Gyors és egyszerű ultrahangos kannabiszextrakció
Nyerje ki gyorsabban a kannabinoidokat, terpéneket és a kannabisz egyéb értékes vegyületeit a Hielscher ultrahangos extrakciós rendszereivel. A nagy teljesítményű ultrahang fokozza az anyagátadást, feltöri a növényi sejteket, és elősegíti a hatóanyagok hatékony felszabadulását az Ön által választott oldószerbe – az etanoltól és az étkezési olajoktól a speciális extrakciós közegekig.
Ultrahangos kannabiszextrakciós berendezések nagyobb kihozatalhoz és gyorsabb feldolgozáshoz
Akár laboratóriumi protokollt dolgoz ki, kísérleti üzemi eljárást validál, vagy ipari termelésre növeli a léptéket, a Hielscher ultrahangos készülékeivel pontosan szabályozhatja az amplitúdót, a hőmérsékletet, a nyomást, a tartózkodási időt és az oldószerrel kapcsolatos körülményeket. Ezáltal az ultrahangos extrakció megbízható választás reprodukálható kannabisz- és kenderkivonatok előállításához, rövid feldolgozási idővel és skálázható feldolgozási kapacitással.
Miért választják a feldolgozók a Hielscher ultrahangos extrakcióját:
- A kannabinoidok és terpének gyorsabb extrakciója
- Magas extrakciós hatékonyság és reprodukálható termékminőség
- Kíméletes, nem termikus feldolgozás hőérzékeny vegyületekhez
- Kompatibilis a szokásos extrakciós oldószerekkel, köztük az etanollal és a hordozóolajokkal
- Egyszerű léptéknövelés a laboratóriumi kísérletektől a teljes ipari termelésig
- Folyamattechnológiai tanácsadás, megvalósíthatósági vizsgálatok és telepítési támogatás a Hielscher mérnökeitől
Adja meg az alapanyagot, az oldószert, az adagméretet vagy a térfogatáramot, valamint a kívánt kivonatot. Az alkalmazásához megfelelő ultrahangos berendezéskonfigurációt és folyamatparamétereket ajánlunk.
UP400St ultrahangos készülék kannabiszextrakcióhoz
| Módszer | Kihívások és aggályok | Az ultrahangos extrakció előnyei |
|---|---|---|
| Macerálás | Hosszú feldolgozási idő | Gyorsabb anyagátadás és rövidebb extrakció |
| Soxhlet | Hőterhelés és oldószerigény | Kíméletesebb extrakció alacsonyabb hőmérsékleten |
| Szuperkritikus CO₂ | Beruházási költség és a feldolgozási kapacitás korlátai | Az extrakció javítására kombinálható vagy utólag beépíthető |
| Etanolos extrakció | Kihozatal, sebesség, a terpének megőrzése | Jobb sejtfeltárás és reprodukálható paraméterek |
Hielscher ultrahangos készülékek kannabiszextrakcióhoz – Tudományosan igazolt hatékonyság!
Casiraghi és munkatársai az olaszországi Milánói Egyetemről három kannabiszextrakciós módszert hasonlítottak össze: az ultrahangos extrakciót, a Soxhlet-extrakciót és a macerálást.
A tanulmány célja az ultrahangos extrakció hatékonyságának vizsgálata volt a kannabinoidok cannabis sativa növényből történő kinyerésében, valamint összehasonlítása más extrakciós módszerekkel, például a Soxhlet-extrakcióval és a macerálással.
A kutatók a Hielscher UP200Ht ultrahangos processzort (lásd a bal oldali képet) használták az extrakcióhoz, és megállapították, hogy az ultrahanggal segített extrakciós módszer hatékonyabban nyerte ki a kannabinoidokat, mint a másik két módszer. Az ultrahangos extrakció emellett gyorsabb, hatékonyabb és kevésbé munkaigényes volt, mint a többi módszer.
Az extrakciót olívaolaj oldószerrel végezték. A növényi anyagot az oldószerhez adták, és az UP200Ht ultrahangos készülékkel 10 percen át, 60%-os amplitúdón ultrahangos kezelésnek vetették alá.
