Ուլտրաձայնային արդյունահանում՝ կանեփը որպես հումք օգտագործելով
- Cannabis sativa բույսի համար կարելի է տարբերակել երկու տեսակ՝ մարիխուանա և կանեփ։
- Ուլտրաձայնը լայնորեն հայտնի է որպես առավել արդյունավետ մեթոդ՝ ինչպես մարիխուանայից, այնպես էլ կանեփից կանաբինոիդները մեկուսացնելու համար։
Կանաբինոիդների ուլտրաձայնային արդյունահանում
Ուլտրաձայնային արդյունահանման տեխնոլոգիան խիստ արդյունավետ է ակտիվ միացությունները (այսինքն՝ կանաբինոիդները (CBD, THC, CBG), եթերայուղերը, տերպենները և այլն) բուսական նյութից, օրինակ՝ բողբոջներից, տերևներից և ցողուններից անջատելու համար։
Ուլտրաձայնային արդյունահանումը տարբեր առավելությունների շնորհիվ գերազանցում է արդյունահանման ավանդական մեթոդները։
Ուլտրաձայնի օժանդակությամբ արդյունահանումը (UAE) լայնորեն հայտնի է որպես գործընթացն ինտենսիվացնող մեթոդ, որը բարելավում է զանգվածափոխանակությունը և ապահովում կենսաակտիվ միացությունների, օրինակ՝ կանաբինոիդների, տերպենների և այլնի ավելի բարձր ելք։
Ուլտրաձայնային մշակմամբ ստացվում են բարձրորակ լուծամզվածքներ, քանի որ ուլտրաձայնային արդյունահանման դեպքում կանաբինոիդներն անջատելու համար ագրեսիվ, թունավոր լուծիչների օգտագործում չի պահանջվում։ Ուլտրաձայնային արդյունահանումը կարելի է իրականացնել՝ որպես լուծիչ օգտագործելով, օրինակ, ջուր, ջրի և սպիրտի խառնուրդ, սպիրտ կամ յուղ (ձիթապտղի, կոկոսի)։ Սա ուլտրաձայնի օժանդակությամբ արդյունահանումը (UAE) դարձնում է զգալիորեն ավելի էկոլոգիապես բարենպաստ։
Կարդացեք ավելին ուլտրաձայնային արդյունահանման համար լուծիչների ճիշտ ընտրության մասին։
Ուլտրաձայնային մշակման ընթացքում արդյունահանման մեղմ պայմանների շնորհիվ ստացվում է լուծամզվածք, որն ունի հումքի (օրինակ՝ կանեփի, մարիխուանայի) նույն, բայց ավելի արտահայտված հատկությունները՝ ապահովելով առողջության վրա առավել բարենպաստ ազդեցություն, ավելի լավ համ և հոտ։
Hielscher ուլտրաձայնային արդյունահանիչները կարելի է ճշգրիտ կառավարել։ Գործընթացի այնպիսի պարամետրերի լիակատար վերահսկմամբ, ինչպիսիք են ինտենսիվությունն ու ջերմաստիճանը, կարելի է ստանալ բացառիկ բարձր որակի լուծամզվածք։ Քանի որ ուլտրաձայնային մշակումը ոչ ջերմային մշակման մեթոդ է, ջերմազգայուն բաղադրիչների ջերմային քայքայումից հնարավոր է խուսափել։ Բարձրորակ լուծամզվածքներ ստանալու համար օպտիմալ են արդյունահանման 0–60°C ջերմաստիճանները։
Ուլտրաձայնային արդյունահանման մեկ այլ առավելությունը գործընթացի արագությունն է. արդյունահանման ամբողջ գործընթացը տևում է ընդամենը րոպեներ՝ բուսական բջիջներից կանաբինոիդներն անջատելու համար, մինչդեռ արդյունահանման այլ մեթոդներով մշակումը պահանջում է ժամեր կամ նույնիսկ օրեր։
