Kannabiksen uuttolaitteet – ultraäänikäsittelyn edut
Ultraääniuuttoon käytettävillä laitteilla on monia etuja, jotka tekevät ultraääniuutosta ylivertaisen uuttomenetelmän hampulle ja marihuanalle. Vaikka bioaktiivisia yhdisteitä, kuten THC:tä ja CBD:tä, voidaan uuttaa kannabiksesta eri tekniikoilla, ultraäänikäsittely tarjoaa lukuisia etuja. Suurten saantojen, korkealaatuisten uutteiden, nopean prosessin, alhaisten investointi- ja käyttökustannusten sekä turvallisen ja käyttäjäystävällisen käytön ansiosta ultraääniuutto on ensisijainen menetelmä sekä pienimuotoisen että teollisen kannabisuutetuotannon uuttoprosesseissa.
Kannabiksen ultraääniuuton edut
Anturityyppiset ultraäänilaitteet ovat uuttolaitteita, jotka hajottavat kasvimateriaalia ja uuttavat haluttuja yhdisteitä ultraääniaaltojen avulla. Tämän menetelmän on osoitettu päihittävän perinteiset uuttomenetelmät kannabiksen uutossa useista syistä:
- Tehokkuus: Ultraääniantureilla voidaan uuttaa kasvimateriaalista suurempi osuus kohdeyhdisteistä kuin perinteisillä uuttomenetelmillä, kuten liuotinuutolla tai höyrytislauksella. Tämä johtuu siitä, että ultraäänianturit hajottavat kasvimateriaalia solutasolla korkeataajuisten ääniaaltojen avulla, mikä helpottaa haluttujen yhdisteiden uuttamista.
- Nopea uutto: Ultraääniantureilla voidaan uuttaa kohdeyhdisteitä kasvimateriaalista muutamassa minuutissa, kun taas perinteisillä uuttomenetelmillä siihen voi kulua tunteja tai jopa päiviä. Tämä tarkoittaa, että ultraääniantureilla voidaan käsitellä enemmän materiaalia lyhyemmässä ajassa, mikä tekee menetelmästä tehokkaamman.
- Täysi kirjo: Anturityyppiset ultraäänilaitteet uuttavat bioaktiivisten yhdisteiden koko kirjon. Näin ultraääniantureilla voidaan tuottaa täyden kirjon uutteita, jotka tunnetaan entourage-vaikutuksestaan eli yhdisteiden yhteisvaikutuksesta. Tämä voi olla tärkeää lääkinnällisissä tai tutkimuksellisissa käyttötarkoituksissa.
- Turvallisuus: Ultraääniantureita pidetään turvallisempana uuttomenetelmänä kuin perinteisiä menetelmiä, kuten liuotinuuttoa, jossa voidaan käyttää syttyviä ja mahdollisesti myrkyllisiä liuottimia, tai ylikriittisiä CO2-uuttolaitteita, joita käytetään korkeissa paineissa. Ultraääniuutto soveltuu kaikenlaisten liuottimien käyttöön, myös veden ja etanolin vesiliuosten, mikä tekee siitä turvallisemman ja ympäristöystävällisemmän uuttomenetelmän.
Lyhyesti sanottuna kannabiksen uutolla ultraäänianturien avulla on useita etuja perinteisiin uuttomenetelmiin verrattuna, kuten parempi tehokkuus, nopeus, selektiivisyys ja turvallisuus.
Ultraääniuuttolaite UIP2000hdT (2kW) täysin luonnollisten, luonnonmukaisten kannabisuutteiden teolliseen tuotantoon.
Ultraäänilaitteiden ja CO2-uuttolaitteen vertailu kannabiksen uutossa
Ylikriittinen CO2-uutto on perinteinen menetelmä kannabisuutteiden tuotantoon. Korkeiden kustannusten, turvallisuusongelmien ja monimutkaisen käytön vuoksi ultraäänilaitteet ovat kuitenkin korvanneet lukuisia asennettuja CO2-uuttolaitteita. Lue alta eduista, joiden ansiosta ultraäänikäsittely päihittää ylikriittisen CO2-uuton.
- Saanto: Ultraääniuuton on osoitettu tuottavan suurempia haluttujen yhdisteiden saantoja kuin CO2-uuton. Tämä johtuu siitä, että ultraääniuutto voi hajottaa kasvimateriaalia solutasolla, mikä mahdollistaa kohdeyhdisteiden tehokkaamman uuttamisen.
