz a temperaturas de proceso comprendidas 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 de interés 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 rango de temperatura deseado.
Métodos de extracción combinada – Sinergias
La incorporación de un ultrasonificador en una planta de extracción de cannabis ya existente puede ayudar a mejorar el rendimiento de la extracción, aumentar la producción, reducir el tiempo de extracción o hacer que el proceso sea más reproducible.
La extracción por ultrasonidos puede combinarse fácilmente con presión, calor, condiciones de extracción supercrítica o extractor Soxhlet para mejorar los resultados y/o adaptar la configuración de extracción a requisitos específicos. La retroinstalación de un ultrasonicador en una instalación de extracción de cannabis existente es de especial interés, si un método de extracción existente no funciona con el rendimiento y la producción deseados.
Las máquinas de extracción ya existentes pueden actualizarse fácilmente incorporando un extractor ultrasónico. Estaremos encantados de ayudarle con la evaluación del proceso, la selección de equipos, los planes de instalación y la integración en sus líneas de producción actuales.
Más información sobre la extracción de CO2 supercrítico mejorada por ultrasonidos.
Campos de aplicación de la extracción por ultrasonidos del Cannabis
El control preciso del proceso y la escalabilidad lineal permiten trasladar los parámetros de extracción de los ensayos de laboratorio a la producción piloto y a la fabricación a gran escala. Esto permite a los procesadores desarrollar un método de extracción fiable, validarlo a menor escala y ampliarlo con confianza.
Los cannabinoides, terpenos y otros compuestos activos de la planta de cannabis son extraídos para múltiples fines. La extracción ultrasónica es un método fiable para obtener extractos de cannabis para
- producción médica/farmacéutica
- productos de cannabis para usos recreativos
- producción nutracéutica y alimentaria
- antes del tratamiento posterior, por ejemplo, nanoemulsificación
- pruebas de potencia de drogas
- análisis químicos/forenses
Extractores por ultrasonidos – A pequeña y gran escala
Hielscher Ultrasonics es su socio para equipos de extracción por ultrasonidos de alto rendimiento. Tanto si desea producir lotes más pequeños de extractos de CBD de alta calidad para su marca boutique como procesar grandes cantidades de cáñamo o marihuana a escala industrial. – Hielscher Ultrasonics tiene el equipo de extracción por ultrasonidos ideal para usted.
La escalabilidad lineal y el control preciso del proceso permiten obtener resultados fiables a cualquier nivel. Más información sobre la ampliación de los procesos de extracción por ultrasonidos.
Te ayudamos: nuestra consultoría & Servicio de optimización de procesos
Hielscher Ultrasonics goza de una larga experiencia en el procesamiento por ultrasonidos y de una profunda comprensión de los procesos de extracción ultrasónica. Le ayudaremos recomendándole el ultrasonicador más adecuado para su proceso y enseñándole cómo utilizar nuestros dispositivos de la forma más eficiente. Nuestros ingenieros pueden instalar nuestros equipos en todo el mundo.
En nuestro laboratorio de procesos ultrasónicos totalmente equipado, que se encuentra en Alemania, nuestro equipo de ingenieros y químicos será capaz de desarrollar y optimizar su proceso para usted o con usted juntos.
- Breve tiempo de extracción
- Elevada tasa de extracción
- Extracción más completa
- Tratamiento suave y no térmico
- Fácil integración y manejo seguro
- Sin productos químicos peligrosos/tóxicos, sin impurezas
- Bajo coste
- Eficiencia energética
- Extracción verde: respetuoso con el medio ambiente
¿Qué es la extracción ultrasónica de cannabis?
La extracción ultrasónica del cannabis es un método de extracción que utiliza ultrasonidos de alta potencia para liberar cannabinoides, terpenos y otros compuestos bioactivos del material vegetal del cannabis o el cáñamo. La cavitación ultrasónica genera intensas fuerzas de cizallamiento en el líquido, lo que rompe las células vegetales y mejora la transferencia de masa entre el material vegetal y el disolvente.