Az ultrahangos kezelési lépés után a kivonatot megszűrték, majd az oldószert csökkentett nyomáson elpárologtatták, hogy koncentrált kivonatot kapjanak. Ezután a kivonat kannabinoidtartalmát nagy teljesítményű folyadékkromatográfiával (HPLC) elemezték.
Összességében a tanulmány eredményei azt mutatták, hogy a CBD és THC kannabinoidok olívaolajban végzett ultrahangos extrakciója hatékony módszer a kannabinoidok Cannabis sativa növényi anyagból történő kinyerésére, magas kihozatallal és tisztasággal.
Az UP200Ht készülékkel végzett ultrahangos extrakció egyik előnye, hogy rövidebb idő alatt nagyobb kannabinoidkihozatalt eredményezhet, mint a hagyományos extrakciós módszerek. A kutatók azt is megjegyezték, hogy az ultrahangos extrakció környezetbarátabb módszer volt más extrakciós módszerekhez képest, mivel kevesebb oldószert és energiát igényel. Ezenkívül az ultrahangos extrakció léptéke könnyen növelhető az ipari termeléshez, így ígéretes módszer a CBD-kivonatok nagyüzemi előállítására.
Összefoglalásként a tanulmány arra utal, hogy az UP200Ht készülékkel végzett ultrahangos extrakció ígéretes módszer a kannabinoidok cannabis sativa növényből történő, gyógyászati célú kinyerésére.
Az ultrahangos extrakció rendkívül hatékony módszer a kannabinoidok, például a CBD és a THC kinyerésére. Oldószerként olívaolajat használtak, az ultrahangos extrakciót az UP200ST készülékkel végezték.
(kép és tanulmány: © Casiraghi et al., 2022)
UIP2000hdT ipari ultrahangos készülék hordóba helyezett keverővel, nagyüzemi kannabiszextrakcióhoz
Az ultrahangos kezelés és az extrakció körülményei
A Hielscher ultrahangos extraktoraival teljes mértékben szabályozhatja az összes releváns folyamatparamétert, beleértve az amplitúdót, az ultrahangos kezelés idejét, a nyomást, a hőmérsékletet, a térfogatáramot és az oldószer összetételét. Ez lehetővé teszi az extrakciós folyamat optimalizálását a kihozatal, a kivonat összetételi profilja, a feldolgozási kapacitás és az utófeldolgozási követelmények szempontjából.
A kannabisz ultrahangos kezelésének folyamata
Az ultrahanggal segített extrakció ismétlődő nagynyomású és kisnyomású ciklusokon alapul. Az ultrahangos kezelés során másodpercenként 20 000 alkalommal váltakozó nagynyomású és kisnyomású ciklusok intenzív nyíróerőket és folyadéksugarakat hoznak létre. Ez a rendkívüli terhelés leküzdi a membrán szelektivitását, átlyukasztja és felszakítja a sejtfalat, és intenzív anyagátadást eredményez a sejt belseje és a környező oldószer között. Ultrahangos extrakcióval nagyobb kihozatal és rövidebb extrakciós idő érhető el. Mivel az ultrahangos extrakció reprodukálható folyamat, az extrakciós eredmények megismételhetők a szabványosított kivonatminőség érdekében.
A Hielscher ultrahangos extraktoraival teljes mértékben szabályozhatja a fontos extrakciós paramétereket. Az amplitúdó, az időtartam, a nyomás és a folyadékösszetétel beállításával az extrakciós folyamat eredménye pontosan szabályozható és reprodukálható.
Oldószerek kannabiszextrakcióhoz
Az ultrahangos extrakció minden szokásos oldószerrel kompatibilis, így az Ön által választott oldószert használhatja, például vizet, oldószereket és olajokat (pl. H2O, CO2, etanol, metanol, bután, propán, olívaolaj, kókuszolaj stb.).
