Kanepi ekstraheerimisseadmed – sonikeerimise eelis
Ultraheli ekstraheerimisseadmetel on palju eeliseid, mis teevad neist kanepi ja marihuaana parima ekstraheerimismeetodi. Kuigi bioaktiivsete ühendite, näiteks THC ja CBD, ekstraheerimist kanepist saab teha erinevate tehnikatega, pakub sonikeerimine arvukalt eeliseid. Tänu suurele saagisele, kvaliteetsetele ekstraktidele, kiirele protsessile, väikestele investeerimis- ja töökuludele ning ohutule ja kasutajasõbralikule käsitsemisele on ultraheli ekstraheerimine eelistatud meetod ekstraheerimisprotsessides nii väikeses kui ka tööstuslikus kanepiekstraktide tootmises.
Ultraheli kanepiekstraheerimise eelised
Sondtüüpi sonikaatorid on ekstraheerimisseadmete liik, mis kasutab ultrahelilaineid taimse materjali lagundamiseks ja soovitud ühendite ekstraheerimiseks. Selle meetodi on kanepi ekstraheerimisel tõestatud edestavat traditsioonilisi ekstraheerimismeetodeid mitmel põhjusel:
- Tõhusus: Ultraheli sondid suudavad taimsest materjalist ekstraheerida sihtühendeid suuremas osakaalus kui traditsioonilised ekstraheerimismeetodid, näiteks lahustiekstraktsioon või aurudestillatsioon. Põhjus on selles, et ultraheli sondid kasutavad taimse materjali lagundamiseks rakutasandil kõrgsageduslikke helilaineid, mis muudab soovitud ühendite ekstraheerimise lihtsamaks.
- Kiire ekstraheerimine: Ultraheli sondid suudavad sihtühendeid taimsest materjalist ekstraheerida mõne minutiga, samas kui traditsioonilised ekstraheerimismeetodid võivad võtta tunde või isegi päevi. See tähendab, et ultraheli sondid suudavad töödelda rohkem materjali lühema ajaga, mistõttu on tegemist tõhusama ekstraheerimismeetodiga.
- Täisspekter: Sondtüüpi sonikaatorid ekstraheerivad bioaktiivsete ühendite kogu spektri. See võimaldab ultraheli sondidega toota täisspektriga ekstrakte, mis on tuntud oma saatjaefekti (entourage-efekti) poolest; see võib olla oluline meditsiinilisel või teadusuuringute otstarbel.
- Ohutus: Ultraheli sonde peetakse traditsiooniliste meetoditega võrreldes ohutumaks ekstraheerimismeetodiks. Traditsioonilistes meetodites, näiteks lahustiekstraktsioonis, võidakse kasutada tuleohtlikke ja potentsiaalselt mürgiseid lahusteid, või kasutatakse ülekriitilise CO2 ekstraktoreid, mis töötavad kõrge rõhu all. Ultraheli sobib kasutamiseks mis tahes lahustiga, sealhulgas vee ja vesilahusliku etanooliga, mistõttu on see ohutum ja keskkonnasõbralikum ekstraheerimismeetod.
Lühidalt kokku võttes on kanepi ekstraheerimisel ultraheli sondidega mitu eelist traditsiooniliste ekstraheerimismeetodite ees, sealhulgas suurem tõhusus, kiirus, selektiivsus ja ohutus.
Ultraheli ekstraktor UIP2000hdT (2kW) täiesti looduslike, orgaaniliste kanepiekstraktide tööstuslikuks tootmiseks.
Sonikaatorid vs CO2 ekstraktor kanepi ekstraheerimisel
Ülekriitiline CO2 ekstraheerimine on kanepiekstraktide tootmise tavapärane meetod. Suurte kulude, ohutusprobleemide ja keeruka käsitsemise tõttu on sonikaatorid siiski asendanud arvukalt paigaldatud CO2 ekstraktoreid. Allpool on toodud eelised, millega sonikeerimine ületab ülekriitilist CO2 ekstraheerimist.
- Saagis: Ultraheli ekstraheerimise on tõestatud andvat soovitud ühendite suuremat saagist kui CO2 ekstraheerimine. Põhjus on selles, et ultraheli ekstraheerimine suudab taimset materjali lagundada rakutasandil, mis võimaldab sihtühendeid tõhusamalt ekstraheerida.