Թե՛ ներդրումային, թե՛ շահագործման ծախսերը նվազագույն են՝ համեմատած այլընտրանքային արդյունահանիչների, օրինակ՝ գերկրիտիկական CO2 արդյունահանիչների հետ։ Ուլտրաձայնային արդյունահանման համակարգերն ապահովում են ներդրումների շատ արագ վերադարձ։
UP400St կանեփից կանաբինոիդների արդյունահանման համար
- Բարձրորակ լուծամզվածքներ
- Ավելի ամբողջական արդյունահանում
- Արդյունահանման բարձր արագություն
- Ամբողջ սպեկտրի լուծամզվածք
- Տարբեր լուծիչների օգտագործում
- Ոչ թունավոր
- Ոչ ջերմային (սառը) մեթոդ
- Արդյունահանման արագ գործընթաց
- Անվտանգ և հեշտ օգտագործվող
- Մասշտաբի գծային մեծացման հնարավորություն
Կանեփի և մարիխուանայի համեմատությունը
Կանաբիսը բույսերի ընտանիք է, որի դասակարգման խմբերն են C. Indica և C. Sativa։ Կանեփը և մարիխուանան Cannabis Sativa տեսակի բույսի տեսակներ են։
Կանեփը և մարիխուանան համեմատելիս ակնհայտ է հսկայական տարբերությունը. կանեփն ունի THC շատ ցածր կոնցենտրացիա (0,3% կամ պակաս), մինչդեռ մարիխուանան հարուստ է THC կանաբինոիդով, որի կոնցենտրացիան կազմում է 15%-ից մինչև 40%։
Ուստի մինչև վերջերս կանեփն աճեցվում էր հիմնականում արդյունաբերական նպատակներով։ Ներկայումս կանեփը գնահատվում է նաև CBD ելքի համար։ CBD կանաբինոիդը հոգեակտիվ չէ և ունի հակաբորբոքային ու տագնապամարիչ հատկություններ։ Մարիխուանան հիմնականում աճեցվում է իր THC պարունակության համար, որն օգտագործվում է ժամանցային և բժշկական նպատակներով։
Կանեփի յուղը և կանեփում հայտնաբերվող հիմնական կանաբինոիդը՝ CBD, խոստումնալից նյութեր են, որոնք կիրառվում են՝ օգնելու այնպիսի առողջական խնդիրների դեպքում, ինչպիսիք են տագնապը, քրոնիկական բորբոքումը, աուտոիմուն հիվանդությունները, ցավը, գլխացավերն ու միգրենը, ստամոքսաղիքային խանգարումները և այլն։
UP400St զոնդային տիպի ուլտրաձայնային սարքը տարածված ուլտրաձայնային արդյունահանիչ է, որն օգտագործվում է կանեփից և մարիխուանայից CBD, THC, CBG, CBN, այլ կանաբինոիդներ, ինչպես նաև տերպեններ մեկուսացնելու համար։
Բարձր արտադրողականության ուլտրաձայնային արդյունահանիչներ
Hielscher Ultrasonics ընկերությունն առաջարկում է փոքր, միջին չափի և արդյունաբերական ուլտրաձայնային պրոցեսորներ, որոնք կարող են աշխատել 24/7 ռեժիմով։ Կախված ձեր հումքից և մշակման ծավալից՝ մենք կարող ենք առաջարկել ձեր պահանջներին համապատասխանող ուլտրաձայնային էքստրակցիայի համակարգ։ Կարող եք ընտրել խմբաքանակային կամ շարունակական էքստրակցիա։ Հետագայում հեշտությամբ կարելի է մեծացնել մասշտաբը՝ հասնելով մշակման ավելի մեծ արտադրողականության, քանի որ ուլտրաձայնային գործընթացների մասշտաբը կարելի է մեծացնել գծային կերպով։
