Kiire ja lihtne ultraheliga kanepi ekstraheerimine
Ekstraheerige kannabinoide, terpeene ja teisi väärtuslikke kanepiühendeid kiiremini Hielscheri ultraheli ekstraheerimissüsteemidega. Võimsusultraheli intensiivistab massiülekannet, murrab taimerakud lahti ja aitab aktiivühendeid tõhusalt vabastada teie valitud lahustisse – alates etanoolist ja toidurasvadest kuni spetsiaalsete ekstraheerimiskeskkondadeni.
Ultraheliga kanepi ekstraheerimise seadmed suuremate saakide ja kiirema töötlemise jaoks
Olenemata sellest, kas töötate välja laboriprotokolli, valideerite pilootprotsessi või skaleerite tööstuslikule tootmisele, annavad Hielscheri ultraheliseadmed teile täpse kontrolli amplituudi, temperatuuri, rõhu, viibeaja ja lahustitingimuste üle. See teeb ultraheliga ekstraheerimisest usaldusväärse valiku korratavate kanepi- ja kanepiekstraktide jaoks, millel on lühike töötlusaeg ja skaleeritav läbilaskevõime.
Miks töötlejad valivad Hielscheri ultraheliga ekstraheerimise:
- Kannabinoidide ja terpeenide kiirem ekstraheerimine
- Kõrge ekstraheerimise efektiivsus ja korratav tootekvaliteet
- Leebe, mittetermiline töötlus kuumustundlike ühendite jaoks
- Ühilduv levinud ekstraheerimislahustitega, sealhulgas etanooli ja kandeõlidega
- Lihtne skaleerimine laborikatsetelt täismahus tööstuslikule tootmisele
- Protsessi konsulteerimine, teostatavuskatsetused ja paigaldustugi Hielscheri inseneridelt
Öelge meile oma toormaterjal, lahusti, partii maht või vooluhulk ja soovitud ekstrakt. Soovitame teie rakenduse jaoks sobiva ultraheliseadistuse ja protsessiparameetrid.
Sonikaator UP400St kanepi ekstraheerimiseks
| Meetod | Väljakutsed ja probleemid | Ultraheliga ekstraheerimise eelised |
|---|---|---|
| Maseratsioon | Pikk töötlusaeg | Kiirem massiülekanne ja lühem ekstraheerimine |
| Soxhleti ekstraheerimine | Kuumuse mõju ja lahustivajadus | Leebem, madalama temperatuuriga ekstraheerimine |
| Ülekriitiline CO₂ | Kapitalikulu ja läbilaskevõime piirangud | Saab kombineerida või järelpaigaldada ekstraheerimise parandamiseks |
| Etanooliga ekstraheerimine | Saak, kiirus, terpeenide säilimine | Parem rakkude lõhkumine ja korratavad parameetrid |
Hielscheri ultraheliseadmed kanepi ekstraheerimiseks – teaduslikult tõestatud efektiivsus!
Itaalia Milano ülikooli (Universiy of Milan) teadlased Casiraghi ja kolleegid võrdlesid kolme kanepi ekstraheerimismeetodit: ultraheliekstraktsiooni, Soxhleti ekstraktsiooni ja leotamist (makeratsiooni).
Uuringu eesmärk oli uurida ultraheliekstraktsiooni tõhusust kannabinoidide ekstraheerimisel liigist Cannabis sativa ning võrrelda seda teiste ekstraheerimismeetoditega, nagu Soxhleti ekstraktsioon ja leotamine.
Teadlased kasutasid ekstraheerimisprotsessis Hielscheri ultraheliprotsessorit UP200Ht (vt pilti vasakul) ning leidsid, et ultraheliga toetatud ekstraheerimismeetod oli kannabinoidide ekstraheerimisel tõhusam kui kaks teist meetodit. Ultraheliekstraktsioon oli teiste meetoditega võrreldes ka kiirem, tõhusam ja vähem töömahukas.
Ekstraheerimisel kasutati lahustina oliiviõli. Taimne materjal lisati lahustile ja seda töödeldi ultrahelisonikaatoriga UP200Ht 10 minutit amplituudil 60%.