- Kiirus: Ultraheli ekstraheerimise saab lõpule viia mõne minutiga, samas kui CO2 ekstraheerimine võib võtta mitu tundi. See tähendab, et ultraheli ekstraheerimine on kiirem meetod ning suudab lühema ajaga töödelda suuremaid materjalikoguseid.
- Selektiivsus: Ultraheli ekstraheerimine annab laia spektriga ekstrakte, mis sisaldavad laia valikut bioaktiivseid ühendeid. Laia spektriga ekstrakte hinnatakse nende nn saatjaefekti (entourage-efekti) tõttu, mille puhul ained toetavad ja tugevdavad üksteise spetsiifilisi toimeid sünergiliselt. See muudab ultraheli ekstraheerimise suurepäraseks valikuks nii terapeutiliste ekstraktide kui ka teadusuuringute otstarbeks.
- Energiatõhusus: Ultraheli ekstraheerimine kasutab vähem energiat kui CO2 ekstraheerimine, mistõttu on see keskkonnasõbralikum valik.
- Seadmete maksumus: Ultraheli ekstraheerimisseadmed on üldiselt odavamad kui CO2 ekstraheerimisseadmed, mistõttu võivad need olla väiketootjatele ligipääsetavam valik.
- Ohutus: Ultraheli ekstraheerimist saab läbi viia ilma tuleohtlike või toksiliste lahustiteta. Kanepi ekstraheerimisel kasutatakse kõige sagedamini lahustitena vett või vesilahust etanooli. Seevastu CO2 ekstraheerimine nõuab CO2 kasutamist kõrge rõhu all. Nende kõrgete rõhkudega kaasneb CO2 lekke või seadme rikke oht ning sellega seotud kõrgrõhuohud. Seetõttu peetakse ultraheli ekstraheerimist ohutumaks meetodiks nii operaatoritele kui ka keskkonnale.
Kanepi ultraheli ekstraheerimine – ultraheli tööpõhimõte ekstraheerimisel
Ultraheliga ekstraheerimine põhineb akustilise kavitatsiooni põhimõttel. Suure võimsusega ultraheli rakendamine vedelikele ja suspensioonidele tekitab intensiivse kavitatsiooni ja nihkejõud. Lehtedest, õisikutest, õitest, vartest ja muudest taimeosadest koosnevas suspensioonis lõhutakse taimerakud ultraheli nihkejõudude toimel ning vabanevad bioaktiivsed ühendid, näiteks kannabidiool (CBD) ja tetrahüdrokannabinool (THC). Ultraheli ekstraheerimine on hästi tuntud kui väga tõhus ja usaldusväärne meetod bioaktiivsete taimsete ühendite eraldamiseks. Eriti kvaliteetsete kanepiõlide tootmisel on sonikeerimine veennud oma suure saagise (suurem ekstrakti kogus), suurepärase kvaliteedi (täisspekter) ja kiire töötlusaja tõttu. Ultraheli laineid kasutav töötlus on mehaaniline, mittetoksiline, ohutu ja keskkonnasõbralik.