Hielscher փորձնական և արդյունաբերական համակարգերը կարող են ապահովել շատ բարձր ամպլիտուդներ՝ թույլ տալով հուսալիորեն և անընդհատ աշխատել մինչև 200µm ամպլիտուդներով՝ 24/7 ռեժիմով։ Էլ ավելի բարձր ամպլիտուդների համար հասանելի են անհատական պահանջներով պատրաստվող ուլտրաձայնային սոնոտրոդներ։ Hielscher ուլտրաձայնային սարքերի ամրությունը թույլ է տալիս աշխատել մեծ բեռնվածությամբ և խիստ պահանջներ ներկայացնող միջավայրերում։
Որպես բարձր հզորության ուլտրաձայնային էքստրակտորների արտադրության երկարամյա փորձ ունեցող արտադրող՝ Hielscher ընկերությունը ձեր հուսալի գործընկերն է բարդ էքստրակցիոն գործընթացներում։ Մենք խորհրդատվություն ենք տրամադրում և մեր գիտելիքներով աջակցում ենք մեր հաճախորդներին՝ ուղղորդելով նրանց տեխնիկական իրագործելիության փորձարկումներից մինչև արդյունաբերական տեղակայում։
Կապվե՛ք մեզ հետ հիմա։ Մենք սիրով ձեզ հետ կքննարկենք էքստրակցիայի ձեր պահանջները։
Կապվե՛ք մեզ հետ։ / Հարցրե՛ք մեզ։
Hielscher UIP4000hdT ուլտրաձայնային էքստրակտորի՝ 4kW հզորությամբ սարքի տեղադրում արդյունաբերական էքստրակցիայի համար։
Գրականություն / Հղումներ
- 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.
Փաստեր, որոնք արժե իմանալ
Բուսական հումքից կենսաակտիվ միացությունների էքստրակցիայի համար ուլտրաձայնային էքստրակցիան դարձել է ամենաարդյունավետ և օգտագործման համար ամենահարմար մեթոդը։ Հաջող էքստրակցիայի ամենանշանավոր օրինակը կարող է լինել կանեփից CBD և այլ կանաբինոիդների առանձնացումը։
Ուլտրաձայնային և ավանդական էքստրակցիայի մեթոդների համեմատություն
Էթանոլի մեջ թրջելը պարզ մեթոդ է, սակայն այն շատ ժամանակատար է, գործընթացի արտադրողականությունը սահմանափակ է, իսկ լուծիչի և էներգիայի ծախսերը բարձր են։ Վերջնական արտադրանքում լուծիչի մնացորդը խանգարում է բարձրորակ էքստրակտ ստանալու նպատակին հասնելուն։
Փակ ածխաջրածնային համակարգով էքստրակցիան պահանջում է հանածո վառելիքների օգտագործում, ուստի վերջնական արտադրանքում կարող են հայտնաբերվել քաղցկեղածին նյութեր, օրինակ՝ բենզոլ։
Գերկրիտիկական CO2 էքստրակցիայի համակարգերն ունեն ինչպես բարձր ներդրումային ծախսեր, այնպես էլ էներգիայի մեծ սպառում։ Գերկրիտիկական CO2 էքստրակտորների շահագործման համար անհրաժեշտ է լավ պատրաստված անձնակազմ, քանի որ բարձր ճնշման տակ գտնվող CO2 պարունակող համակարգերի շահագործումը վտանգավոր է։ CO2 արտահոսքը կարող է հանգեցնել ներկա աշխատողների մահվան՝ շնչահեղձության հետևանքով։
Կրիտիկական պայմաններում ջրով էքստրակցիան շրջակա միջավայրի համար բարենպաստ այլընտրանք է, որը դանդաղ է և ազատում է կենսաակտիվ միացությունների միայն փոքր մասը։
Ուլտրաձայնային էքստրակցիա