Pärast ultraheli töötlust ekstrakt filtreeriti ja lahusti aurustati alandatud rõhul, et saada kontsentreeritud ekstrakt. Seejärel analüüsiti ekstrakti kannabinoidide sisaldust kõrgefektiivse vedelikkromatograafia (HPLC) abil.
Kokkuvõttes näitasid selle uuringu tulemused, et kannabinoidide CBD ja THC ultraheliekstraktsioon oliiviõlis (oliveoil) on tõhus meetod kannabinoidide ekstraheerimiseks Cannabis sativa taimsest materjalist, saades suure saagise ja puhtuse.
Üks UP200Ht abil tehtava ultraheliekstraktsiooni eeliseid on see, et sellega on võimalik saada kannabinoide suuremas saagises lühema ajaga kui traditsiooniliste ekstraheerimismeetoditega. Teadlased märkisid ka, et ultraheliekstraktsioon oli teiste ekstraheerimismeetoditega võrreldes keskkonnasõbralikum meetod, kuna see vajab vähem lahustit ja energiat. Lisaks saab ultraheliekstraktsiooni hõlpsasti tööstuslikuks tootmiseks suuremasse mõõtkavasse viia, mistõttu on see paljutõotav meetod CBD ekstraktide suuremahuliseks tootmiseks.
Kokkuvõttes viitab uuring sellele, et UP200Ht abil tehtav ultraheliekstraktsioon on paljutõotav meetod kannabinoidide ekstraheerimiseks liigist Cannabis sativa meditsiinilisel otstarbel.
Ultraheliekstraktsioon on väga tõhus meetod kannabinoidide, näiteks CBD ja THC, ekstraheerimiseks. Lahustina kasutati oliiviõli, ultraheliekstraktsioon tehti seadmega UP200ST.
(pilt ja uuring: © Casiraghi et al., 2022)
Tööstuslik sonikaator UIP2000hdT koos segistiga tünnis suuremahuliseks kanepi ekstraheerimiseks
Ultraheli töötluse ja ekstraheerimise tingimused
Hielscheri ultraheliekstraktorid annavad teile täieliku kontrolli kõigi oluliste protsessiparameetrite üle, sealhulgas amplituudi, ultraheli töötluse aja, rõhu, temperatuuri, vooluhulga ja lahusti koostise üle. See võimaldab teil optimeerida ekstraheerimisprotsessi saagise, ekstrakti profiili, läbilaskevõime ja järgneva töötlemise nõuete järgi.
Kanepi ultraheli töötlus
Ultraheliga toetatud ekstraheerimine põhineb korduvatel kõrgsurve- ja madalsurvetsüklitel. Need vahelduvad kõrgsurve- ja madalsurvetsüklid, mida ultraheli töötlusel esineb 20 000 korda sekundis, tekitavad tugevaid nihkejõude ja vedelikujugasid. See äärmuslik koormus ületab membraani selektiivsuse, perforeerib ja lõhub rakuseina ning põhjustab suure massiülekande raku sisemuse ja ümbritseva lahusti vahel. Ultraheliekstraktsiooniga on võimalik saavutada suuremat saagist ja lühemat ekstraheerimisaega. Kuna ultraheliekstraktsioon on reprodutseeritav protsess, saab ekstraheerimistulemusi korrata standardiseeritud ekstrakti kvaliteedi saavutamiseks.
Hielscheri ultraheliekstraktorid annavad teile täieliku kontrolli oluliste ekstraheerimisparameetrite üle. Amplituudi, kestuse, rõhu ja vedeliku koostise kohandamisega saab ekstraheerimisprotsessi väljundit täpselt kontrollida ja reprodutseerida.
Kanepi ekstraheerimise lahustid
Ultraheli ekstraheerimine sobib kõigi levinud lahustitega, mis võimaldab kasutada teie valitud lahustit, näiteks vett, lahusteid ja õlisid (nt H2O, CO2, etanool, metanool, butaan, propaan, oliiviõli, kookosõli jne).