- Nopeus: Ultraääniuutto voidaan suorittaa muutamassa minuutissa, kun taas CO2-uutto voi kestää useita tunteja. Tämä tarkoittaa, että ultraääniuutto on nopeampi menetelmä ja sillä voidaan käsitellä suurempia materiaalimääriä lyhyemmässä ajassa.
- Selektiivisyys: Ultraääniuutto tuottaa laajan kirjon uutteita, jotka sisältävät monenlaisia bioaktiivisia yhdisteitä. Laajan kirjon uutteita arvostetaan niiden niin sanotun entourage-vaikutuksen vuoksi: aineet tukevat ja vahvistavat niille ominaisia vaikutuksia synergisesti. Tämä tekee ultraääniuutosta erinomaisen vaihtoehdon sekä terapeuttisten uutteiden valmistukseen että tutkimustarkoituksiin.
- Energiatehokkuus: Ultraääniuutto kuluttaa vähemmän energiaa kuin CO2-uutto, mikä tekee siitä ympäristöystävällisemmän vaihtoehdon.
- Laitteiston kustannukset: Ultraääniuuttoon käytettävät laitteet ovat yleensä edullisempia kuin CO2-uuttolaitteet, mikä voi tehdä niistä helpommin hankittavan vaihtoehdon pienimuotoisille tuottajille.
- Turvallisuus: Ultraääniuutto voidaan suorittaa käyttämättä syttyviä tai myrkyllisiä liuottimia. Vesi ja etanolin vesiliuokset ovat kannabiksen uutossa yleisimmin käytettyjä liuottimia. CO2-uutto puolestaan edellyttää CO2:n käyttöä korkeassa paineessa. Näihin korkeisiin paineisiin liittyy CO2-vuodon tai laitteiston rikkoutumisen riski sekä korkean paineen aiheuttamat vaarat. Siksi ultraääniuuttoa pidetään turvallisempana menetelmänä sekä käyttäjille että ympäristölle.
Kannabiksen ultraääniuutto – ultraäänen toimintaperiaate uutossa
Ultraääniuutto perustuu akustisen kavitaation periaatteeseen. Suuritehoisen ultraäänen käyttö nesteissä ja lietteissä aiheuttaa voimakasta kavitaatiota ja leikkausvoimia. Lehdistä, nupuista, kukista, varsista ja muista kasvinosista koostuvassa lietteessä ultraäänen aiheuttamat leikkausvoimat hajottavat kasvisolut, jolloin bioaktiiviset yhdisteet, kuten kannabidioli (CBD) ja tetrahydrokannabinoli (THC), vapautuvat. Ultraääniuutto on vakiintunut erittäin tehokkaaksi ja luotettavaksi tekniikaksi bioaktiivisten kasviyhdisteiden eristämiseen. Erityisesti korkealaatuisten kannabisöljyjen tuotannossa ultraäänikäsittely on osoittanut vakuuttavuutensa suurten saantojen (suurempi uutetuotos), erinomaisen laadun (täysi kirjo) ja lyhyen käsittelyajan ansiosta. Ultraääniaaltojen käyttö on mekaaninen käsittely, joka on myrkytön, turvallinen ja ympäristöystävällinen.
Kannabiksen ultraääniuutto 120L:n erässä laitteella UIP2000hdT ja sekoittimella
- Suurempi saanto
- Korkea laatu
- Ei lämpöhajoamista
- Nopea uutto
- Helppo ja turvallinen käyttö
- Ympäristöystävällinen uutto
Yhdellä silmäyksellä – ultraääniuuttolaitteiden edut valmistajalta Hielscher
Tehokkuus
- Suuremmat saannot
- Nopea uuttoprosessi – muutamassa minuutissa
- Korkealaatuiset uutteet – hellävarainen, ei-terminen uutto
- Ympäristöystävälliset liuottimet (vesi, etanoli, glyseroli, kasviöljyt jne.)
