Tecnologia ad ultrasuoni Hielscher

Attrezzature per l'estrazione della cannabis – Il vantaggio della sonicazione

L'estrazione di composti bioattivi come il THC e il CBD dalla cannabis può essere effettuata con diverse tecniche. L'impianto di estrazione ad ultrasuoni ha molti vantaggi che lo rendono il metodo di estrazione superiore. Grazie alle sue alte rese, estratti di alta qualità, processo rapido, bassi costi di investimento e operativi, funzionamento sicuro e facile da usare, l'estrazione ad ultrasuoni è il metodo preferito per i processi di estrazione in piccole produzioni industriali.

Estrazione ultrasonica della cannabis

L'estrazione mediante ultrasuoni si basa sul principio della cavitazione acustica. L'applicazione di ultrasuoni ad alta potenza a liquidi e fanghi provoca intense forze di cavitazione e di taglio. In un impasto di foglie, boccioli, fiori, steli e altre parti di piante, le cellule vegetali sono interrotte da forze di taglio ultrasoniche e i composti bioattivi come il cannabidiolo (CBD) e il tetraidrocannabinolo (THC) vengono rilasciati. L'estrazione ad ultrasuoni è una tecnica altamente efficiente e affidabile per isolare i composti vegetali bioattivi. Soprattutto nella produzione di oli di cannabis di alta qualità, la sonicazione ha convinto grazie alle sue alte rese (maggiore produzione di estratto), eccellente qualità (spettro completo) e tempi di lavorazione rapidi. L'applicazione delle onde ultrasoniche è un trattamento meccanico, atossico, sicuro ed ecologico.

UP100H per l'estrazione

2kW sonicazione batch setup per l'estrazione di cannabis

120 L di estrazione ad ultrasuoni a lotti di cannabis con UIP2000hdT e Agitatore

Vantaggi dell'estrazione ad ultrasuoni

  • maggiore resa
  • Alta qualità
  • Nessuna degradazione termica
  • Estrazione rapida
  • Funzionamento semplice e sicuro
  • Estrazione verde

Perché l'estrazione ad ultrasuoni è il metodo migliore?

efficienza

  • Rendimenti più elevati
  • Processo di estrazione rapida – in pochi minuti
  • Estratti di alta qualità – estrazione dolce, non termica
  • Solventi verdi (acqua, etanolo, glicerina, oli vegetali, ecc.)

Semplicità

  • Plug-and-play - Configurazione e funzionamento in pochi minuti
  • Elevata produttività - Per la produzione di estratti su larga scala
  • Funzionamento in linea a lotti o continuo
  • Semplice installazione e messa in funzione
  • Portatile / Mobile - Unità portatili o costruite su ruote
  • Scala lineare verso l'alto - aggiungere un altro sistema a ultrasuoni in parallelo per aumentare la capacità produttiva
  • Monitoraggio e controllo a distanza - tramite PC, smartphone o tablet
  • Nessuna supervisione del processo richiesta - Configurazione e funzionamento
  • Prestazioni elevate - progettato per una produzione continua 24 ore su 24, 7 giorni su 7 giorni su 7
  • Robustezza e bassa manutenzione
  • Alta qualità – progettato e costruito in Germania
  • Carico e scarico rapido tra i lotti
  • Facile da pulire

La sicurezza

  • Semplice e sicuro da usare
  • Estrazione senza solventi o a base di solventi (acqua, etanolo, oli vegetali, glicerina, ecc.)
  • Nessuna pressione e temperatura elevata
  • Disponibili sistemi antideflagranti certificati ATEX
  • Facile da controllare (anche tramite telecomando)
UP400St estrazione ad ultrasuoni di piante in lotti da 8 litri

UP400St Estrazione ad ultrasuoni di prodotti botanici come la cannabis in lotti da 8 litri

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Apparecchiature di estrazione ad ultrasuoni ad alte prestazioni

UIP16000 (16kW) is Hielscher's most powerful ultrasonic extraction equipment.Hielscher Ultrasonic è il vostro partner di fiducia quando si tratta di apparecchiature di estrazione ad ultrasuoni ad alte prestazioni per l'estrazione di cannabis e di altri vegetali. Con innumerevoli installazioni in tutto il mondo, gli estrattori ad ultrasuoni Hielscher sono ben noti per la loro elevata velocità di estrazione, affidabilità e robustezza.
Da piccoli ultrasuoni da banco compatti, come gli ultrasuoni da banco, come il UP400St (400W) alla più potente azienda a livello mondiale UIP16000 (16kW, vedi foto a sinistra), Hielscher copre l'intera gamma di attrezzature per l'estrazione. Questo ci permette di consigliarvi l'estrattore ad ultrasuoni più adatto alle vostre esigenze di processo.
Ultrasuoni Hielscher’ i processori ad ultrasuoni industriali possono fornire ampiezze molto elevate. Ampiezze fino a 200µm possono essere facilmente gestite ininterrottamente in funzionamento 24/7. Per ampiezze ancora maggiori, sono disponibili sonotrodi ad ultrasuoni personalizzati. La robustezza delle apparecchiature ad ultrasuoni Hielscher consente un funzionamento 24/7 in ambienti gravosi e impegnativi.
La tabella seguente fornisce un'indicazione della capacità di lavorazione approssimativa dei nostri ultrasuoni:

