Ultrahangos extrakció kender nyersanyagként történő felhasználásával
- A cannabis sativa növény esetében két faj különböztethető meg: a marihuána és a kender.
- Az ultrahang jól ismert, mint kiváló módszer a kannabinoidok izolálására mind a marihuánából, mind a kenderből.
A kannabinoidok ultrahangos extrakciója
Az ultrahangos extrakciós technológia rendkívül hatékony a hatóanyagok (azaz kannabinoidok (CBD, THC, CBG), Illóolajok, terpének stb.) a növényi anyagból, például rügyekből, levelekből és szárakból.
Az ultrahangos extrakció felülmúlja a hagyományos extrakciós technikákat a különböző előnyök miatt:
Az ultrahanggal segített extrakció (UAE) jól ismert, mint egy folyamatfokozó technika, amely javítja a tömegátadást és felszabadítja a bioaktív vegyületek, például kannabinoidok, terpének stb.
Az ultrahangos kezelés kiváló minőségű kivonatokat állít elő, mivel az ultrahangos extrakció nem igényel kemény, mérgező oldószereket a kannabinoidok felszabadításához. Az ultrahangos extrakció víz, víz-alkohol keverék, alkohol vagy olaj (olíva, kókusz) oldószerként futtatható. Ez az ultrahanggal segített extrakciót (Egyesült Arab Emírségek) jelentősen környezetbarátabbá teszi.
További információ az ultrahangos extrakcióhoz szükséges oldószerek megfelelő választásáról!
Az ultrahangos kezelés enyhe extrakciós körülményei olyan kivonatot eredményeznek, amely ugyanazokat, de intenzívebb tulajdonságokat kínál a nyersanyagnak (pl. Kender, marihuána) – kiváló egészségügyi hatásokat, ízt és illatot kínál.
A Hielscher ultrahangos elszívók pontosan szabályozhatók. A folyamatparaméterek, például az intenzitás és a hőmérséklet teljes ellenőrzésével kivételesen magas extraktminőség érhető el. Mivel az szonikálás nem termikus feldolgozási módszer, a hőérzékeny komponensek termikus lebomlása elkerülhető. A 0-60 °C közötti extrakciós hőmérséklet optimális a kiváló extraktumokhoz.
Az ultrahangos extrakció másik előnye a gyors folyamat: A teljes extrakciós folyamat csak perceket vesz igénybe a kannabinoidok felszabadításához a növényi sejtekből, míg más extrakciós technikák órákat vagy akár napokat igényelnek.
Mind a beruházási, mind az üzemeltetési költségek minimálisak az alternatív elszívókhoz, például a szuperkritikus CO2-elszívókhoz képest. Az ultrahangos extrakciós rendszerek nagyon gyors RoI-t biztosítanak.
UP400ST kannabinoidok kivonására kenderből
- Kiváló minőségű kivonatok
- Teljesebb extrakció
- magas extrakciós sebesség
- Teljes spektrumú kivonat
- Különböző oldószerek használata
- Nem mérgező
- Nem termikus (hideg) módszer
- Gyors extrakciós folyamat
- Biztonságos és könnyen használható
- lineáris méretezhetőség
Kender vs marihuána
A kannabisz egy növénycsalád, amely a következő kategóriákba sorolható: C. Indica és C. Sativa. A kender és a marihuána a Cannabis Sativa fajai.
A kender és a marihuána összehasonlításakor hatalmas különbség van; míg a kender nagyon alacsony koncentrációban tartalmaz THC-t (0,3% vagy kevesebb), a marihuána bőséges THC-ben, koncentrációja 15% és 40% között van.
Ezért a közelmúltig a kendert elsősorban ipari célokra termesztették. Manapság a kendert a CBD hozama miatt is értékelik. A CBD egy nem pszichoaktív kannabinoid, amely gyulladáscsökkentő, szorongásoldó tulajdonságokkal rendelkezik. A marihuánát elsősorban THC-tartalma miatt termesztik, amelyet rekreációs és gyógyászati célokra használnak.