Helppokäyttöisyys
- Kytke ja käytä – käyttökuntoon ja toimintaan muutamassa minuutissa
- Suuri käsittelykapasiteetti – laajamittaiseen uutetuotantoon
- Eräkohtainen tai jatkuva käyttö prosessilinjassa
- Helppo asennus ja käyttöönotto
- Kannettava / siirrettävä – kannettavat yksiköt tai pyörille rakennetut laitteet
- Lineaarinen skaalaus – lisää toinen ultraäänijärjestelmä rinnakkain kapasiteetin kasvattamiseksi
- Etävalvonta ja -ohjaus – tietokoneella, älypuhelimella tai tabletilla
- Prosessi ei vaadi valvontaa – ota käyttöön ja käynnistä
- Suuri suorituskyky – suunniteltu jatkuvaan 24/7-tuotantoon
- Vankka rakenne ja vähäinen huoltotarve
- Korkea laatu – suunniteltu ja valmistettu Saksassa
- Nopea täyttö ja tyhjennys erien välillä
- Helppo puhdistaa
Turvallisuus
- Helppo ja turvallinen käyttää
- Liuottimeton tai liuotinpohjainen uutto (vesi, etanoli, kasviöljyt, glyseroli jne.)
- Ei korkeita paineita eikä lämpötiloja
- Saatavilla ATEX-sertifioituja räjähdyssuojattuja järjestelmiä
- Helppo ohjata (myös etäohjauksella)
UP400St Kasvimateriaalien, kuten kannabiksen, ultraääniuutto 8L:n erässä
Ultraäänilaitteet kannabiksen uuttoon
Hielscher Ultrasonic on luotettava kumppanisi, kun tarvitset suorituskykyisiä ultraääniuuttolaitteita kannabiksen ja muiden kasvimateriaalien uuttoon. Hielscher tarjoaa ultraääniuuttolaitteita, joita on asennettu lukemattomia eri puolille maailmaa ja jotka tunnetaan suuresta uuttonopeudestaan, luotettavuudestaan ja vankasta rakenteestaan.
Hielscher kattaa ultraääniuuttolaitteiden koko valikoiman pienemmistä, kompakteista pöytämallisista ultraäänilaitteista, kuten UP400St (400W), aina maailman tehokkaimpaan malliin UIP16000hdT. Näin voimme suositella prosessisi vaatimuksiin parhaiten sopivaa ultraääniuuttolaitetta.
Suunnittelu, valmistus ja konsultointi – Saksassa valmistettua laatua
Hielscher-ultraäänilaitteet tunnetaan korkeimmista laatu- ja suunnittelustandardeistaan. Vankka rakenne ja helppo käyttö mahdollistavat ultraäänilaitteidemme sujuvan integroinnin teollisuuslaitoksiin. Hielscher-ultraäänilaitteet selviytyvät helposti ankarista olosuhteista ja vaativista ympäristöistä.
Hielscher Ultrasonics on ISO-sertifioitu yritys, joka painottaa erityisesti suorituskykyisiä ultraäänilaitteita, joissa yhdistyvät uusinta tekniikkaa edustava teknologia ja käyttäjäystävällisyys. Hielscher-ultraäänilaitteet ovat luonnollisesti CE-vaatimusten mukaisia ja täyttävät UL-, CSA- ja RoHs-vaatimukset.
Alla oleva taulukko antaa suuntaa-antavan käsityksen ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista:
| Erän tilavuus | Tilavuusvirta | Suositellut laitteet |
|---|---|---|
| 1–500mL | – | UP100H |
| 10–8 000mL | – | UP200Ht, UP400St |
| 0,5–150L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 1–300L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| – | 10–100L/min | UIP16000 |
| – | suurempi | laiteryhmä: UIP16000 |
Hyödyllistä tietoa
Yleisimpien kannabiksen uuttomenetelmien yleiskatsaus ja vertailu
Ultraääniuutto
Tuote: Ultraääniuutto tuottaa korkealaatuisen täyden kirjon uutteen. Raakauute jalostetaan suodattamalla, tislaamalla ja/tai talvikäsittelyllä.
Laitteiston kustannukset: alkaen noin US$5 000:sta aina useisiin US$100 000:n summiin kapasiteetin ja kokoonpanon mukaan
Toteutus: erä- tai tynnyrikäsittelynä tai jatkuvana käsittelynä prosessilinjassa
Tekninen osaaminen: helppo ja turvallinen käsitellä ja käyttää
Liuotin: kaikenlaisia liuottimia voidaan käyttää, kuten vettä, vesi-alkoholiseosta, isopropyylialkoholia, heksaania, etanolia, metanolia, butaania, kasviöljyjä (oliiviöljyä, kookosöljyä), glyserolia jne.
