Väga tõhus kannabidiooli (CBD) ekstraheerimine kanepist
Hielscheri ultraheli ekstraktorid on kaasaegseim tehnika, kui on vaja usaldusväärselt ja tõhusalt ekstraheerida kanepi- ja CBD-õlisid. Ultraheli töötlus on hästi tuntud kui väga võimas ekstraheerimismeetod väärtuslike ühendite vabastamiseks taimsest materjalist. Võrreldes teiste ekstraheerimismeetoditega, nagu ülekriitiline CO2 ekstraheerimine, ületab ultraheli tehnika neid tõhususe, lihtsa kasutuse ja mitmekülgsuse poolest.
Ultraheli ekstraheerimine
Ultraheli ekstraheerimine on hästi tuntud ja pikka aega väljakujunenud protsess väärtuslike ühendite ekstraheerimiseks taimsest materjalist. Seetõttu on ultraheli töötlus (sonikeerimine) ideaalne meetod kvaliteetsete CBD-õlide valmistamiseks. Täpselt reguleeritava ultraheli kavitatsiooni abil perforeeritakse taimerakud ja solvent surutakse rakku, kus see neelab rakusiseseid ühendeid, nagu kannabinoidid, terpeenid, flavonoidid jne.
Ultraheli töötluse suur eelis on temperatuurivahemik, milles ekstraheerimist saab läbi viia. Ultraheli ekstraheerimist saab teha alates kuumast/soojast etanoolist kuni krüogeense etanoolini (-70°C). See võimaldab soovitud ühendeid sihipäraselt isoleerida. Sonikeerimine krüogeenses etanoolis annab peamiselt kannabinoide ja terpeene, samas kui sooja/kuuma etanooliga ekstraheerimise tulemuseks on fütokemikaalide ühendite lai valik (nt aldehüüdid, estrid, etüülid, ketoonid). Täisspektriekstraktid sisaldavad paljusid kannabinoide, terpeene ja muid fütokemikaale. Saatjaefekti (entourage effect) kohaselt avaldavad fütokemikaalid (nt kannabinoidid) sünergilist toimet ja toimivad seetõttu paremini koos teiste taimsete kemikaalidega. See tähendab, et CBD-õli, mis sisaldab CBD-d ning muid kannabinoide, terpeene ja fütokemikaale, avaldab oluliselt suuremat terapeutilist mõju kui ainult CBD-d sisaldav CBD-õli. Klorofülli ekstraheerimist aga välditakse, sest see annab ekstraktile ebameeldiva maitse.
Samm-sammult
- Ultraheli ekstraheerimine: Ultraheli ekstraheerimist saab hõlpsasti teha partiirežiimis või pidevas läbivoolurežiimis – olenevalt teie protsessi mahust. Ekstraheerimisprotsess on väga kiire ja annab suure koguse aktiivseid ühendeid.
- Filtreerimine: Filtreerige taime ja vedeliku segu läbi paberfiltri või filtrikoti, et eraldada tahked taimeosad vedelikust.
- Aurustamine: CBD-õli eraldamiseks solvendist kasutatakse tavaliselt rotaatoraurustit. Solventi, nt etanooli, saab uuesti kinni püüda ja taaskasutada.
- Nanoemulgeerimine: Ultraheli töötlusega saab puhastatud CBD-õli töödelda stabiilseks nanoemulsiooniks, mis pakub suurepärast biosaadavust.
Laadige siit alla oma üksikasjalik samm-sammuline juhend!
Kõrge ekstraheerimise saagis
Hielscheri ultraheli ekstraktoreid saab täpselt häälestada optimaalsetele ekstraheerimistingimustele – ekstraheerides teie toorainest (kanepilehed, õisikud, varred jne) suurima koguse ja kvaliteedi. Ultraheli intensiivsus on otsustava tähtsusega, kui ekstraheeritakse taimseid ühendeid, näiteks kvaliteetset CBD-õli kanepist. Meie ultrahelitöötlusseadmed UP400St, UIP500hdt, UIP1000hdt ja UIP2000hdt on varustatud täpse amplituudi reguleerimise, temperatuurianduri ja ajaregulatsiooniga, et saaksite töötada optimaalsetes tingimustes. Värviline puuteekraan ja brauseripõhine juhtimine muudavad kasutamise ja jälgimise lihtsaks ning usaldusväärseks.
120L ultraheli partii-CBD-ekstraheerimine kanepist seadmega UIP2000hdT ja segistiga
UP400St kannabinoidide ekstraheerimiseks kanepist
Solvendid ultraheli ekstraheerimiseks
Etanooli kasutatakse laialdaselt lahustina kannabinoidide ekstraheerimiseks. Hielscheri sonikaatorid laiendavad lahustite valikut oluliselt: vee-etanooli segu, krüogeenne etanool, etanool, kõrgegraadiline alkohol (over-proof), glütseriin jne.
