Estrazione della cannabis in lotti mediante sonicazione a sonda

L’estrazione di cannabinoidi come CBD, THC, CBN ecc. dalla canapa e dalla marijuana per scopi produttivi prevede una combinazione di trinciatura, macinazione o frantumazione della pianta di cannabis, estrazione con solvente assistita da ultrasuoni e successivo isolamento dei composti bioattivi. Di seguito sono riportate istruzioni pratiche per l’estrazione della cannabis a ultrasuoni nella produzione in lotti su media scala, utilizzando fusti di grandi dimensioni, ad esempio da 120L.

Materiali e attrezzature per l’estrazione della cannabis

• Foglie di cannabis (canapa o marijuana)
• Etanolo acquoso (80% o superiore)
• Frullatore o macinatore
• Sonicatore a sonda UIP2000hdT
• Agitatore meccanico
• Refrigeratore o sistema di raffreddamento per il recipiente di estrazione
• Contenitore o lotto per uso alimentare (ad esempio in acciaio inossidabile o plastica)
• Filtro a rete o sistema di filtrazione sotto vuoto
• Evaporatore rotante
• Contenitori per la conservazione

Protocollo di estrazione della cannabis assistita da sonicazione

Preparazione:
Assicurarsi che tutte le attrezzature siano pulite e sterilizzate.
Misurare e preparare la quantità desiderata di materiale vegetale di cannabis da sottoporre a estrazione.
Montare l’agitatore e il sonicatore sopra il recipiente di estrazione.
 
Facoltativo: Raffreddare l’etanolo acquoso alla temperatura più bassa possibile. (Se si desidera eseguire l’estrazione a temperature criogeniche, raffreddare a -150 gradi Celsius (-238 gradi Fahrenheit). L’estrazione criogenica aiuta a ridurre il rilascio di clorofilla).
 
Istruzioni passo per passo:
 

1. Macinare o frantumare le foglie essiccate di cannabis fino a ottenere particelle grossolane di circa 2–4 millimetri. Nel nostro esempio utilizziamo 10kg di particelle di materiale vegetale essiccato di cannabis.
2. Aggiungere quindi le particelle di cannabis al recipiente di estrazione.
3. Successivamente, aggiungere 100L di etanolo acquoso al becher contenente il materiale di cannabis da sottoporre a estrazione. Qui utilizziamo un rapporto cannabis/solvente di 1:10. Il rapporto cannabis/solvente può variare in funzione della specifica varietà di cannabis, dei composti di interesse e delle dimensioni delle particelle.
4. Accendere l’agitatore per miscelare la sospensione. Dopo 2–3 minuti, la sospensione è premiscelata.
5. Lasciare l’agitatore in funzione. Accendere il sonicatore e sottoporre a sonicazione la sospensione di cannabis. Utilizzando UIP2000hdT, eseguire la sonicazione per circa 5–10 minuti. Tenere presente che la temperatura e il tempo di estrazione possono variare in funzione della potenza ultrasonica utilizzata. Se si trattano volumi maggiori, sono necessari tempi di sonicazione più lunghi.
6. Dopo il processo di sonicazione, filtrare la miscela sonicata attraverso un tessuto filtrante oppure utilizzare la filtrazione sotto vuoto per separare l’etanolo acquoso contenente i cannabinoidi estratti e gli altri composti bioattivi dal residuo solido di cannabis.
7. Facoltativo: la winterizzazione è un processo che prevede il raffreddamento dell’estratto per far precipitare cere e lipidi, che vengono poi rimossi mediante filtrazione. Dopo la winterizzazione, l’estratto viene sottoposto a un’ulteriore evaporazione o ad altre fasi di purificazione per isolare i cannabinoidi.
8. Utilizzare quindi la distillazione, l’evaporazione o l’evaporazione rotante per isolare i cannabinoidi e i composti bioattivi dal solvente.
9. Successivamente è possibile purificare ulteriormente l’estratto per ottenere composti specifici oppure trasferirlo in contenitori per la conservazione.

Estrazione criogenica con etanolo

Le temperature criogeniche vengono utilizzate nei processi di estrazione con etanolo per migliorare l’efficienza di estrazione e ridurre al minimo l’estrazione di composti indesiderati, come clorofilla e cere. Temperature più basse possono inoltre contribuire a preservare composti volatili come i terpeni.

Aumento di scala: dall’estrazione a ultrasuoni in lotti all’estrazione in linea

Se si intende aumentare la scala del proprio metodo di estrazione della cannabis passando dal trattamento in lotti all’estrazione continua in linea, consigliamo di installare una cella di flusso a ultrasuoni sul sonicatore. È possibile mantenere costanti i rapporti solido/liquido e tutti gli altri parametri. L’estrazione di quantità maggiori di cannabinoidi dalla canapa o dalla marijuana mediante un sistema a ultrasuoni a flusso continuo è un metodo sofisticato per ottenere grandi volumi di estrazione. Hielscher Ultrasonics offre reattori con cella di flusso progettati per l’estrazione di materiale vegetale.
Se siete interessati a trattare grandi flussi di cannabis, vi invitiamo a contattarci direttamente per maggiori informazioni. Il nostro team tecnico sarà lieto di aiutarvi a individuare la configurazione più adatta alle vostre esigenze specifiche. Offriamo diverse configurazioni industriali per l’estrazione di composti vegetali di grado alimentare e farmaceutico.

Sonicatore a sonda UIP1000hdT con agitatore per la produzione di estratti vegetali come i cannabinoidi (ad esempio CBD, THC, CBG)

Letteratura / Riferimenti

• 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.
• Turrini, Federica; Donno, Dario; Beccaro, Gabriele; Zunin, Paola; Pittaluga, Anna; Boggia, Raffaella (2019): Pulsed Ultrasound-Assisted Extraction as an Alternative Method to Conventional Maceration for the Extraction of the Polyphenolic Fraction of Ribes nigrum Buds: A New Category of Food Supplements Proposed by The FINNOVER Project. Foods. 8. 466; 2019
• Dent M., Dragović-Uzelac V., Elez Garofulić I., Bosiljkov T., Ježek D., Brnčić M. (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound Assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from sage (Salvia officinalis L.). Chem. Biochem. Eng. Q. 29(3), 2015. 475–484.