A kenderolaj és a CBD, a kenderben található fő kannabinoid, ígéretes anyagok, amelyeket többek között olyan egészségügyi állapotok kezelésére adnak be, mint a szorongás, a krónikus gyulladás, az autoimmun betegségek, a fájdalom, a fejfájás és a migrén, a gyomor-bélrendszeri rendellenességek.
Az UP400St szonda típusú szonda típusú szonikátor egy népszerű ultrahangos elszívó, amelyet CBD, THC, CBG, CBN, más kanabinoidok, valamint kenderből és marihuánából származó terpének izolálására használnak.
Nagy teljesítményű ultrahangos elszívók
Hielscher Ultrasonics ajánlatok kicsi, közepes méretű és ipari ultrahangos processzorok, amelyek működtethetők 24/7. A nyersanyagtól és a folyamat mennyiségétől függően képesek vagyunk olyan ultrahangos extrakciós rendszert kínálni, amely megfelel az Ön igényeinek. Választhat a kötegelt és a folyamatos kinyerés között. Később a nagyobb folyamatkapacitásokra való méretezés könnyen elvégezhető, mivel az ultrahangos folyamatok lineárisan méretezhetők.
A Hielscher kísérleti és ipari rendszerek nagyon nagy amplitúdókat tudnak biztosítani – Lehetővé teszi akár 200μm amplitúdó megbízható futtatását és folyamatos működését 24/7 üzemben. Még nagyobb amplitúdók esetén testreszabott ultrahangos sonotrodes áll rendelkezésre. A Hielscher szonikátorok robusztussága lehetővé teszi a nagy teherbírású és igényes környezetben végzett műveleteket.
Mint régóta tapasztalt gyártója nagy teljesítményű ultrahangos elszívók, Hielscher az Ön megbízható partnere a kifinomult extrakcióhoz. Mi tanácskozik és tudásunkkal segítsük ügyfeleinket, és vezessük őket a megvalósíthatósági teszteléstől az ipari telepítésig.
Vegye fel velünk a kapcsolatot most! Örömmel megvitatjuk Önnel a kitermelési követelményeket!
Kapcsolat! / Kérdezzen tőlünk!
A Hielscher UIP4000hdT, egy 4kW-os ultrahangos elszívó telepítése, ipari kitermeléshez.
Irodalom / 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.
- Uzma Altaf, A Rouf, Varsha Kanojia, Qudsiya Ayaz, Imtiyaz Zargar (2018): Ultrasound treatment: A novel processing technique for food preservation. The Pharma Innovation Journal 2018; 7(2): 234-241.
- Renata Vardanega, Diego T. Santos, M. Angela A. Meireles (2014): Intensification of bioactive compounds extraction from medicinal plants using ultrasonic irradiation. Pharmacogn Rev. 2014 Jul-Dec; 8(16): 88–95.
Tények, amelyeket érdemes tudni
Az ultrahangos extrakció a leghatékonyabb és felhasználóbarát technikává vált, amikor a bioaktív vegyületek botanikai anyagokból történő kivonásáról van szó. A sikeres extrakció legkiemelkedőbb példája a CBD és más kannabinoidok izolálása a kannabiszból.
Ultrahangos vs. hagyományos extrakciós módszerek
Az etanolban való áztatás egyszerű módszer, de nagyon időigényes, a folyamat kapacitása korlátozott, az oldószer- és energiaköltségek pedig magasak. A végtermékben lévő maradék oldószer zavarja a kiváló minőségű kivonat előállításának célját.
A zárt szénhidrogén-rendszerrel történő kitermelés fosszilis tüzelőanyagok használatát igényli, hogy rákot okozó anyagok, például benzol megtalálhatók legyenek a végtermékben.
A szuperkritikus CO2-extrakciós rendszerek beruházási költségei és energiafogyasztása egyaránt magas. A szuperkritikus CO2-elszívók működéséhez jól képzett személyzetre van szükség, mivel a nagy nyomású CO2-rendszerek üzemeltetése veszélyes. Ha a CO2 szivárog, fulladást okozhat a jelenlévő munkavállalók halálában.