¿Cómo mejora la ecografía la extracción de cannabinoides?
El ultrasonido mejora 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 su eficiencia en comparación con métodos pasivos más lentos, como la maceración.
¿Qué cannabinoides se pueden extraer mediante extracción ultrasónica?
La extracción por ultrasonidos se puede utilizar para extraer cannabinoides como el CBD, el THC, el THCA, el CBDA, el 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 del procesamiento posterior.
¿La extracción por ultrasonidos permite conservar los terpenos?
Sí, la extracción por ultrasonidos puede realizarse a temperaturas bajas y controladas, lo que resulta útil a la hora de 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 se pueden utilizar para la extracción ultrasónica de cannabis?
La extracción ultrasónica de cannabis es compatible con muchos disolventes habituales, como el etanol, las mezclas de agua y etanol, los aceites comestibles (como el aceite de oliva o el de coco) y otros disolventes específicos para cada proceso. La elección del mejor disolvente depende del producto que se desee obtener, de los requisitos normativos, del procesamiento posterior y de los compuestos que se quieran obtener.
¿Es adecuada la extracción por ultrasonidos para la extracción de cannabis con etanol?
Sí, el etanol se utiliza habitualmente en la extracción ultrasónica de cannabis. La sonicación puede potenciar la extracción con etanol al mejorar el contacto entre el disolvente y el material vegetal, reducir el tiempo de extracción y favorecer unas condiciones de proceso reproducibles.
¿Se puede utilizar la extracción ultrasónica de cannabis con aceites portadores?
Sí, los cannabinoides se pueden extraer en aceites portadores, como el aceite de oliva o el aceite de coco. Esto puede resultar útil en formulaciones en las que el aceite se utiliza directamente como medio de extracción o como parte de la formulación del producto final.
¿La extracción ultrasónica de cannabis es un proceso térmico?
No. La extracción ultrasónica se considera un método de extracción suave y no térmico. Aunque sigue siendo necesario supervisar y controlar la temperatura del proceso, el efecto de la extracción es principalmente mecánico: cavitación, fuerzas de cizallamiento, ruptura de partículas y mejora de la transferencia de masa.
¿Cuánto tiempo dura la extracción ultrasónica de cannabis?
El tiempo de extracción depende del material vegetal, el tamaño de las partículas, el disolvente, la temperatura, la concentración de sólidos, la amplitud ultrasónica y la configuración del equipo. En muchas aplicaciones, la sonicación reduce considerablemente el tiempo de extracción en comparación con la maceración convencional.
¿Es posible ampliar la extracción ultrasónica de cannabis a la producción industrial?
Sí. La extracción por ultrasonidos puede adaptarse tanto a ensayos de laboratorio como a la producción piloto e industrial. Los ultrasonificadores de Hielscher están disponibles para ensayos con lotes pequeños, desarrollo de procesos y procesamiento continuo a gran escala.
¿Qué parámetros del proceso son los más importantes en la extracción ultrasónica de cannabis?
Entre los parámetros importantes se incluyen la amplitud ultrasónica, el tiempo de sonicación, la temperatura, la presión, el tipo de disolvente, la relación entre disolvente y biomasa, el tamaño de las partículas y las condiciones de mezcla o flujo. El control preciso de estos parámetros ayuda a conseguir una calidad de extracto reproducible.
¿Se puede incorporar la extracción por ultrasonidos a una línea de extracción de cannabis ya existente?
Sí. Los ultrasonificadores suelen poder integrarse en los sistemas de extracción existentes para mejorar la transferencia de masa, reducir el tiempo de procesamiento o aumentar la eficiencia de la extracción. El mejor concepto de integración depende del método de extracción actual, la gestión de los disolventes, el rendimiento y el espacio disponible para el proceso.
¿Qué ultrasonido de Hielscher es el adecuado para la extracción de cannabis?
La elección del ultrasonido adecuado depende del tamaño del lote requerido, el caudal, el disolvente, el material vegetal y el objetivo de producción. Las unidades más pequeñas son adecuadas para pruebas de viabilidad y el desarrollo de protocolos a escala de laboratorio, mientras que los ultrasonidos industriales de la serie UIP están diseñados para la extracción a escala piloto y de producción.