Ուլտրաձայնային էքստրակցիան էքստրակցիոն գործընթացն ինտենսիվացնող մեթոդ է, որը կարող է կիրառվել ինչպես ջրի հետ (առանց լուծիչի), այնպես էլ լուծիչների հետ, ինչպիսիք են էթանոլը, էթանոլ–ջուր խառնուրդը, գլիցերինը, մեթանոլը, բուսական յուղերը կամ ընտրված այլ լուծիչներ։ Ուլտրաձայնային էքստրակցիան նպաստում է զանգվածափոխանակությանը, ինչի շնորհիվ էքստրակտի 95–99% ելք կարելի է ստանալ։ Ուլտրաձայնային մշակման մասշտաբը կարելի է հեշտությամբ մեծացնել, և այն ապահովում է բարձրորակ էքստրակտներ։
Փոքրածավալ ուլտրաձայնային էքստրակտորը, ինչպիսին է UP400St (400W) սարքը, կարող է մշակել մինչև 10L ծավալով խմբաքանակ 5–15min ընթացքում (կախված գործընթացի պարամետրերից, ինչպիսիք են հումքը (թարմ կամ չորացրած, ծաղկաբողբոջներ, տերևներ, ցողուններ), լուծիչը, ջերմաստիճանը)։
2kW հզորությամբ UIP2000hdT ուլտրաձայնային էքստրակտորը կարող է շահագործվել որպես հոսքագծում տեղադրված համակարգ։ Հոսքային ռեժիմում UIP2000hdT սարքը հեշտությամբ մշակում է ժամում 200-ից մինչև 800L/hr ծավալ (նույնպես կախված գործընթացի պարամետրերից)։
Ուլտրաձայնային պրոցեսորի ներդրումային ծախսերը ցածր են՝ համեմատած CO2 էքստրակտորի հետ։ Շահագործման էներգետիկ ծախսերը նույնպես աննշան են։ Ուլտրաձայնային էքստրակտորների շահագործումը շատ անվտանգ է, դրանք հեշտ են մաքրվում և պահանջում են շատ քիչ տեխնիկական սպասարկում։
Կանեփ
Կանեփ բույսի (և՛ արդյունաբերական կանեփի, և՛ մարիխուանայի) կենսաակտիվ միացությունները վերջին ժամանակներում մեծ ուշադրության են արժանացել։ Հատկապես կանաբիդիոլ (CBD) կանաբինոիդի համար ցուցադրվել են առողջության համար բազմաթիվ օգտակար ազդեցություններ՝ հակաքաղցկեղային և հակաբորբոքային հատկություններից մինչև ցավազրկող և հակադեպրեսանտ ազդեցություններ։ Բացի կանաբիդիոլից, կանեփ բույսը պարունակում է բազմաթիվ այլ կանաբինոիդներ, ինչպիսիք են THC (տետրահիդրոկանաբինոլ), կանաբինոլը (CBN), կանաբիգերոլը (CBG), կանաբիքրոմենը (CBC) և կանաբինոդիոլը (CBND)։ Կանաբինոիդները ցուցաբերել են հսկայական թերապևտիկ ներուժ և բազմաթիվ հետազոտությունների ուշադրության կենտրոնում են։
Տարբեր կանաբինոիդների և այլ կենսաակտիվ միացությունների՝ տերպենների, պոլիֆենոլների, ֆլավոնոիդների և ալկալոիդների փոխազդեցությունը, ըստ երևույթին, հանգեցնում է առողջության համար էլ ավելի օգտակար ազդեցությունների։ Տարբեր տերպենների, տարբեր կանաբինոիդների և այլ բուսական միացությունների փոխազդեցությունը կոչվում է «ուղեկցող ազդեցություն»։ Այս ուղեկցող ազդեցությունների շնորհիվ ամբողջական սպեկտրով էքստրակտները, որոնք կարելի է հաջողությամբ ստանալ ուլտրաձայնային օժանդակությամբ էքստրակցիայի (UAE) միջոցով, հայտնի են բացառիկ թերապևտիկ ազդեցություններով։
Կանեփի տերպենները