A szokásos oldószerek és extrakciós közegek közé tartoznak:
A szájon át alkalmazott termékeknél gyakran az élelmiszeripari minőségű oldószereket és hordozóolajokat részesítik előnyben. Analitikai vizsgálatokhoz és minőség-ellenőrzéshez laboratóriumi oldószerek is használhatók. Ipari kannabinoidextrakcióhoz az etanol és a CO2-alapú eljárások gyakori választások. Az ultrahangos kezelés számos ilyen oldószerrendszerben javíthatja az anyagátadást, és ezáltal hozzájárulhat az extrakciós idő csökkentéséhez, az extrakciós hatékonyság javításához vagy a folyamat szabványosításához.
Extrakciós hőmérséklet
Számos növényi extrakciós folyamatban 0°C és 60°C közötti folyamathőmérsékleten érhető el hatékony ultrahangos extrakció. Az alacsonyabb hőmérséklet segíthet megőrizni az illékony aromavegyületeket és a hőmérsékletre érzékeny összetevőket, míg a mérsékelt hőmérséklet javíthatja az oldhatóságot és az extrakció sebességét. Az ideális hőmérséklet az oldószertől, a biomasszától, a célvegyületektől és a végtermék specifikációitól függ.
A Hielscher ultrahangos rendszerei hűtőköpenyekkel, hőcserélőkkel és szabályozott hőmérsékletű reaktorokkal integrálhatók, hogy az extrakciós folyamat a kívánt hőmérséklet-tartományon belül maradjon.
Kombinált extrakciós módszerek – Szinergiák
Egy ultrahangos készülék utólagos beépítése egy meglévő kannabiszextrakciós üzembe hozzájárulhat az extrakciós teljesítmény javításához, a feldolgozási kapacitás növeléséhez, az extrakciós idő csökkentéséhez vagy a folyamat reprodukálhatóságának javításához.
Az ultrahangos extrakció könnyen kombinálható nyomás alkalmazásával, hőhatással, szuperkritikus extrakciós körülményekkel vagy Soxhlet-extraktorral az eredmények javítása és/vagy az extrakciós berendezéskonfiguráció konkrét követelményekhez igazítása érdekében. Egy ultrahangos készülék utólagos beépítése egy meglévő kannabiszextrakciós üzembe különösen akkor érdekes, ha a meglévő extrakciós módszer nem biztosítja a kívánt teljesítményt és termelési mennyiséget.
A már meglévő extrakciós gépek ultrahangos extraktor beépítésével könnyen korszerűsíthetők. Örömmel segítünk a folyamat értékelésében, a berendezés kiválasztásában, a telepítési koncepciók kidolgozásában és a meglévő gyártósorokba történő integrálásban.
Olvasson többet az ultrahanggal javított szuperkritikus CO2-extrakcióról!
Az ultrahangos kannabiszextrakció alkalmazási területei
A pontos folyamatszabályozás és a lineáris skálázhatóság lehetővé teszi az extrakciós paraméterek átvitelét a laboratóriumi kísérletekből a kísérleti üzemi termelésbe és a teljes léptékű gyártásba. Ez lehetővé teszi a feldolgozók számára, hogy megbízható extrakciós módszert dolgozzanak ki, kisebb léptékben validálják azt, majd biztonsággal növeljék a léptéket.
A kannabisznövény kannabinoidjait, terpénjeit és egyéb hatóanyagait sokféle célra nyerik ki. Az ultrahangos extrakció megbízható módszer a kannabisznövény kivonatainak előállítására a következő célokra:
- gyógyászati/gyógyszeripari előállítás
- rekreációs kannabisztermékek
- nutraceutikumok és élelmiszerek előállítása
- utófeldolgozást, például nanoemulgeálást megelőzően
- a drogok hatóanyag-erősségének vizsgálata
- igazságügyi/kémiai elemzés
Ultrahangos extraktorok – Kis és nagy léptékhez
A Hielscher Ultrasonics az Ön partnere a nagy teljesítményű ultrahangos extrakciós berendezések terén. Akár kisebb adagokban szeretne kiváló minőségű CBD-kivonatokat előállítani exkluzív márkájához, akár nagy mennyiségű kendert vagy marihuánát szeretne ipari léptékben feldolgozni – a Hielscher Ultrasonics az ideális ultrahangos extrakciós berendezést kínálja Önnek!