120 L ultraheli partiiekstraheerimine kanepist seadmega UIP2000hdT ja segistiga
- Suurem saagis
- Kõrge kvaliteet
- Termilist lagunemist ei toimu
- Kiire ekstraheerimine
- Lihtne ja ohutu kasutus
- Roheline ekstraheerimine
Ülevaade – Hielscheri ultraheli ekstraktorite eelised
Tõhusus
- Suuremad saagised
- Kiire ekstraheerimisprotsess – mõne minutiga
- Kvaliteetsed ekstraktid – õrn, mittetermiline ekstraheerimine
- Rohelised lahustid (vesi, etanool, glütseriin, taimsed õlid jne)
Lihtsus
- Plug-and-play – seadistamine ja kasutuselevõtt mõne minutiga
- Suur läbilaskevõime – ekstraktide suuremahuliseks tootmiseks
- Partiipõhine või pidev in-line töö
- Lihtne paigaldus ja käivitamine
- Teisaldatav / liigutatav – kaasaskantavad seadmed või rataste peale ehitatud
- Lineaarne skaleerimine – võimsuse suurendamiseks lisage paralleelselt veel üks ultraheli süsteem
- Kaugseire ja juhtimine – arvuti, nutitelefoni või tahvelarvuti kaudu
- Protsessi järelevalvet ei vaja – seadistage ja käivitage
- Kõrge jõudlus – mõeldud pidevaks 24/7 tootmiseks
- Töökindlus ja vähene hooldusvajadus
- Kõrge kvaliteet – projekteeritud ja toodetud Saksamaal
- Kiire laadimine ja tühjendamine partiide vahel
- Lihtne puhastada
Ohutus
- Lihtne ja ohutu kasutada
- Lahustivaba või lahustipõhine ekstraheerimine (vesi, etanool, taimsed õlid, glütseriin jne)
- Kõrgeid rõhke ja temperatuure pole
- Saadaval on ATEX-sertifikaadiga plahvatuskindlad süsteemid
- Lihtne juhtida (ka kaugjuhtimise teel)
UP400St Botaaniliste materjalide, näiteks kanepi ultraheli ekstraheerimine 8 L partiis
Ultraheli seadmed kanepi ekstraheerimiseks
Hielscher Ultrasonic on teie usaldusväärne partner, kui vajate suure jõudlusega ultraheli ekstraheerimisseadmeid kanepi ja muude botaaniliste materjalide ekstraheerimiseks. Tänu lugematutele paigaldustele kogu maailmas on Hielscheri ultraheli ekstraktorid hästi tuntud oma kõrge ekstraheerimiskiiruse, töökindluse ja vastupidavuse poolest.
Alates väiksematest kompaktsetest laboriseadmetest, näiteks UP400St (400W), kuni maailma võimsaima seadmeni UIP16000hdT katab Hielscher ultraheli ekstraheerimisseadmete kogu valiku. See võimaldab meil soovitada teile teie protsessinõuetele kõige sobivamat ultraheli ekstraktorit.
Projekteerimine, tootmine ja nõustamine – Saksamaal valmistatud kvaliteet
Hielscheri ultrahelisonikaatorid on tuntud oma kõrgeima kvaliteedi ja disainistandardite poolest. Töökindlus ja lihtne kasutus võimaldavad meie ultrahelisonikaatorite sujuvat integreerimist tööstusrajatistesse. Hielscheri ultrahelisonikaatorid saavad hõlpsasti hakkama rasketes tingimustes ja nõudlikes keskkondades.
Hielscher Ultrasonics on ISO-sertifitseeritud ettevõte, mis pöörab erilist tähelepanu tipptehnoloogiat ja kasutajasõbralikkust pakkuvatele suure jõudlusega ultrahelisonikaatoritele. Loomulikult vastavad Hielscheri ultrahelisonikaatorid CE nõuetele ning UL-i, CSA ja RoHs nõuetele.
Alljärgnev tabel annab ülevaate meie ultrahelisonikaatorite ligikaudsest töötlemismahust:
| Partii maht | Vooluhulk | Soovitatavad seadmed |
|---|---|---|
| 1 kuni 500 mL | – | UP100H |
| 10 kuni 8000 mL | – | UP200Ht, UP400St |
| 0,5–150 L | 0,2 kuni 4 L/min | UIP2000hdT |
| 1 kuni 300 L | 2 kuni 10 L/min | UIP4000hdT |
| – | 10 kuni 100 L/min | UIP16000 |
| – | suurem | klaster: UIP16000 |
Teadmisi, mida tasub teada
Levinumate kanepi ekstraheerimismeetodite ülevaade ja võrdlus
Ultraheliekstraktsioon
Toode: Ultraheliekstraktsioon annab kvaliteetse täisspektriekstrakti. Toorekstrakti puhastatakse filtreerimise, destilleerimise ja/või winterization’i (külmsadestamise) abil.
Seadmete maksumus: alates ligikaudu US$5 000 kuni mitme US$100 000-ni, sõltuvalt võimsusest ja konfiguratsioonist
Seadistus: partii-/tünnitöötlusena või pidevas läbivoolurežiimis
Tehnilised oskused: lihtne ja ohutu käsitseda ja kasutada
Lahusti: kasutada saab igasuguseid lahusteid, näiteks vett, vee ja alkoholi segu, isopropüülalkoholi, heksaani, etanooli, metanooli, butaani, taimeõlisid (oliiviõli, kookosõli), glütseriini jne.