Տերպենոիդները եթերայուղերի բաղադրիչներ են, որոնք հանդիպում են բույսերում։ Կանեփ բույսը շատ հարուստ է տերպեններով։ Կանեփում տերպեններն առաջանում են բույսի տրիխոմներում։ Տրիխոմները փայլուն, կպչուն բյուրեղներ են, որոնք կպչում են տերևներին և ծաղկաբողբոջներին։ Այս տրիխոմները կանեփ բույսի բնական պաշտպանական մեխանիզմն են, որը բույսը պաշտպանում է միջատներից և կենդանիներից։ Իրենց բուրավետ հոտի շնորհիվ տերպենները գործում են որպես վանող նյութեր։ Մեզ՝ մարդկանց համար, կանեփի տերպենների ամենանկատելի հատկանիշը դրանց հոտն է։ Այս տերպենները նպաստում են կանեփ բույսի (արդյունաբերական կանեփի և մարիխուանայի)՝ առողջության համար բազմազան օգտակար ազդեցություններին։
Բացի իրենց բույրից և հոտից, տերպենների մոլեկուլները հզոր բուսական նյութեր են, որոնք ապահովում են տարբեր բժշկական օգուտներ։
Cannabis Sativa ցեղին պատկանող և՛ մարիխուանան, և՛ արդյունաբերական կանեփը պարունակում են բացառիկ քանակությամբ տերպենոիդներ և այդ նյութերի ավելի քան 100 տարբեր տեսակ։
Յուրաքանչյուր տերպեն ունի յուրահատուկ հատկություններ, որոնք տատանվում են հանգստացնողից մինչև տրամադրությունը բարձրացնող։ Օրինակ՝ ներոլիդոլն ունի հանգստացնող և տագնապամարիչ ազդեցություններ, լինալոոլն օգնում է կառավարել տագնապի և արթրիտի ախտանշանները, իսկ միրցենը հայտնի է քրոնիկական ցավը մեղմելու հատկությամբ։ β-Myrcene, Ɣ-pinene և հումուլեն տերպենները նվազեցնում են բորբոքումը և ունեն ցավազրկող ազդեցություններ։
Տարբեր տերպեններ բնորոշ են միայն կանեփին, սակայն կանեփում հանդիպող տերպեններից շատերը հանդիպում են նաև մի շարք այլ բույսերում։ Օրինակ՝ կարիոֆիլենը հանդիպում է կանաչ տերևավոր բանջարեղենում, գայլուկում , ինչպես նաև խնկունու և խնկածաղկի մեջ։ Լիմոնենը ցիտրուսային մրգերում, օրինակ՝ կիտրոններում և նարինջներում հանդիպող հիմնական տերպենն է։
Ուղեկցող ազդեցությունը
Յուրաքանչյուր տերպեն հայտնի է որոշակի թերապևտիկ ազդեցություններով։ Սակայն հայտնի է, որ տերպենները և այլ բուսական միացությունները, ինչպիսիք են պոլիֆենոլներն ու ֆլավոնոիդները, դրսևորում են բացառիկ սիներգիկ ազդեցություններ, որոնք հանգեցնում են կանաբինոիդների միջև բարելավված սիմբիոզի։ Տարբեր կենսաակտիվ միացությունների այս փոխազդեցությունը հայտնի է որպես «ուղեկցող ազդեցություն»։
Ուղեկցող ազդեցությունը բարձրացնում է տերպենների կենսամատչելիությունը և օգնում օրգանիզմին ավելի արդյունավետ յուրացնել կանաբինոիդները։
Կենսաակտիվ միացությունների տեսակները
Կենսաակտիվ միացությունների քանակը, կոնցենտրացիան և բազմազանությունը պայմանավորում են բուսական էքստրակտի բուժիչ հատկությունները։ Այս կենսաակտիվ միացությունները սինթեզվում են որպես երկրորդային մետաբոլիտներ, որոնք չեն նպաստում բույսերի աճին կամ ֆոտոսինթեզին։ Սակայն դրանք վճռորոշ նշանակություն ունեն բույսերի գոյատևման և շրջակա միջավայրի հետ փոխազդեցության համար։ Բուսական կենսաակտիվ միացություններն ընդհանուր առմամբ կարելի է բաժանել երեք դասի՝ տերպեններ և տերպենոիդներ, ալկալոիդներ և ֆենոլային միացություններ։ Ֆենոլային միացությունները բուսական աշխարհում երկրորդային մետաբոլիտների ամենատարածված խումբն են և լայնորեն հայտնի ու գնահատված են իրենց հակաօքսիդիչ ազդեցությամբ։ Ցածր մոլեկուլային զանգվածով ֆենոլային միացությունների մեկ այլ կարևոր դաս են ֆլավոնոիդները, որոնք նույնպես դրսևորում են շատ ուժեղ հակաօքսիդիչ ազդեցություն։