A kritikus vízkivonás környezetbarát alternatíva, amely lassú és a bioaktív vegyületeknek csak egy kis részét szabadítja fel.
ultrahangos extrakció
Az ultrahangos extrakció egy intenzívebb extrakciós technika, amely kombinálható víz (oldószermentes) valamint a Oldószerek például etanol, etanol-víz, glicerin, metanol, növényi olajok vagy más választott oldószerek. Az ultrahangos extrakció elősegíti a tömegátadást, hogy kivonat hozama 95-99% beszerezhető. Sonication könnyen méretezhető és kiváló minőségű kivonatokat állít elő.
Egy kis méretű ultrahangos elszívó, például a UP400St (400W) akár 10 literes tételt is képes feldolgozni 5-15 perc alatt (a folyamat paramétereitől függően, mint például a nyersanyag (friss vagy szárított; rügyek, levelek, szárak), oldószer, hőmérséklet).
A 2kW erős ultrahangos elszívó UIP2000hdT inline rendszerként működtethető. Átfolyásos üzemmódban a UIP2000hdT könnyen feldolgozható 200–800 l/óra sebességgel (a folyamat paramétereitől függően is).
Az ultrahangos processzor beruházási költsége alacsony a CO2-elszívóhoz képest. A működés energiaköltségei is elhanyagolhatók. Az ultrahangos elszívók nagyon biztonságosak, könnyen tisztíthatók és nagyon alacsony karbantartást igényelnek.
kannabisz
A kannabisz (kender és marihuána) növény bioaktív vegyületei nagy figyelmet kaptak a közelmúltban. Különösen a kannabidiol (CBD) kannabinoid esetében számos egészségügyi előnyt mutattak ki, amelyek a rákellenes és gyulladáscsökkentő tulajdonságoktól a fájdalomcsillapító és antidepresszáns hatásokig terjednek. A kannabidiol mellett a kannabisz növény számos más kannabinoidot is tartalmaz, például THC-t (tetrahidrokannabinol), kannabinolt (CBN), kannabigerolt (CBG), kannabikromént (CBC) és kannabinoidot (CBND). A kannabinoidok hatalmas terápiás potenciált mutattak, és számos kutatási tanulmány középpontjában állnak.
Úgy tűnik, hogy a különböző kannabinoidok és más bioaktív vegyületek, például terpének, polifenolok, flavonoidok és alkaloidok kölcsönhatása még jobb egészségügyi előnyöket eredményez. A különböző terpének, különböző kannabinoidok és más növényi vegyületek kölcsönhatását nevezik “Kísérőhatás”. Ennek a kísérőhatásnak köszönhetően a teljes spektrumú kivonatok, amelyek sikeresen beszerezhetők ultrahanggal segített extrakcióval (UAE), kivételes terápiás hatásokról ismertek.
Kannabisz terpének
A terpenoidok illóolaj-komponensek, amelyek megtalálhatók a botanikai anyagokban. A kannabisz növény nagyon gazdag terpének. A kannabiszban terpéneket készítenek a növény trichomáiban. A trichomák a fényes, ragacsos kristályok, amelyek a levelekre és rügyekre tapadnak. Ezek a trichomák a kannabisz növény természetes védelmi mechanizmusa, amely megvédi a növényt a rovarok és állatok ellen. Az illatos szag miatt a terpének visszataszító hatásúak. Számunkra, emberek számára a kannabisz terpének legszembetűnőbb jellemzője a szaguk. Ezek a terpének hozzájárulnak a kannabisz növény (kender és marihuána) sokrétű egészségügyi előnyeihez.
Aromájuk és illatuk mellett a terpénmolekulák erőteljes botanikai anyagok, amelyek különféle orvosi előnyöket kínálnak.
Mind a marihuána, mind a Cannabis Sativa nemzetségbe tartozó kender kivételesen sok terpenoidot tartalmaz, és több mint 100 különböző típusú anyagot tartalmaz.
Minden terpén egyedi tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek a nyugtatótól a felemelőig terjednek. Például a nerolidolnak nyugtató és szorongáscsökkentő hatása van, a linalool segít a szorongás és az ízületi gyulladás tüneteinek kezelésében, míg a mircénről ismert, hogy enyhíti a krónikus fájdalmat. A β-mircén, ɣ-pinén és humulén terpének csökkentik a gyulladást és fájdalomcsillapító hatásúak.