Levinud lahustid ja ekstraktsioonikeskkonnad on järgmised:
Suukaudsete toodete puhul eelistatakse sageli toiduainetööstuses kasutatavaid lahusteid ja kandeõlisid. Analüütiliseks testimiseks ja kvaliteedikontrolliks võib kasutada laborilahusteid. Tööstuslikuks kannabinoidide ekstraheerimiseks on levinud valikud etanoolil ja CO2-l põhinevad protsessid. Ultraheli töötlus (sonikeerimine) võib parandada massiülekannet paljudes nendest lahustisüsteemidest ning aitab seetõttu lühendada ekstraktsiooniaega, parandada ekstraktsiooni efektiivsust või toetada protsessi standardimist.
Ekstraktsioonitemperatuur
Paljude taimsete ainete ekstraktsiooniprotsesside puhul saavutatakse tõhus ultraheli ekstraheerimine protsessitemperatuuridel vahemikus 0°C kuni 60°C. Madalamad temperatuurid aitavad säilitada lenduvaid aroomiühendeid ja temperatuurtundlikke koostisosi, samas kui mõõdukad temperatuurid võivad parandada lahustuvust ja ekstraktsiooni kiirust. Ideaalne temperatuur sõltub lahustist, biomassist, sihtühenditest ja lõpptoote spetsifikatsioonidest.
Hielscheri ultraheli süsteeme saab integreerida jahutusmantlite, soojusvahetite ja temperatuuriregulatsiooniga reaktoritega, et hoida ekstraktsiooniprotsess soovitud temperatuurivahemikus.
Kombineeritud ekstraktsioonimeetodid – sünergiad
Ultraheli seadme (sonikaatori) järelpaigaldamine olemasolevasse kannabise ekstraktsioonitehasesse võib aidata parandada ekstraktsiooni jõudlust, suurendada läbilaskevõimet, lühendada ekstraktsiooniaega või muuta protsessi paremini reprodutseeritavaks.
Ultraheli ekstraheerimist saab hõlpsasti kombineerida rõhu, kuumuse, ülekriitiliste ekstraktsioonitingimuste või Soxhleti ekstraktoriga, et parandada tulemusi ja/või kohandada ekstraktsiooniseadistust konkreetsetele nõuetele. Ultraheli seadme järelpaigaldamine olemasolevasse kannabise ekstraktsioonitehasesse pakub erilist huvi siis, kui olemasolev ekstraktsioonimeetod ei toimi soovitud jõudluse ja väljundiga.
Juba olemasolevaid ekstraktsiooniseadmeid saab hõlpsasti uuendada, lisades ultraheli ekstraktori. Aitame hea meelega protsessi hindamise, seadmete valiku, paigalduskontseptsioonide ja olemasolevatesse tootmisliinidesse integreerimisega.
Lugege lähemalt ultraheliga täiustatud ülekriitilise CO2 ekstraheerimise kohta!
Ultraheli kannabise ekstraheerimise rakendusvaldkonnad
Täpne protsessijuhtimine ja lineaarne skaleeritavus võimaldavad ekstraktsiooniparameetreid üle kanda laborikatsetelt pilootmahus tootmisele ja täismahus valmistamisele. See võimaldab töötlejatel välja töötada usaldusväärse ekstraktsioonimeetodi, valideerida seda väiksemas mahus ja skaleerida seda enesekindlalt.
Kannabinoide, terpeene ja muid kannabisetaime toimeaineid ekstraheeritakse mitmesugustel eesmärkidel. Ultraheli ekstraheerimine on usaldusväärne meetod kannabiseetaime ekstraktide saamiseks järgmistel eesmärkidel:
- meditsiiniline/ farmatseutiline tootmine
- meelelahutuslikud kannabisetooted
- toidulisandite ja toiduainete tootmine
- enne järgnevat töötlemist, nt nanoemulgeerimine
- ravimite tugevuse testimine
- kohtuekspertiisi-/keemiline analüüs
Ultraheli ekstraktorid – väikeseks ja suureks mastaabiks
Hielscher Ultrasonics on teie partner suure jõudlusega ultraheli ekstraktsiooniseadmete valikul. Olenemata sellest, kas soovite toota väiksemaid partiisid kvaliteetseid CBD ekstrakte oma butiikbrändi jaoks või töödelda suuri koguseid kanepit või marihuaanat tööstuslikus mastaabis – Hielscher Ultrasonicsil on teile ideaalne ultraheli ekstraktsiooniseade!