Sihtühendid: täisspekter (kõik saadaolevad kannabinoidid ja terpeenid)
Peamised eelised: kõrge saagis, lihtne kasutada, odav, lihtne skaleerimine tööstuslikuks tootmiseks
Lahustiekstraktsioon (alkohol, etanool)
Toode: tavaliselt toorekstrakt, mis vajab edasist puhastamist, näiteks winterization’i (külmsadestamist) või filtreerimist. Etanoolekstrakt puhastatakse tavaliselt pärast winterization’i ja filtreerimist edasi destilleerimisega.
Seadmete maksumus: vahemikus $5 000 kuni miljonid, sõltuvalt suurusest, võimalustest või automatiseerimisvõimalustest.
Tehnilised oskused: põhiteadmised keemiast / keskmine tase.
Sihtühendid: kõik saadaolevad kannabinoidid, saadud ekstrakt sisaldab vähe monoterpeene.
CO2 ekstraktsioon
Toode: toorekstrakt, mis vajab edasist puhastamist, näiteks winterization’i (külmsadestamist) või filtreerimist
Seadmete maksumus: vahemikus $100 000 kuni miljonid USD, sõltuvalt suurusest, võimalustest või automatiseerimisest
Tehnilised oskused: väljaõpe vedela CO2 käsitsemiseks (kõrgrõhusüsteem – ohutus)
Sihtühendid: kannabinoidid, mis sisaldavad vaid vähesel määral monoterpeene
Süsivesinikekstraktsioon
Toode: shatter, budder, vaha, HTFSE, HCFSE või toorekstrakt destilleerimiseks või destillaadile lisatavad terpeenid
Seadmete maksumus: $5 000 kuni $100 000, sõltuvalt suurusest ja võimalustest
Tehnilised oskused: väljaõpe keemias ja ohutuses (tuleohtlike vedelike, vedela butaani kasutamine)
Sihtühendid: kõik kannabinoidid
Ultraheli kasutamine ekstraheerimiseks
Kui suure võimsusega ultraheli rakendatakse vedelsüsteemidele (sealhulgas suspensioonidele ja viskoossetele pastadele), tekib akustiline kavitatsioon. Akustiline kavitatsioon kirjeldab kavitatsioonimullide tekkimise, kasvamise ja lõpuks implodeerumise nähtust. Ultrahelilainete levimise ajal vaakumimullid võnguvad, kasvavad ja kollabeeruvad hetkel, kui mull ei suuda enam energiat neelata. Mulli implosioon tekitab lokaalselt äärmuslikud tingimused: väga kõrged temperatuurid, rõhud, kuumenemis- ja jahtumiskiirused ning rõhuerinevused ja vedelikujoad. Äärmuslikud tingimused põhjustavad termilisi, mehaanilisi ja keemilisi mõjusid. Rakkude lõhkumine (desintegreerimine) ja bioaktiivsete ühendite vabanemine (= ekstraheerimine) on mehaaniline mõju, mis on väga tõhus ja efektiivne.
Akustiline kavitatsioon, mida tekitab suure intensiivsusega madalsageduslik ultraheli, tekitab tugevaid nihkejõudusid ning lokaalselt esinevaid kõrgeid rõhu- ja temperatuurierinevusi, mis annavad rakkude lõhkumiseks (desintegreerimiseks), intensiivseks segamiseks ja massiülekandeks vajaliku mõju. Neid ultraheli nihkejõude rakendatakse edukalt kanepi ekstraheerimisel.
Tänu oma suurepärasele ekstrakti saagisele, kõrgele ekstraheerimiskiirusele, protsessi kiirusele ning lihtsale ja ohutule kasutusele kasutatakse ultraheli ekstraheerimist edukalt mitmesuguste taimsete ühendite ekstraheerimiseks.
Võimsad ultraheli lained lõhuvad bioloogiliste struktuuride rakumaatriksi ja vabastavad bioaktiivsed ühendid. Massiülekanne taimse materjali ja lahusti vahel intensiivistub. Nende mehhanismide tõttu on ultraheli ekstraheerimine kanepi ekstraheerimisel väga tõhus.
Silmapaistvad näited ultraheli ekstraheerimisest on kanep (kannabinoidid ja kanepiõli marihuaanast ja kanepist), kurkumiin, pipar, safran, kohv, mõrukurk, oliiviõli, avokaadoõli, henna, ajurveda ürdid, ingver, tee, ja muud ravimtaimed.