Etanool on väga populaarne lahusti, kuna see lahustab nii polaarseid (hüdrofiilseid) kui ka mittepolaarseid (hüdrofoobseid/lipofiilseid) aineid. Ultraheliekstraktsioonil võib kasutada ka etanooli/vee segusid erinevates vahekordades. Etanooli/vee eelised on väiksemad kulud (vähema etanooli tõttu) ja suurem ohutus, kuna segu on vähem tuleohtlik. Ultraheliekstraktsioon krüogeense etanooliga (ca -70°C) annab väga kõrge saagise ja kvaliteedi.
Lihtne ja ohutu kasutamine
Meie ultraheliseadmed on kavandatud optimaalse kasutajasõbralikkusega, mis tähendab, et meie ultraheliekstraktorite kasutamine on lihtne ja ohutu. Aitame mehea meelega oma kliente seadistamisel ning anname soovitusi ultraheliseadistuste ja parameetrite kohta. Pakume teile sobivaimat seadet – nii partiitöötluseks kui ka läbivoolutöötluseks (inline).
Eelised võrreldes CO2 ekstraheerimisega
Ülekriitilised CO2 ekstraktorid on soetamiseks ja kasutamiseks kallid. CO2 ekstraheerimise kasutamine on keeruline ja nõuab eksperti, kes teab, millised rõhud ja temperatuurid sobivad soovitud kannabinoidide ja terpeenide saamiseks. Kõrged rõhud ja kõrged temperatuurid suurendavad kulusid tavapärase vedelikekstraktsiooniga võrreldes oluliselt. Seevastu ultraheliekstraktsioon on odav nii ostmiseks kui ka kasutamiseks ning annab suure koguse ekstrakti, mis saadakse mõne minutiga. Kuna ultraheli töötlus (sonikeerimine) toimub ümbritseva (või veidi tõstetud) rõhu ja madalate temperatuuride juures, on ultraheliekstraktsiooni lihtne ja ohutu kasutada. Hielscheri sonikaatoreid tunnustatakse ja eelistatakse nende kõrge ekstraktsioonikiiruse, ühilduvuse mitmesuguste lahustitega, lihtsa kasutamise ja lineaarse skaleeritavuse tõttu.
Nanoemulsioonid
CBD kõrge biosaadavuse ja parimate toimete saavutamiseks tuleks CBD-õli tilgad manustada nanovormis.
Hielscheri sonikaatorite võlu seisneb nende mitmekülgses kasutuses: meie ultraheli süsteeme saab kasutada kannabise ekstraheerimiseks JA nanoemulsioonide tootmiseks. Teil tuleb osta vaid üks seade, et ekstraheerida kannabisest CBD ning seejärel töödelda CBD-õli stabiilseks, kõrge biosaadavusega nanoemulsiooniks.
Klõpsake siin, et lugeda lähemalt CBD ultraheli nanoemulgeerimise kohta!
Suure võimsusega ultraheli süsteemid laborist pilootmastaabini ja tööstusliku mastaabini.
Suure jõudlusega ultraheliekstraktorid
Hielscher Ultrasonics tarnib ultraheliekstraktsiooniseadmeid kannabise ekstraheerimiseks ja nanoformulatsioonide emulgeerimiseks.
Lisaks täpsele juhitavusele ja kasutajasõbralikkusele on kõik meie ultraheliseadmed ehitatud 24/7 tööks. Meie süsteemid suudavad pakkuda amplituude madalatest kuni väga kõrgeteni. Kannabinoidide ja terpeenide ekstraheerimiseks pakume spetsiaalseid ultraheli sonotroode (tuntud ka kui ultraheli sondid või sarved), mis on optimeeritud kvaliteetsete toimeainete õrnaks isoleerimiseks. Kõiki meie süsteeme saab kasutada kannabinoidide ekstraheerimiseks ja sellele järgnevaks emulgeerimiseks.
Hielscheri ultraheliseadmete vastupidavus võimaldab 24/7 tööd suure koormuse all ja nõudlikes keskkondades.
Võtke meiega ühendust juba täna! Soovitame teile hea meelega sobivaima ultraheliseadistuse teie ekstraheerimisvajaduste jaoks!
- Kvaliteetsed ekstraktid
- Täielikum ekstraheerimine
- Kõrge ekstraktsioonikiirus
- Täisspektriga ekstrakt
- Mitmesuguste lahustite kasutamine
- Mittetoksiline
- Mittetermiline (külm) meetod
- Kiire ekstraheerimisprotsess
- Ohutu ja lihtne kasutada
- Lineaarne skaleeritavus
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.