Kohdeyhdisteet: täysi kirjo (kaikki saatavilla olevat kannabinoidit ja terpeenit)
Tärkeimmät edut: suuri saanto, helppokäyttöisyys, edullisuus, helppo skaalaus teolliseen tuotantoon
Liuotinuutto (alkoholi, etanoli)
Tuote: tyypillisesti raakauute, joka vaatii jatkojalostusta, kuten talvikäsittelyä tai suodatusta. Etanoliuutetta jatkojalostetaan yleensä tislaamalla talvikäsittelyn ja suodatuksen jälkeen.
Laitteiston kustannukset: $5 000:sta miljooniin koon, toimintamahdollisuuksien tai automaatiomahdollisuuksien mukaan.
Tekninen osaaminen: kemian perusteiden koulutus / keskitason osaaminen.
Kohdeyhdisteet: kaikki saatavilla olevat kannabinoidit; syntyvä uute sisältää vähän monoterpeenejä.
CO2 -uutto
Tuote: raakauute, joka vaatii jatkojalostusta, kuten talvikäsittelyä tai suodatusta
Laitteiston kustannukset: $100 000:sta miljooniin Yhdysvaltain dollareihin koon, toimintamahdollisuuksien tai automaation mukaan
Tekninen osaaminen: koulutus nestemäisen CO2:n käyttöön (korkeapainejärjestelmä – turvallisuus)
Kohdeyhdisteet: kannabinoidit ja vain pieniä määriä monoterpeenejä
Hiilivetyuutto
Tuote: shatter, budder, vaha, HTFSE, HCFSE tai raakauute tislaukseen tai terpeenit tisleeseen lisättäviksi
Laitteiston kustannukset: $5 000–$100 000 koon ja toimintamahdollisuuksien mukaan
Tekninen osaaminen: kemian ja turvallisuuden koulutus (syttyvien nesteiden ja nestemäisen butaanin käyttö)
Kohdeyhdisteet: kaikki kannabinoidit
Ultraääniaaltojen käyttö uutossa
Kun nestemäisiin järjestelmiin (mukaan lukien lietteet ja viskoosiset tahnat) kohdistetaan suuritehoista ultraääntä, syntyy akustista kavitaatiota. Akustinen kavitaatio tarkoittaa ilmiötä, jossa kavitaatiokuplat syntyvät, kasvavat ja lopulta luhistuvat. Ultraääniaaltojen edetessä tyhjiökuplat värähtelevät, kasvavat ja luhistuvat siinä vaiheessa, kun kupla ei enää pysty absorboimaan lisää energiaa. Kuplan luhistuminen luo paikallisesti ääriolosuhteet, joihin kuuluvat erittäin korkeat lämpötilat ja paineet, erittäin suuret kuumenemis- ja jäähtymisnopeudet sekä paine-erot ja nestesuihkut. Ääriolosuhteet aiheuttavat lämpövaikutuksia sekä mekaanisia ja kemiallisia vaikutuksia. Solujen hajotus ja bioaktiivisten yhdisteiden vapautuminen (= uutto) on mekaaninen vaikutus, joka on erittäin vaikuttava ja tehokas.
Voimakkaan, matalataajuisen ultraäänen synnyttämä akustinen kavitaatio aiheuttaa voimakkaita leikkausvoimia ja paikallisesti suuria paine- ja lämpötilaeroja, jotka tuottavat tarvittavan vaikutuksen solujen hajotukseen, voimakkaaseen sekoittumiseen ja aineensiirtoon. Näitä ultraäänen aiheuttamia leikkausvoimia hyödynnetään menestyksekkäästi kannabiksen uutossa.
Ylivertaisen uutetuotoksen, suuren uuttonopeuden, prosessin nopeuden sekä helpon ja turvallisen käytön ansiosta ultraääniuuttoa käytetään menestyksekkäästi monenlaisten kasviyhdisteiden uuttamiseen.
Voimakkaat ultraääniaallot hajottavat biologisten rakenteiden solumatriisin ja vapauttavat bioaktiiviset yhdisteet. Kasvimateriaalin ja liuottimen välinen aineensiirto tehostuu. Näiden mekanismien ansiosta ultraääniuutto on erittäin tehokas kannabiksen uutossa.
Tunnettuja esimerkkejä ultraääniuuton käyttökohteista ovat kannabis (kannabinoidit ja kannabisöljy marihuanasta ja hampusta), kurkumiini, pippuri, sahrami, kahvi, karvaskurkku, oliiviöljy, avokadoöljy, henna, ayurvediset yrtit, inkivääri, tee ja muut lääkekasvit.