Lineaarne skaleeritavus ja täpne protsessijuhtimine võimaldavad usaldusväärseid tulemusi igal tasemel. Lugege lähemalt ultraheli ekstraheerimisprotsesside skaleerimise kohta!
Aitame teid: meie konsultatsiooni- ja protsessi optimeerimisteenus
Hielscher Ultrasonics omab pikaajalist kogemust ultraheli töötlusega ja sügavat arusaama ultraheliekstraktsiooni protsessidest. Aitame teid soovitustega teie protsessi jaoks kõige sobivama ultraheli homogenisaatori (sonikaatori) valikul ning õpetame, kuidas meie seadmeid kõige tõhusamalt kasutada. Meie insenerid on paigaldusteenuse jaoks kättesaadavad kogu maailmas.
Meie täielikult varustatud ultraheliprotsesside laboris Saksamaal suudab meie protsessiinseneride ja keemikute meeskond teie protsessi välja töötada ja optimeerida teie eest või koos teiega.
- lühike ekstraktsiooniaeg
- kõrge ekstraktsioonimäär
- täielikum ekstraktsioon
- õrn, mittetermiline töötlus
- lihtne integreerimine ja ohutu kasutamine
- ei mingeid ohtlikke / mürgiseid kemikaale, ei mingeid lisandeid
- madal hind
- energiasäästlik
- roheline ekstraktsioon: keskkonnasõbralik
Mis on cannabise ultraheliekstraktsioon?
Cannabise ultraheliekstraktsioon on ekstraktsioonimeetod, mis kasutab suure võimsusega ultraheli kannabinoidide, terpeenide ja muude bioaktiivsete ühendite vabastamiseks kanepi- või hampitaimsest materjalist. Ultraheli kavitatsioon tekitab vedelikus tugevad nihkejõud, mis lõhuvad taimerakke ja parandavad massiülekannet taimse materjali ja lahusti vahel.
Kuidas ultraheli parandab kannabinoidide ekstraktsiooni?
Ultraheli parandab kannabinoidide ekstraktsiooni, lõhkudes rakuseinu, suurendades lahusti tungimist ja kiirendades ühendite vabanemist taimsest maatriksist. See võib lühendada ekstraktsiooniaega ja parandada ekstraktsiooni efektiivsust võrreldes aeglaste passiivsete meetoditega, nagu maseratsioon.
Milliseid kannabinoide saab ultraheliekstraktsiooniga ekstraheerida?
Ultraheliekstraktsiooni saab kasutada kannabinoidide, nagu CBD, THC, THCA, CBDA, CBG, ja muude cannabise või hampi biomassis sisalduvate ühendite ekstraheerimiseks. Lõplik kannabinoidide profiil sõltub taimsest materjalist, lahustist, temperatuurist, ekstraktsiooniajast ja järgnevatest töötlustingimustest.
Kas ultraheliekstraktsioon säilitab terpeene?
Jah, ultraheliekstraktsiooni saab läbi viia madalatel ja kontrollitud temperatuuridel, mis on kasulik kuumustundlike ühendite, näiteks terpeenide töötlemisel. Temperatuuri kontroll, lühikesed ekstraktsiooniajad ja sobiv lahusti valik aitavad kaitsta ekstrakti lenduvaid ja tundlikke komponente.
Milliseid lahusteid saab cannabise ultraheliekstraktsiooniks kasutada?
Cannabise ultraheliekstraktsioon sobib kokku paljude levinud ekstraktsioonikeskkondadega, sealhulgas etanooli, vee-etanooli segude, toiduõlide (nt oliiviõli või kookosõli) ja muude protsessispetsiifiliste lahustitega. Parim lahusti sõltub kavandatud tootest, regulatiivsetest nõuetest, järgnevast töötlusest ja sihtühenditest.