¿Cómo elijo el equipo de extracción por ultrasonidos adecuado?
Para elegir la configuración adecuada, defina el tipo de biomasa, los cannabinoides o terpenos deseados, el disolvente, el tamaño del lote o el caudal continuo, los límites de temperatura y las etapas de procesamiento posteriores. Hielscher le recomendará un procesador ultrasónico, un sonotrodo, un reactor y los parámetros de proceso en función de estos requisitos.
Información básica sobre la extracción ultrasónica
Los ultrasonidos son un método probado para extraer, con eficiencia y fiabilidad, compuestos activos, incluyendo sustancias medicinales/hierbas, aceites, proteínas y compuestos bioactivos (p. ej., flavonas, polifenoles, antocianinas, aromas) de plantas, hierbas, flores y semillas.
Durante la extracción ultrasónica, potentes ondas acústicas viajan por la mezcla de solvente y planta, produciendo cavitación acústica. La cavitación acústica se describe como la formación por ultrasonidos de burbujas que crecen e implosionan dentro de líquidos.
“Durante la cavitación, el colapso de las burbujas produce localmente un intenso calentamiento y altas presiones en intervalos de tiempo muy breves. En nubes de burbujas de cavitación, estos puntos calientes presentan temperaturas equivalentes de, aproximadamente, 5000 K, presiones cercanas a las 1000 atmósferas y tasas de calentamiento y enfriamiento alrededor de 1010 K/s. Dentro de una burbuja de cavitación individual, las condiciones pueden ser aún más extremas. La cavitación, por tanto, puede crear condiciones físicas y químicas extremas en líquidos que, normalmente, están a baja temperatura. Si se sonican líquidos que contienen sólidos, pueden suceder otros fenómenos relacionados. Cerca de una superficie sólida plana, el colapso cavitacional no es esférico, lo que produce la expulsión de chorros de líquido a alta velocidad contra la superficie sólida. Estos chorros y sus ondas de choque asociadas pueden causar importantes daños en la superficie y exponer superficies frescas subyacentes, muy calientes. Además, durante la sonicación de suspensiones de polvos en líquidos, se producen colisiones entre partículas a alta velocidad como resultado de la cavitación y las ondas de choque generadas. Las colisiones resultantes son capaces de modificar drásticamente la morfología superficial, la composición y la reactividad de las partículas.” [Suslick 2001: 2f.]
Estas intensas condiciones de cavitación acústica ejercen varios efectos sobre el material vegetal y su capacidad de extracción:
- superación de la selectividad de la membrana celular
- mayor transferencia de masa entre el interior celular y solvente circundante
- rotura de la célula
- liberación del material intracelular
Esto convierte a la sonicación en un método de extracción altamente eficaz. Debido a las intensas fuerzas mecánicas generadas, se pueden utilizar solventes verdes y suaves, como agua, etanol, etc.
La extracción por ultrasonidos reduce el tiempo de extracción y la cantidad de solvente. Esto significa que la extracción ultrasónica da como resultado una mayor tasa de extracción y unos extractos más saludables. Esto se debe a su funcionamiento a baja temperatura, que permite reducir las pérdidas causadas por el calor y la vaporización de sustancias con un bajo punto de ebullición y, además, mantener la viabilidad de las sustancias bioactivas.
Otra ventaja de la extracción ultrasónica radica tanto en su uso simple y seguro como en el preciso control sobre el proceso. Como método de extracción no térmico, la sonicación puede realizarse a baja temperatura, evitando así la degradación de sustancias sensibles al calor sensible o termolábiles.
Literatura/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.
Procesamiento por ultrasonidos: ¡Hielscher le ayudará desde la etapa de viabilidad y la optimización del proceso hasta la producción industrial!
SonoStation: Sistema móvil llave en mano para procesamiento por ultrasonidos – consistente en dispersores ultrasónicos, bomba, agitador y depósito