Volume di batch Portata Dispositivi raccomandati
1 - 500mL UP100H
10 a 8000mL UP200Ht, UP400St
0.5-150L 0,2 - 4L/min UIP2000hdT
da 1 a 300L 2 - 10L/min UIP4000hdT
10 - 100L/min UIP16000
più grande cluster di UIP16000

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  • Processore ad ultrasuoni da 400 watt per l'estrazione di piccoli lotti (fino a 8L)



  • Processore ad ultrasuoni da 2000 watt per grandi lotti (ad es. 150 litri) o estrazione in linea continua



  • Processore ad ultrasuoni da 4000 watt per grandi lotti (ad es. 300L) o estrazione in linea continua



  • Processore ad ultrasuoni da 16000 watt per l'estrazione continua in linea


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Hielscher Ultrasonics produce ultrasuoni ad alte prestazioni per applicazioni geochimiche.

Processori ad ultrasuoni ad alta potenza da laboratorio a scala pilota e industriale.



Particolarità / Cose da sapere

Panoramica e confronto dei più comuni metodi di estrazione della cannabis

estrazione ad ultrasuoni

Prodotto: L'estrazione ad ultrasuoni produce un estratto a spettro completo di alta qualità. L'estratto grezzo viene raffinato per filtrazione, distillazione e/o svernamento.
Costo dell'attrezzatura: a partire da circa 5.000 dollari fino a diversi 100.000 dollari a seconda della capacità e della configurazione.
Allestimento: in funzionamento a lotti/barile o continuo in linea
Competenze tecniche: facile e sicuro da maneggiare e utilizzare
Solvente: possono essere utilizzati tutti i tipi di solventi come acqua, miscela acqua-alcool, alcool isopropilico, esano, etanolo, metanolo, butano, oli vegetali (olio di cocco, olio di oliva), glicerina, ecc.
Composti mirati: spettro completo (tutti i cannabinoidi e i terpeni disponibili)
Principali vantaggi: alto rendimento, facile da usare, economico, facile scale-up alla produzione industriale

Estrazione con solvente (alcool, etanolo)

Prodotto: tipicamente un estratto grezzo che richiede un ulteriore affinamento come la svernamento o la filtrazione. Normalmente l'estratto di etanolo viene ulteriormente raffinato attraverso la distillazione dopo l'inverno e la filtrazione.
Costo dell'attrezzatura: tra i 5.000 e i milioni di dollari a seconda delle dimensioni, delle capacità o delle capacità di automazione.
Competenze tecniche: istruito in chimica di base/moderato.
Composti mirati: tutti i cannabinoidi disponibili, estratto risultante ha basse quantità di monoterpeni.

LE EMISSIONI DI CO2 estrazione

Prodotto: estratto grezzo che richiede un ulteriore affinamento, come la svernamento o la filtrazione
Costo dell'attrezzatura: tra 100.000 dollari e milioni di dollari, a seconda delle dimensioni, delle capacità o dell'automazione.
Competenze tecniche: istruito per il funzionamento di CO2 liquida (sistema ad alta pressione – sicurezza)
Composti mirati: cannabinoidi con basse quantità di monoterpeni

Estrazione di idrocarburi

Prodotto: frammenti, gemme, gemme, cera, HTFSE, HCFSE, o estratti grezzi per la distillazione, o terpeni da aggiungere alla distillazione.
Costo dell'attrezzatura: da $5.000 a $100.000 a seconda delle dimensioni e delle capacità.
Competenze tecniche: istruito in chimica e sicurezza (uso di fluidi infiammabili, butano liquido)
Composti mirati: tutti i cannabinoidi

Applicazione delle onde ultrasoniche per l'estrazione

Quando gli ultrasuoni ad alte prestazioni vengono applicati a sistemi liquidi (compresi fanghi e paste viscose) si genera una cavitazione acustica. La cavitazione acustica descrive il fenomeno della generazione, crescita ed eventuale implosione delle bolle di cavitazione. Durante la propagazione delle onde ultrasoniche, le bolle del vuoto oscillano, crescono e collassano nel punto in cui la bolla non può assorbire più energia. L'implosione della bolla crea localmente condizioni estreme di temperature, pressioni, velocità di riscaldamento e raffreddamento molto elevate, nonché differenziali di pressione e getti di liquido. Le condizioni estreme provocano effetti termici, meccanici e chimici. La perturbazione cellulare e il rilascio di composti bioattivi (= estrazione) è un effetto meccanico, che è molto efficace ed efficiente.