- Brenneisen R. (2007): Chemistry and Analysis of Phytocannabinoids and Other Cannabis Constituents. In: ElSohly M.A. (eds) Marijuana and the Cannabinoids. Forensic Science and Medicine.
Tasub teada
Ultraheliekstraktsiooni eelised
Ultraheliekstraktsiooni aluseks on akustiline kavitatsioon. Kavitatsioon tekib suure võimsusega ultraheli toimel vedelikus ja seda iseloomustavad energiatihedad mehaanilised efektid, mis toimuvad nn kuumpunktides.
Ultraheliekstraktsioon – kavitatsiooniefektid
Kui võimsad ultrahelilained juhitakse vedelikku (nt botaanilisest materjalist ja lahustist koosnev suspensioon), liiguvad ultrahelilained läbi vedeliku ning tekitavad vahelduvaid kõrgsurve- ja madalsurvetsükleid. Madalsurvetsüklite ajal tekivad pisikesed vaakummullid (nn kavitatsioonimullid), mis kasvavad mitme survetsükli jooksul. Teatud suuruse juures, kui mullid ei suuda enam rohkem energiat neelata, implodeeruvad nad kõrgsurvetsükli ajal ägedalt. Mulli implosiooni iseloomustavad intensiivsed kavitatsioonijõud, sealhulgas mikroturbulentsid ja vedelikuvoolud kiirusega kuni 100m/s. Neid kavitatsioonist tingitud nihkeefekte nimetatakse ka sonomehaanilisteks efektideks. Bioaktiivsete molekulide ultraheliekstraktsioon on peamiselt põhjustatud sonomehaanilistest efektidest:
Ultraheli kavitatsiooni erakordsed tingimused perforeerivad ja/või lõhuvad rakuseinu ja -membraane ning võimaldavad lahusti sügavamat tungimist proovi. Ultraheliekstraktsioon saavutab seetõttu ühendite väga kiire isoleerimise – ületades tavapäraseid ekstraktsioonimeetodeid lühema protsessiaja, suurema saagise ja madalamate temperatuuride poolest. Õrna (sono)mehaanilise töötlusena hoiab ultraheliekstraktsioon ära bioaktiivsete ühendite termilise lagunemise ning ületab teisi tehnikaid, nagu tavapärane lahustiekstraktsioon, hüdrodestillatsioon või Soxhleti ekstraktsioon, mis teadaolevalt hävitavad kuumustundlikke molekule. Need eelised muudavad ultraheliekstraktsiooni eelistatud tehnikaks temperatuuritundlike aktiivsete ühendite vabastamiseks botaanilistest materjalidest.
Seetõttu on ultraheliekstraktsioon eelistatud tehnika bioaktiivsete molekulide, nagu polüfenoolide, terpeenide, eeterlike õlide ja kannabinoidide, ekstraheerimiseks taimsest materjalist.
Ultraheli kavitatsiooni erakordsed tingimused perforeerivad ja/või lõhuvad rakuseinu ja -membraane ning võimaldavad lahusti sügavamat tungimist proovi. Ultraheliekstraktsioon saavutab seetõttu ühendite väga kiire isoleerimise – ületades tavapäraseid ekstraktsioonimeetodeid lühema protsessiaja, suurema saagise ja madalamate temperatuuride poolest. Õrna mehaanilise töötlusena hoiab ultraheliekstraktsioon ära bioaktiivsete ühendite termilise lagunemise ning ületab teisi tehnikaid, nagu tavapärane lahustiekstraktsioon, hüdrodestillatsioon või Soxhleti ekstraktsioon, mis teadaolevalt hävitavad kuumustundlikke molekule. Need eelised muudavad ultraheliekstraktsiooni eelistatud tehnikaks temperatuuritundlike aktiivsete ühendite vabastamiseks botaanilistest materjalidest.
Ultraheliekstraktsioon taimerakkudest: mikroskoopiline ristlõige (TS) näitab toimemehhanismi ultraheliekstraktsiooni ajal rakkudest (suurendus 2000x) [allikas: Vilkhu et al. 2011]
Kannabinoidid
Kannabinoidid on looduslikult esinevad ühendid, mida leidub kanepitaimes Cannabis sativa. Kanepitaimes on üle 480 erineva ühendi. Kanep (nimetatakse ka marihuaanaks) on erakordselt võimas ravimtaim. Paljude terapeutiliselt aktiivsete ühendite seas nimetatakse 85 fütokemikaali kannabinoidideks (ja neid võidakse avastada veelgi). CBD ja THC (tetrahüdrokannabinool / Δ9-THC) on kõige tuntumad kannabinoidid. Kõige olulisem eristav tunnus on see, et CBD ei ole psühhotroopne, samas kui THC avaldab psühhoaktiivseid toimeid.