A lineáris skálázhatóság és a pontos folyamatszabályozás minden léptékben megbízható eredményeket tesz lehetővé. Olvasson többet az ultrahangos extrakciós folyamatok léptéknöveléséről!
Segítünk Önnek: Tanácsadási és folyamatoptimalizálási szolgáltatásunk
A Hielscher Ultrasonics sokéves tapasztalattal rendelkezik az ultrahangos feldolgozásban, és mélyrehatóan ismeri az ultrahangos extrakciós folyamatokat. Segítünk ajánlásainkkal kiválasztani az eljárásához legmegfelelőbb ultrahangos készüléket, és megtanítjuk, hogyan használhatja készülékeinket a leghatékonyabban. Mérnökeink világszerte rendelkezésre állnak telepítési szolgáltatásainkkal.
Németországi, teljesen felszerelt ultrahangos folyamattechnológiai laboratóriumunkban folyamatmérnökökből és vegyészekből álló csapatunk képes kidolgozni és optimalizálni az eljárását Önnek vagy Önnel közösen.
- rövid extrakciós idő
- nagy extrakciós sebesség
- teljesebb extrakció
- kíméletes, nem termikus kezelés
- egyszerű integrálás és biztonságos üzemeltetés
- veszélyes / mérgező vegyszerek nélkül, szennyeződések nélkül
- alacsony költség
- energiahatékony
- zöld extrakció: környezetbarát
Mi az ultrahangos kannabiszextrakció?
Az ultrahangos kannabiszextrakció olyan extrakciós módszer, amely nagy teljesítményű ultrahangot használ a kannabinoidok, terpének és egyéb bioaktív vegyületek felszabadítására a kannabisz vagy a kender növényi anyagából. Az ultrahangos kavitáció intenzív nyíróerőket hoz létre a folyadékban, amelyek feltárják a növényi sejteket és javítják az anyagátadást a növényi anyag és az oldószer között.
Hogyan javítja az ultrahang a kannabinoidok extrakcióját?
Az ultrahang a sejtfalak felszakításával, az oldószer behatolásának fokozásával és a vegyületek növényi mátrixból történő felszabadulásának gyorsításával javítja a kannabinoidok extrakcióját. Ez lerövidítheti az extrakciós időt és javíthatja az extrakció hatékonyságát a lassú, passzív módszerekhez, például a maceráláshoz képest.
Mely kannabinoidok nyerhetők ki ultrahangos extrakcióval?
Az ultrahangos extrakció alkalmazható a kannabisz- vagy kenderbiomasszában jelen lévő kannabinoidok, például a CBD, THC, THCA, CBDA, CBG és egyéb vegyületek kinyerésére. A végső kannabinoidprofil a növényi anyagtól, az oldószertől, a hőmérséklettől, az extrakciós időtől és az utófeldolgozás körülményeitől függ.
Megőrizheti az ultrahangos extrakció a terpéneket?
Igen, az ultrahangos extrakció alacsony és szabályozott hőmérsékleten végezhető, ami hasznos a hőérzékeny vegyületek, például a terpének feldolgozásakor. A hőmérséklet szabályozása, a rövid extrakciós idő és a megfelelő oldószer kiválasztása segít megóvni a kivonat illékony és érzékeny összetevőit.
Milyen oldószerek használhatók az ultrahangos kannabiszextrakcióhoz?
Az ultrahangos kannabiszextrakció számos szokásos extrakciós közeggel kompatibilis, köztük az etanollal, a víz–etanol elegyekkel, az étkezési olajokkal, például az olívaolajjal vagy a kókuszolajjal, valamint más, az adott eljáráshoz használt oldószerekkel. A legjobb oldószer a tervezett terméktől, a szabályozási követelményektől, az utófeldolgozástól és a célvegyületektől függ.
Alkalmas az ultrahangos extrakció a kannabisz etanolos extrakciójára?