Ֆենոլային միացությունների շարքն ընդգրկում է ֆենոլային թթուներ, օրինակ՝ բենզոյական և հիդրօքսիդարչնաթթուներ, ֆլավոնոիդներ, օրինակ՝ ֆլավոններ և ֆլավոնոլներ, լիգնաններ և ստիլբեններ։ Լրիվ սպեկտրով էքստրակտը (օրինակ՝ ստացված կանեփից ուլտրաձայնային արդյունահանմամբ) պարունակում է այս բոլոր տարբեր բուսական միացությունները, որոնք առողջության վրա ունեն ամենալայն ընդգրկմամբ ազդեցությունները։
Ուլտրաձայնային արդյունահանման աշխատանքի սկզբունքը
Ուլտրաձայնային արդյունահանումը հիմնված է հեղուկ միջավայր ներմուծվող ակուստիկ ալիքների (ուլտրաձայնի) վրա։ Ինտենսիվ ուլտրաձայնային ալիքներն առաջացնում են բարձր ճնշման / ցածր ճնշման ցիկլեր։ Հեղուկի միջով ուլտրաձայնային ալիքների տարածման ընթացքում ճնշման տարբերությունների հետևանքով առաջանում են կավիտացիոն պղպջակներ։ Այս կավիտացիոն պղպջակների ներպայթյունն առաջացնում է էներգիայի բարձր խտությամբ պայմաններ։
Ակտիվ միացությունների և եթերայուղերի ուլտրաձայնային արդյունահանման հիմքում ընկած է ակուստիկ կավիտացիայի աշխատանքի սկզբունքը։ Վերևի նկարում պատկերված են կավիտացիոն պղպջակի փլուզման ազդեցությունը և դրա հետևանքով բուսական նյութից եթերայուղի արտազատումը
աղբյուր՝ Altaf et al. 2018
Ներպայթող կավիտացիոն պղպջակների մերձակայքում պայմանները կարող են ծայրահեղ լինել՝ առաջացնելով մինչև 4500°C ջերմաստիճան և մինչև 100 MPa ճնշում։ Ներպայթյունը և դրա հետևանքով առաջացող ճնշման տարբերությունները կավիտացիոն թեժ կետում առաջացնում են շատ մեծ սահքային ուժեր և տուրբուլենտություն։ Ճնշման տարբերությունների, ջերմաստիճանի տարբերությունների և սահքի այս գործոնների համակցությունը նպաստում է զանգվածափոխանակությանը և, հետևաբար, արդյունահանման գործընթացներին։ Ուլտրաձայնային կավիտացիայի ինտենսիվ ուժերը քայքայում են բջիջները (օրինակ՝ բույսերի, բակտերիաների կամ հյուսվածքների), և ներբջջային նյութերը (օրինակ՝ յուղերը, լիպիդները, սպիտակուցները և ակտիվ միացությունները) արտազատվում են շրջապատող լուծիչի մեջ։
Ուստի ուլտրաձայնային արդյունահանումը նախընտրելի մեթոդ է արդյունահանման գործընթացներն ինտենսիվացնելու համար։
Ուլտրաձայնային արդյունահանումը հիմնված է ակուստիկ կավիտացիայի և դրա հիդրոդինամիկական սահքային ուժերի վրա
Բարձր հզորության ուլտրաձայնային էքստրակտորներ՝ լաբորատոր մասշտաբից մինչև փորձնական և արդյունաբերական մասշտաբներ։