Kannabinoide tarvitatakse nii meelelahutuslikel kui ka meditsiinilistel põhjustel.
CBD farmakokineetilised andmed:
biosaadavus – suukaudne: 13–19%, sissehingatav: 11–45% (keskmine 31%)
eliminatsiooni poolväärtusaeg: 9 tundi
USA-s on CBD tooted, mis sisaldavad vähem kui .03% THC-d ja on ekstraheeritud tööstuskanepi seemnetest või vartest, föderaalselt legaalsed ning neid saab seaduslikult osta kõigis osariikides, olenemata selle marihuaanaseadustest.
THC farmakokineetilised andmed:
biosaadavus – suukaudne: 6–20%, sissehingatav: 10–35%
eliminatsiooni poolväärtusaeg: 1,6–59 tundi, 25–36 tundi (suukaudselt manustatud dronabinool)
Nanoformulatsioonid
Nano-kannabinoidid on kanepiõlid, mis on vormistatud nanosuuruses õli-vees emulsiooniks. See tagab kõrge biosaadavuse (kiirem imendumine ja suurem tervisemõju) ning seetõttu saab neid manustada väiksemas annuses. Lisaks saab kanepi nanoemulsioone hõlpsasti segada meditsiinitoodetesse, jookidesse, toidutoodetesse ja kosmeetikatoodetesse (nt kreemid, losjoonid). Kuna nanoemulsioonid on sageli poolläbipaistvad, saab neid hõlpsasti teistesse toodetesse vormistada, mõjutamata nende välimust.
Kvaliteetse nanoemulsiooni saamiseks on tilgasuurus ja polüdisperssusindeks (PDI) olulised tegurid, mis mõjutavad nanoemulsiooni stabiilsust märkimisväärselt. Kõrge polüdisperssusindeks viitab suurte tilkade olemasolule, mis destabiliseerib emulsiooni koalestsentsi ja Ostwaldi küpsemise kaudu. Väike ja kitsas tilgasuuruse jaotus on seetõttu oluline stabiilsust ja (nano-/mikro-)emulsiooni pikemat säilivusaega toetav tegur.
Kanepi nanoemulsioonid: Kanepiõli või CBD nanoemulsioonide puhul segatakse kanepi-/CBD-õli kvaliteetsesse toiduklassi õlisse. Tüüpilised taimeõlid on MCT-õli, kookosõli, avokaadoõli, oliiviõli, linaseemneõli, magusmandliõli ja kreeka pähkli õli. Emulgaatoritena (pindaktiivne aine, märgamisaine, stabilisaator) on edukalt kasutatud polüsorbaat 80, letsitiini, quillaja saponiine, sojaletsitiini ja seebikoort. Reoloogia ja emulsiooni stabiilsuse parandamiseks võib lisaks lisada ksantaankummi, pektiini või vadakuvalku.
CO2 ekstraktsioon
CO2 ekstraktsiooni saab teha kahel viisil: ülikriitilise ja alakriitilise ekstraktsioonina. Kui CO2 kasutatakse lahustina, on sellel erinevad omadused, mis sõltuvad selle vedelikulisest olekust. Alakriitiline CO2 tähendab CO2 olekut temperatuuril 5–10°C (278,15–283,15K, 41–50°F) ja rõhul 800–1500psi (54,43–102,06atm, 5,51–10,24MPa). Sellel temperatuuril ja rõhul käitub CO2 nagu tihe vedelik. Kui temperatuuri- ja rõhutingimusi tõstetakse ning need ületavad kriitilise temperatuuri (304,25 K, 31,10°C, 87,98°F) ja kriitilise rõhu (72,9atm, 7,39MPa, 1 071psi), paisub CO2 mahutis nagu gaas, kuid vedeliku sarnase tihedusega. Seda tuntakse ülikriitilise süsinikdioksiidina (sCO2 või SC-CO2)).
Alakriitiline CO2 ekstraktsioon kasutab madalat temperatuuri ja madalat rõhku ning võtab seetõttu rohkem aega. Alakriitiline CO2 ekstraktsioon annab väiksema saagise ja võib mõned terpeenid ja õlid säilitada. Ülikriitilise CO2 ekstraktsiooni puhul rakendatakse kõrgemaid temperatuure ja kõrgemaid rõhke, mis võivad kahjustada terpeene ja muid fütokemikaale. Ülikriitilise CO2 ekstraktsioonide puhul on vajalik järeltöötlus – tuntud kui winterization (talvitamine) – soovimatute ühendite, näiteks lipiidide ja klorofülli eemaldamiseks. Talvitamise etapis külmutatakse toorekstrakt etanoolis, et eraldada puhtad kannabinoidid ja terpeenid muudest ekstraktsiooni käigus eraldunud kõrvalsaadustest.