Igen, az etanolt gyakran használják ultrahangos kannabiszextrakcióhoz. Az ultrahangos kezelés az oldószer és a növényi anyag közötti érintkezés javításával, az extrakciós idő csökkentésével és a reprodukálható folyamatkörülmények támogatásával fokozhatja az etanolos extrakciót.
Alkalmazható az ultrahangos kannabiszextrakció hordozóolajokkal?
Igen, a kannabinoidok hordozóolajokba, például olívaolajba vagy kókuszolajba extrahálhatók. Ez hasznos lehet olyan készítményeknél, amelyekben az olaj közvetlenül extrakciós közegként vagy a végtermék összetételének részeként szolgál.
Termikus folyamat az ultrahangos kannabiszextrakció?
Nem. Az ultrahangos extrakció kíméletes, nem termikus extrakciós módszernek tekinthető. Bár a folyamat hőmérsékletét továbbra is figyelni és szabályozni kell, az extrakciós hatás elsősorban mechanikai jellegű: kavitáció, nyíróerők, részecskefeltárás és javuló anyagátadás.
Mennyi ideig tart az ultrahangos kannabiszextrakció?
Az extrakciós idő a növényi anyagtól, a részecskemérettől, az oldószertől, a hőmérséklettől, a szilárdanyag-koncentrációtól, az ultrahang amplitúdójától és a berendezés konfigurációjától függ. Számos alkalmazásban az ultrahangos kezelés jelentősen csökkenti az extrakciós időt a hagyományos maceráláshoz képest.
Növelhető az ultrahangos kannabiszextrakció léptéke az ipari termeléshez?
Igen. Az ultrahangos extrakció léptéke a laboratóriumi vizsgálatoktól a kísérleti üzemi és ipari termelésig növelhető. A Hielscher ultrahangos készülékei kis adagokkal végzett kísérletekhez, folyamatfejlesztéshez és nagyüzemi, folyamatos feldolgozáshoz is elérhetők.
Mely folyamatparaméterek a legfontosabbak az ultrahangos kannabiszextrakcióban?
A fontos paraméterek közé tartozik az ultrahang amplitúdója, az ultrahangos kezelés ideje, a hőmérséklet, a nyomás, az oldószer típusa, az oldószer és a biomassza aránya, a részecskeméret, valamint a keverési vagy áramlási körülmények. E paraméterek pontos szabályozása segít reprodukálható kivonatminőséget elérni.
Beépíthető az ultrahangos extrakció egy meglévő kannabiszextrakciós gyártósorba?
Igen. Az ultrahangos készülékek gyakran integrálhatók meglévő extrakciós rendszerekbe az anyagátadás javítása, a feldolgozási idő csökkentése vagy az extrakciós hatékonyság növelése érdekében. A legjobb integrálási koncepció a jelenlegi extrakciós módszertől, az oldószerkezeléstől, a feldolgozási kapacitástól és a folyamathoz rendelkezésre álló helytől függ.
Melyik Hielscher ultrahangos készülék alkalmas kannabiszextrakcióra?
A megfelelő ultrahangos készülék a szükséges adagmérettől, a térfogatáramtól, az oldószertől, a növényi anyagtól és a termelési céltól függ. A kisebb készülékek megvalósíthatósági vizsgálatokhoz és laboratóriumi léptékű protokollfejlesztéshez alkalmasak, míg az ipari UIP-series ultrahangos készülékeket kísérleti üzemi és termelési léptékű extrakcióra tervezték.
Hogyan válasszam ki a megfelelő ultrahangos extrakciós berendezéskonfigurációt?
A megfelelő konfiguráció kiválasztásához határozza meg a biomassza típusát, a kinyerni kívánt kannabinoidokat vagy terpéneket, az oldószert, az adagméretet vagy a folyamatos üzem térfogatáramát, a hőmérsékleti határértékeket és az utófeldolgozási lépéseket. A Hielscher e követelmények alapján ultrahangos processzort, szonotródát, reaktort és folyamatparamétereket ajánl.