Kas ultraheliekstraktsioon sobib cannabise etanoolekstraktsiooniks?
Jah, etanooli kasutatakse cannabise ultraheliekstraktsioonis sageli. Ultraheli töötlus (sonikeerimine) võib etanoolekstraktsiooni intensiivistada, parandades lahusti ja taimse materjali kontakti, lühendades ekstraktsiooniaega ja toetades reprodutseeritavaid protsessitingimusi.
Kas cannabise ultraheliekstraktsiooni saab kasutada kandeõlidega?
Jah, kannabinoide saab ekstraheerida kandeõlidesse, näiteks oliiviõli või kookosõli. See võib olla kasulik koostiste puhul, kus õli toimib otse ekstraktikeskkonnana või osana lõpptoote koostisest.
Kas cannabise ultraheliekstraktsioon on termiline protsess?
Ei. Ultraheliekstraktsiooni peetakse õrnaks, mittetermiliseks ekstraktsioonimeetodiks. Kuigi protsessi temperatuuri tuleb siiski jälgida ja kontrollida, on ekstraktsiooniefekt peamiselt mehaaniline: kavitatsioon, nihkejõud, osakeste lõhkumine ja parem massiülekanne.
Kui kaua cannabise ultraheliekstraktsioon aega võtab?
Ekstraktsiooniaeg sõltub taimsest materjalist, osakeste suurusest, lahustist, temperatuurist, tahkete osakeste kontsentratsioonist, ultraheli amplituudist ja seadmete konfiguratsioonist. Paljudes rakendustes vähendab ultraheli töötlus (sonikeerimine) ekstraktsiooniaega märkimisväärselt võrreldes tavapärase maseratsiooniga.
Kas ultraheliga kanepi ekstraheerimist saab skaleerida tööstuslikule tootmisele?
Jah. Ultraheliekstraheerimist saab skaleerida laborikatsetelt pilootmahtudele ja tööstuslikule tootmisele. Hielscheri ultraheliseadmed (sonikaatorid) on saadaval väikeste partiikatsete, protsessi arendamise ja suuremahulise pideva töötluse jaoks.
Millised protsessiparameetrid on ultraheliga kanepi ekstraheerimisel kõige olulisemad?
Olulised parameetrid on ultraheli amplituud, ultraheli töötluse (sonikeerimise) aeg, temperatuur, rõhk, lahusti tüüp, lahusti ja biomassi suhe, osakeste suurus ning segamis- või voolutingimused. Nende parameetrite täpne kontroll aitab saavutada reprodutseeritava ekstrakti kvaliteedi.
Kas ultraheliekstraheerimist saab lisada olemasolevale kanepi ekstraheerimisliinile?
Jah. Ultraheliseadmeid (sonikaatoreid) saab sageli integreerida olemasolevatesse ekstraheerimissüsteemidesse, et parandada massiülekannet, lühendada töötlusaega või tõsta ekstraheerimise efektiivsust. Parim integreerimiskontseptsioon sõltub praegusest ekstraheerimismeetodist, lahusti käsitsemisest, läbilaskevõimest ja kasutada olevast protsessiruumist.
Milline Hielscheri ultraheliseade (sonikaator) sobib kanepi ekstraheerimiseks?
Sobiv ultraheliseade (sonikaator) sõltub vajalikust partii suurusest, vooluhulgast, lahustist, taimsest materjalist ja tootmiseesmärgist. Väiksemad seadmed sobivad teostatavuskatseteks ja laboriskaala protokolli arendamiseks, tööstuslikud seeria UIP ultraheliseadmed (sonikaatorid) on aga mõeldud pilootskaala ja tootmisskaala ekstraheerimiseks.
Kuidas valida sobiv ultraheliekstraheerimise seadistus?
Sobiva seadistuse valimiseks määrake oma biomassi tüüp, sihtkannabinoidid või terpeenid, lahusti, partii suurus või pidev vooluhulk, temperatuuripiirangud ja järgnevad töötlusetapid. Hielscher soovitab nende nõuete põhjal ultraheliprotsessorit, sonotroodi, reaktorit ja protsessiparameetreid.