Dekarboksylaatio
Dekarboksylaatio on tärkeä vaihe kannabiksen keskeisten bioaktiivisten yhdisteiden, kuten Δ9-tetrahydrokannabinolin (Δ9-THC), kannabidiolin (CBD) ja kannabigerolin (CBG), tehokkaassa tuotannossa. Dekarboksylaatiota, joka tunnetaan myös nimillä ”aktivointi” ja ”dekarbaus”, käytetään esikäsittelynä kasvimateriaalin THC-pitoisuuden (delta9-tetrahydrokannabinoli) lisäämiseksi. Kemiallisesti dekarboksylaatio on reaktio, jossa karboksyyliryhmä (-COOH) poistuu ja hiilidioksidia (CO2) vapautuu. Kannabiksen kasvimateriaalin THC-pitoisuutta lisätään dekarboksylaatiovaiheella. Dekarboksylaatiossa ei-psykoaktiivisen Δ9-tetrahydrokannabinolihapon (THCA) määrä voidaan muuntaa psykoaktiiviseksi THC:ksi. Δ9-tetrahydrokannabinolihappo dekarboksyloituu kuumennettaessa (noin 105°C:n / 220°F:n lämpötilaan 30 min. ajan kuivalle materiaalille ja jopa 90min. ajan kostealle kasvimateriaalille) ja muuttuu tällöin psykoaktiiviseksi yhdisteeksi Δ9-tetrahydrokannabinoliksi.
Samalla tavoin runsaasti CBD-A:ta sisältävä kannabiksen kasvimateriaali voidaan dekarboksyloida lämpökäsittelyllä ja siten muuntaa CBD:ksi. Kasvimateriaalin talvikäsittelyssä kuivattua, pilkottua kasvimateriaalia kuumennetaan noin 160°C:n / 320°F:n lämpötilaan 30–60min. ajaksi dekarboksylaation käynnistämiseksi.
Kannabinoidien dekarboksylaatiolämpötilat:
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
Jälkikäsittelyprosessit – suodatus ja tislaus
Ultraääniuuton jälkeen kannabishiukkaset on suodatettava nesteestä. Siksi kannabisliete suodatetaan esimerkiksi verkkosuodattimen (kuten suodatinsukan) läpi tai suodatinpuristimella. Syntyvä liuottimesta (esim. etanolista) ja kannabisuutteesta koostuva emäliuos väkevöidään sitten erottamalla etanoli. Tyypillisiä liuottimien poistoon käytettäviä tislausmenetelmiä ovat pyöröhaihduttimet ja tyhjiötislausjärjestelmät.
Pyöröhaihdutinta (puhekielessä roto-vap) käytetään yleisesti liuottimien, kuten etanolin, erottamiseen kannabiksesta, jolloin saadaan jalostettua kannabisöljyä. Säädelty lämpötila ja helppo käsittely tekevät pyöröhaihduttimesta kannabisteollisuuden hallitsevan tislauslaitteen.
Tyhjiötislausta käytetään pääasiassa CBD:n eristämiseen farmaseuttiseen ja lääkinnälliseen käyttöön, jolloin terpeenit ja/tai THC on poistettava. Koska terpeenien, THC:n ja CBD:n kiehumispisteet ovat korkeita (160–250°C / 310–482°F), tislaus ilmakehän paineessa vaatisi käsittelyä korkeassa lämpötilassa, mikä aiheuttaa lämpöherkkien kannabinoidien lämpöhajoamista. Lisäksi altistuminen hapelle käynnistää hapettumisreaktioita, jotka heikentävät kannabinoidien laatua. Tyhjiön avulla kiehumispisteitä alennetaan. Lisäksi tyhjiön käyttö poistaa happea. Siten tislaus tyhjiöolosuhteissa vähentää uutteiden lämpöhajoamista ja hapettumishajoamista.
Talvikäsittely
Talvikäsittely on prosessi, jossa kasvin lipidit, rasvat ja vahat poistetaan alkoholipesulla kannabinoidien ja terpeenien erottamiseksi ei-toivotuista aineista, kuten kasvivahoista, rasvoista ja klorofyllistä. Talvikäsittelyä varten uutettu kannabisöljy lisätään etanoliin ja jäähdytetään alle -20°C:n / -6°F:n lämpötilaan. Näissä alhaisissa lämpötiloissa lipidit, rasvat ja vahat saostuvat ja voidaan poistaa.
Hielscher Ultrasonics valmistaa suorituskykyisiä ultraäänihomogenisaattoreita kokoluokissa laboratoriosta aina teolliseen mittakaavaan.