Dekarboksüleerimine
Dekarboksüleerimine on oluline etapp kanepi peamiste bioaktiivsete ühendite, nagu Δ9-tetrahüdrokannabinool (Δ9-THC), kannabidiool (CBD) ja kannabigerool (CBG), tõhusaks tootmiseks. Dekarboksüleerimist, mida nimetatakse ka „aktiveerimiseks“ või „decarbing’uks“, rakendatakse eeltöötlusena, et suurendada THC (delta9-tetrahüdrokannabinool) sisaldust taimses materjalis. Keemiliselt on dekarboksüleerimine reaktsioon, mille käigus eemaldatakse karboksüülrühm (-COOH) ja vabaneb süsinikdioksiid (CO2). Kanepi taimse materjali THC sisalduse suurendamiseks rakendatakse dekarboksüleerimise protsessietappi. Dekarboksüleerimisega saab mittepsühhoaktiivse Δ9-tetrahüdrokannabinoolhappe (THCA) koguse muuta psühhoaktiivseks THC-ks. Δ9-tetrahüdrokannabinoolhape dekarboksüleerub kuumutamisel (ligikaudu 105°C / 220°F juures 30 min kuiva materjali puhul, kuni 90 min niiske taimse materjali puhul) ja muundub seejärel psühhoaktiivseks ühendiks Δ9-tetrahüdrokannabinool.
Sarnasel viisil saab CBD-A-rikast kanepi taimset materjali dekarboksüleerida kuumtöötlusega ja muuta see seeläbi CBD-ks. Taimse materjali winterisatsiooniks kuumutatakse kuivatatud hakitud taimset materjali ligikaudu 160°C / 320°F juures 30–60 min, et käivitada dekarboksüleerimine.
Kannabinoidide dekarboksüleerimistemperatuurid:
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
Järgnevad protsessid – filtreerimine ja destilleerimine
Pärast ultraheli ekstraheerimist tuleb kanepiosakesed vedelikust eraldada filtreerimisega. Seetõttu juhitakse kanepi suspensioon läbi filtri, näiteks võrgu (nt filtrisukk) või kasutades filterpressi. Saadud lahusti (nt etanool) ja kanepiekstrakti emalahus kontsentreeritakse seejärel etanooli eraldamise teel. Tüüpilised destilleerimismeetodid lahustite eemaldamiseks on rotatsioonaurustid või vaakumdestillatsioonisüsteemid.
Rotatsioonaurustit (kõnekeeles roto-vap) kasutatakse tavaliselt lahustite, näiteks etanooli, eraldamiseks kanepist, tootes nii rafineeritud kanepiõli. Reguleeritav temperatuur ja lihtne käsitsemine teevad rotatsioonaurusti kanepitööstuses domineerivaks destilleerimisseadmeks.
Vaakumdestillatsiooni kasutatakse enamasti CBD isoleerimiseks farmaatsia- ja meditsiinilisel otstarbel, kus on vaja eemaldada terpeene ja/või THC-d. Kuna terpeenidel, THC-l ja CBD-l on kõrged keemistemperatuurid (vahemikus 160–250°C / 310–482°F), nõuaks destilleerimine atmosfääritingimustes kõrgtemperatuurset töötlust, millega kaasneb kuumustundlike kannabinoidide termiline lagunemine. Lisaks käivitab kokkupuude hapnikuga oksüdatiivsed reaktsioonid, mis mõjutavad kannabinoidide kvaliteeti negatiivselt. Vaakumi rakendamisega keemistemperatuurid langevad. Samuti eemaldatakse vaakumi rakendamisel hapnik. Seega vähendab destilleerimine vaakumitingimustes ekstraktide termilist ja oksüdatiivset lagunemist.
Winterisatsioon
Talvitamine (winterization) on protsess, mille käigus eemaldatakse taimsed lipiidid, rasvad ja vahad alkoholipesuga, et eraldada kannabinoidid ja terpeenid soovimatutest ainetest, näiteks taimsetest vahadest, rasvadest ja klorofüllist. Talvitamiseks asetatakse ekstraheeritud kanepiõli etanooli ja jahutatakse temperatuurini alla -20°C / -6°F. Nendel madalatel temperatuuridel lipiidid, rasvad ja vahad sadenevad ning need on võimalik eemaldada.
Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid alates laboriskaalast kuni tööstusliku mastaabini.