Alapvető információk az ultrahangos extrakcióról
A nagy teljesítményű ultrahang bevált módszer a hatóanyagok, köztük a növényi/gyógyászati vegyületek, olajok, fehérjék és bioaktív anyagok (pl. flavonok, polifenolos vegyületek, antocianin, aromaanyagok) hatékony és megbízható kinyerésére növényi anyagokból, gyógynövényekből, virágokból és magvakból.
Az ultrahangos extrakcióhoz nagy teljesítményű ultrahanghullámokat csatolnak be a növény–oldószer keverékbe, így akusztikus kavitáció jön létre. Az akusztikus kavitációt a folyadékokban ultrahang hatására kialakuló buborékok képződéseként, növekedéseként és implozív összeomlásaként írják le.
„A kavitáció során a buborékok összeomlása igen rövid ideig fennálló, intenzív helyi felmelegedést és nagy nyomást hoz létre. A kavitáló buborékok felhőiben ezeknek a forró pontoknak az egyenértékű hőmérséklete nagyjából 5000 K, nyomása körülbelül 1000 atmoszféra, a felmelegedési és lehűlési sebesség pedig meghaladja az 1010 K/s értéket. Egyetlen buborék kavitációja esetén a körülmények még szélsőségesebbek lehetnek. A kavitáció tehát szélsőséges fizikai és kémiai körülményeket teremthet egyébként hideg folyadékokban. Ha szilárd anyagokat tartalmazó folyadékokat ultrahanggal sugároznak be, hasonló jelenségek léphetnek fel. Egy kiterjedt szilárd felület közelében az üreg összeomlása nem gömbszimmetrikussá válik, ami nagy sebességű folyadéksugarakat hajt a szilárd felületnek. Ezek a sugarak és a hozzájuk kapcsolódó lökéshullámok jelentős felületi károsodást okozhatnak, és új, erősen felhevült felületeket tárhatnak fel. Ezenkívül a folyadék–por szuszpenziók ultrahangos besugárzása során a kavitáció és az ilyen szuszpenziókban általa létrehozott lökéshullámok miatt nagy sebességű részecskeközi ütközések következnek be. Az így létrejövő ütközések képesek drámai változásokat előidézni a felületi morfológiában, az összetételben és a reakcióképességben.” [Suslick 2001: 2f.]
Az ultrahangos kavitáció e szélsőséges körülményei többféle hatást gyakorolnak a növényi anyagra és annak extrahálhatóságára:
- a sejtmembrán szelektivitásának leküzdése
- fokozott anyagátadás a sejt belseje és a környező oldószer között
- sejtfeltárás
- az intracelluláris anyag felszabadulása
Ez rendkívül hatékony extrakciós módszerré teszi az ultrahangos kezelést. Az intenzív mechanikai erőknek köszönhetően gyakran használhatók zöld és kíméletes oldószerek, például víz, etanol stb.
Az ultrahangos extrakció lerövidíti az extrakciós időt, és lehetővé teszi kisebb mennyiségű és/vagy kíméletesebb oldószer használatát. Ez azt jelenti, hogy az ultrahangos extrakció nagyobb extrakciós sebességet eredményez, és egészségesebb kivonatokat állít elő. Ez az alacsony hőmérsékleten történő működésének jellemzőiből adódik, amelyek egyrészt csökkentik a hőmérsékleti tényezők okozta hőveszteséget, másrészt elkerülik az alacsony forráspontú anyagok elpárolgását, és megőrzik a biológiailag aktív anyagokat.
Az ultrahangos extrakció további előnye az egyszerű és biztonságos használat, valamint a pontosan szabályozható alkalmazás. Nem termikus extrakciós módszerként az ultrahangos kezelés alacsony hőmérsékleten végezhető, így elkerülhető a hőérzékeny, hőlabilis anyagok lebomlása.
Szakirodalom/Hivatkozások
- 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.
Ultrahangos feldolgozás: A Hielscher támogatja Önt a megvalósíthatósági vizsgálatoktól és az optimalizálástól a kereskedelmi termelésig!
SonoStation: Mobil, kulcsrakész rendszer ultrahangos feldolgozáshoz – ultrahangos diszpergálókból, szivattyúból, keverőből és tartályból áll