Különböző terpének egyedülállóak a kannabiszban, de a kannabiszban található terpének közül sok számos más növényben is jelen van. A kariofillén megtalálható pl. zöld leveles zöldségekben, komló valamint rozmaring és oregánó. A limonén a citrusfélékben, például a citromban és a narancsban található fő terpén.
A kísérőhatás
Minden terpén specifikus terápiás hatásokról ismert. A terpének és más botanikai vegyületek, például a polifenolok és a flavonoidok azonban ismertek, hogy kivételes szinergikus hatásokat mutatnak, amelyek jobb szimbiózist eredményeznek a kannabinoidok között. A különböző bioaktív vegyületek kölcsönhatása “Kísérőhatás“.
A kísérőhatás biológiailag hozzáférhetőbbé teszi a terpéneket, és segíti a szervezetet a kannabinoidok hatékonyabb felszívódásában.
A bioaktív vegyületek típusai
A bioaktív vegyületek száma, koncentrációja és változatossága felelős a botanikai kivonat gyógyászati tulajdonságaiért. Ezeket a bioaktív vegyületeket másodlagos metabolitokként szintetizálják, amelyek nem járulnak hozzá a növények növekedéséhez vagy fotoszintéziséhez. Ezek azonban kulcsfontosságúak a növények számára’ túlélés és kölcsönhatás a környezetével. A botanikai bioaktív vegyületek nagyjából a terpének és terpenoidok, alkaloidok és fenolos vegyületek három osztályába sorolhatók. A fenolos vegyületek a másodlagos metabolitok legszélesebb körben elterjedt csoportja a növényvilágban, és jól ismertek és értékelik antioxidáns hatásukat. A kis molekulatömegű fenolos vegyületek másik fontos csoportja a flavonoidok, amelyek szintén nagyon erős antioxidáns hatást mutatnak.
A fenolos vegyületek közé tartoznak a fenolos savak, például benzoesavak és hidroxifahéjsavak, flavonoidok, például flavonok és flavonolok, lignánok és sztilbének. Teljes spektrumú kivonat (pl. Ultrahangos extrakció kannabiszból) magában foglalja mindezeket a különböző botanikai vegyületeket, amelyek a legszélesebb körű egészségügyi hatásokat mutatják.
Az ultrahangos extrakció működési elve
Az ultrahangos extrakció akusztikus hullámokon (ultrahang) alapul, amelyek folyékony közegbe kapcsolódnak. Az intenzív ultrahanghullámok magas nyomású / alacsony nyomású ciklusokat generálnak. Az ultrahanghullámok folyadékon keresztüli terjedése során fellépő nyomáskülönbségek miatt kavitációs buborékok lépnek fel. Ezeknek a kavitációs buborékoknak az implóziója energiasűrű körülményeket eredményez.
A hatóanyagok és illóolajok ultrahangos extrakciója az Akusztikus kavitáció. A fenti ábra a kavitációs buborék összeomlásának hatását és az illóolaj növényi anyagból történő felszabadulását mutatja
forrás: Altaf et al. 2018
Az imploding kavitációs buborékok közelében szélsőséges körülmények lehetnek – akár 4500 °C hőmérséklet és 100 MPa nyomás előállítása. Az impozzió és az ebből eredő ressure különbségek nagyon nagy nyíróerőket és turbulenciákat eredményeznek a kavitációs forró pontban. A nyomáskülönbségek, hőkülönbségek és nyírás ezen tényezőinek kombinációja elősegíti a tömegátadást és ezáltal az extrakciós folyamatokat. Az intenzív ultrahangos kavitációs erők miatt a sejtek (pl. növények, baktériumok vagy szövetek) megszakadnak, és az intracelluláris anyag (például olajok, lipidek, fehérjék és aktív vegyületek) felszabadulnak a környező oldószerbe.
Az ultrahangos extrakció ezért az előnyben részesített módszer az extrakciós folyamatok fokozására.
Az ultrahangos extrakció akusztikus kavitáción és hidrodinamikai nyíróerőin alapul
Nagy teljesítményű ultrahangos elszívók laboratóriumtól kísérleti és ipari méretekig.