La cavitazione ultrasonica / acustica crea forze molto intense che aprono le pareti cellulari note come lisi (clicca per ingrandire!).

L'estrazione ad ultrasuoni si basa sulla cavitazione acustica e le sue forze di taglio idrodinamiche.

Grazie alla sua capacità di estrazione superiore, all'elevata velocità di estrazione, alla velocità di processo e al funzionamento semplice e sicuro, l'estrazione a ultrasuoni viene utilizzata con successo per i composti vegetali del collettore di estrazione.

I perturbatori a ultrasuoni sono utilizzati per l'estrazione da fonti di fitofarmaci (ad esempio piante, alghe, funghi).

Estrazione ultrasonica dalle cellule: la sezione trasversale microscopica (ST) mostra il meccanismo delle azioni durante l'estrazione ultrasonica dalle cellule (ingrandimento 2000x) [risorsa: Vilkhu et al. 2011].

Importanti esempi di estrazione ad ultrasuoni sono cannabis (cannabinoidi e olio di cannabis da marijuana e canapa), curcumina, pepe, zafferano, caffè, zucca amara, olio d'oliva, olio di avocado, henné, Erbe ayurvediche, zenzero, e altri erbe medicinali.

Decarbossilazione

La decarbossilazione è un passo importante per la produzione efficiente dei principali composti bioattivi della cannabis, come il Δ9-tetraidrocannabinolo (Δ9-THC), il cannabidiolo (CBD) e il cannabigerolo (CBG). La decarbossilazione, nota anche come "attivante" o "decarbossilazione", viene applicata come pretrattamento per aumentare il contenuto di THC (delta9-tetraidrocannabinolo) nel materiale vegetale. La decarbossilazione chimica è una reazione in cui un gruppo carbossilico (-COOH) viene rimosso e l'anidride carbonica (CO2) viene rilasciato. Al fine di aumentare il contenuto di THC della materia vegetale di cannabis, viene applicata la fase del processo di decarbossilazione. Per decarbossilazione, la quantità di acido non psicoattivo Δ9-tetraidrocannabinolico (THCA) può essere convertita in THC psicoattivo. Δ9-Tetraidrocannabinolico decarbossilati acido quando riscaldato (a circa 105°C / 220°F per 30 min. quando il materiale secco, fino a 90min. per materiale vegetale umido) e si converte poi al composto psicoattivo Δ9-Tetraidrocannabinolo.
Allo stesso modo, le piante di cannabis ricche di CBD-A possono essere decarbossilate mediante trattamento termico e quindi convertite in CBD. Per la svernamento del materiale vegetale, il materiale vegetale tritato essiccato viene riscaldato a circa 160°C per 30-60min. per avviare la decarbossilazione.
Decarbossilazione Temperature per i cannabinoidi:
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

Processi a valle – Filtrazione e distillazione

Dopo l'estrazione ad ultrasuoni, le particelle di cannabis devono essere filtrate dal liquido. Pertanto, il fango di cannabis viene filtrato attraverso un filtro, come una rete (ad esempio un calzino da filtro) o utilizzando una filtropressa. Il liquore madre risultante del solvente (ad esempio etanolo) e dell'estratto di cannabis viene quindi concentrato separando l'etanolo. Tipici metodi di distillazione per la rimozione dei solventi sono gli evaporatori rotativi o i sistemi di distillazione sotto vuoto.
Un evaporatore rotante (colloquialmente roto-vap) è comunemente usato per separare solventi come l'etanolo dalla cannabis, producendo così un olio di cannabis raffinato. La temperatura regolata e la facilità di manipolazione fanno dell'evaporatore rotante l'apparecchiatura di distillazione dominante nell'industria della cannabis.
La distillazione sottovuoto è utilizzata principalmente per isolare il CBD per uso farmaceutico e medicinale, dove è necessario rimuovere terpeni e/o THC. Poiché i terpeni, il THC e il CBD hanno punti di ebollizione elevati (tra 160-250°C / 310-482°F), in condizioni atmosferiche una distillazione richiederebbe un trattamento ad alta temperatura, che si accompagna alla degradazione termica dei cannabinoidi termosensibili. Inoltre, l'esposizione all'ossigeno innesca reazioni ossidative, che influenzano negativamente la qualità dei cannabinoidi. Con l'applicazione del vuoto, i punti di ebollizione vengono abbassati. Inoltre, l'ossigeno viene rimosso con l'applicazione del vuoto. In questo modo, la distillazione sotto vuoto riduce la degradazione termica e ossidativa degli estratti.

Inverno

L'inverno è il processo di rimozione dei lipidi, grassi e cere vegetali mediante un lavaggio con alcool per separare cannabinoidi e terpeni da sostanze indesiderate, come cere vegetali, grassi e clorofilla. Per la svernamento l'olio di cannabis estratto viene posto in etanolo e raffreddato a temperature inferiori a -20°C / -6°F. A queste basse temperature, lipidi, grassi e cere precipitano e possono essere rimossi.