Extracción ultrasónica de cannabis rápida y sencilla
- Para satisfacer la creciente demanda y proveer de cannabinoides de alta calidad, es preciso un método de extracción de cannabis eficiente y fiable. Está demostrado que la extracción por ultrasonidos acorta el tiempo de extracción e incrementa el rendimiento de forma significativa.
- Mediante la energía ultrasónica, la extracción de cannabis resulta más rápida, completo y eficiente. Además, la extracción ultrasónica es sencilla y fiable.
- Hielscher fabrica extractores ultrasónicos para el aislamiento de cannabinoides a escala de laboratorio o industrial.
Extracción de cannabinoides y terpenos por ultrasonidos
La extracción asistida por ultrasonidos es una técnica de extracción probada desde hace mucho tiempo y establecida industrialmente, que es conocida por los altos rendimientos del extracto, el procesamiento rápido y el funcionamiento sencillo. La sonicación aplica intensas fuerzas de cizallamiento y tensión al medio, rompiendo así las paredes celulares del material vegetal del cannabis. A partir de las células rotas, se liberan eficazmente grandes cantidades de compuestos bioactivos, como los cannabinoides, en un tiempo de extracción muy corto. Esto significa que el proceso de extracción de sustancias activas como cannabinoides y terpenos de la planta de cannabis puede incrementarse sustancialmente mediante ultrasonidos.
La extracción ultrasónica puede realizarse con una amplia variedad de disolventes. Dependiendo de su uso posterior, las sustancias activas del cannabis se extraen, por ejemplo, en butano, CO2, propano, etc., cuando los extractos se utilizan para inhalación. Para la preparación de extractos para la ingestión oral, se prefieren como disolventes el etanol, el ciclohexano, el isopropanol, el aceite de oliva, el aceite de coco, etc.
Hielscher Ultrasonics le ofrece el equipo de extracción adecuado – Tanto si necesita un extractor pequeño o mediano, un piloto o un sistema industrial, los ultrasonidos de Hielscher satisfacen sus necesidades.
Ultrasonidos UP400St con agitador para extracción de cannabis
- 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
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.
(cf. Casiraghi et al., 2022)
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.
(foto y estudio: © Casiraghi et al., 2022)
Sonicación y condiciones de extracción
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
Todos los disolventes comunes pueden utilizarse para su extracción por ultrasonidos. Dependiendo de si los extractos se producen para productos farmacéuticos orales o inhalados, análisis, control de calidad u otros fines, determinados disolventes son especialmente adecuados para fines específicos. La extracción por ultrasonidos permite utilizar diversos disolventes, como agua, disolventes y aceites (por ejemplo, H2O, CO2, etanol, metanol, butano, propano, aceite de oliva, aceite de coco, etc.).
Temperatura de extracción
Los mejores resultados para la extracción asistida por ultrasonidos de compuestos vegetales (p. ej., principios activos de hierbas y plantas medicinales) se consiguen realizando el proceso a una temperatura de entre 0-60°C. La extracción ultrasónica es un método no térmico y, por tanto, suave para evitar así la degradación de los compuestos activos extraídos.
Métodos de extracción combinada
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.
Los aparatos de extracción convencionales se pueden transformar fácilmente mediante la instalación de un extractor ultrasónico. Estaremos encantados de ayudarle con la instalación para integrar un ultrasonicador en sus equipos de su extracción.
Más información sobre la extracción de CO2 supercrítico mejorada por ultrasonidos.
Campos de aplicación de la extracción por ultrasonidos del Cannabis
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.
Nosotros le ayudamos: Nuestra consultoría de procesos & servicio
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.
Extracción por ultrasonidos de productos botánicos con el ultrasonicador UP400St
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.
- 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.
- Djenni, Zoubida; Pingret, Daniella; Mason, Timothy J.; Chemat, Farid (2012): Sono–Soxhlet: In Situ Ultrasound-Assisted Extraction of Food Products. Food Analytical Methods. 2012.
- Karami, Z.; Yousefi, G.; Alipour, M.; Emam Djomeh, Z.(2013): Modeling and Optimization of Ultrasonic Assisted Extraction (UAE) of Oil from Cannabis with RSM.
- Suslick, K.S. (2001): Sonoluminescence and Sonochemistry. Encyclopedia of Physical Science and Technology; R.A. Meyers (ed.): Academic Press, San Diego, 2001.
Información básica
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.
Procesamiento por ultrasonidos: ¡Hielscher le ayudará desde la etapa de viabilidad y la optimización del proceso hasta la producción industrial!