Põhiteave ultraheliekstraheerimise kohta
Võimsusultraheli on tõestatud meetod toimeainete, sealhulgas ravimtaimede/ravimühendite, õli, valkude ja bioaktiivsete ainete (nt flavoonid, polüfenoolid, antotsüaniin, aroomiained) tõhusaks ja usaldusväärseks ekstraheerimiseks taimsest materjalist, ürtidest, õitest ja seemnetest.
Ultraheliekstraheerimisel suunatakse võimsad ultraheli lained taim-lahusti segusse, nii et tekib akustiline kavitatsioon. Akustilist kavitatsiooni kirjeldatakse kui ultraheli põhjustatud mullide teket, kasvu ja implosiivset kollapsit vedelikes.
“Kavitatsiooni ajal tekitab mullide kollaps intensiivset lokaalset kuumenemist ja kõrgeid rõhke väga lühikese elueaga. Kavitatsioonimullide pilvedes vastavad need kuumad kohad ligikaudu 5000 K temperatuurile, umbes 1000 atmosfääri rõhule ning kuumenemis- ja jahtumiskiirustele üle 1010 K/s. Üksikmulli kavitatsioonis võivad tingimused olla veelgi äärmuslikumad. Kavitatsioon võib seega tekitada äärmuslikke füüsikalisi ja keemilisi tingimusi muidu külmades vedelikes. Kui tahkiseid sisaldavaid vedelikke kiiritatakse ultraheliga, võivad tekkida seotud nähtused. Laiendatud tahke pinna lähedal muutub õõnsuse kollaps mittesfääriliseks, mis suunab kiired vedelikujoad tahke pinna vastu. Need joad ja nendega seotud lööklained võivad põhjustada olulist pinnakahjustust ning paljastada värskeid, tugevalt kuumenenud pindu. Lisaks tekivad vedeliku-pulbri suspensioonide ultraheliga kiiritamisel kavitatsiooni ja selle poolt sellistes suspensioonides tekitatud lööklainete tõttu suure kiirusega osakestevahelised kokkupõrked. Tekkinud kokkupõrked suudavad esile kutsuda drastilisi muutusi pinna morfoloogias, koostises ja reaktsioonivõimes.” [Suslick 2001: 2f.]
Ultraheli kavitatsiooni need intensiivsed tingimused avaldavad taimsele materjalile ja selle ekstraheeritavusele mitmeid mõjusid:
- rakumembraani selektiivsuse ületamine
- suurenenud massiülekanne raku sisemuse ja ümbritseva lahusti vahel
- rakkude purunemine
- rakusisese materjali vabanemine
See muudab ultraheli töötluse (sonikeerimise) väga tõhusaks ekstraheerimismeetodiks. Intensiivsete mehaaniliste jõudude tõttu saab sageli kasutada keskkonnahoidlikke ja õrnatoimelisi lahusteid, nagu vesi, etanool jne.
Ultraheliekstraktsioon lühendab ekstraheerimisaega ning võimaldab kasutada väiksemat ja/või õrnatoimelisemat lahustikogust. See tähendab, et ultraheliekstraktsioon annab suurema ekstraktsioonimäära ja toodab tervislikumaid ekstrakte. Selle põhjuseks on töötamine madalal temperatuuril, mis vähendab temperatuuriteguritest tingitud soojuskadu, väldib madala keemispunktiga ainete aurustumist ning säilitab bioloogiliselt aktiivsed ained.
Ultraheliekstraktsiooni teine eelis seisneb selle lihtsas ja ohutus kasutuses ning täpselt juhitavas rakendamises. Mittetermilise ekstraheerimismeetodina saab ultraheli töötlust (sonikeerimist) teostada madalatel temperatuuridel, nii et kuumustundlike, termolabiilsete ainete lagunemist välditakse.
Kirjandus/viited
- 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.
SonoStation: mobiilne võtmed-kätte süsteem ultraheli töötluseks – koosneb ultraheli dispergeerijatest, pumbast, segistist ja mahutist

