Attrezzature per l'estrazione della cannabis – Il vantaggio della sonicazione
Le apparecchiature per l'estrazione a ultrasuoni presentano numerosi vantaggi che le rendono il metodo di estrazione superiore per la canapa e la marijuana. Sebbene l'estrazione di composti bioattivi come il THC e il CBD dalla cannabis possa essere effettuata con diverse tecniche, la sonicazione offre numerosi vantaggi. Grazie agli alti rendimenti, agli estratti di alta qualità, alla rapidità del processo, ai bassi costi di investimento e operativi, alla sicurezza e alla facilità di utilizzo, l'estrazione a ultrasuoni è il metodo preferito per i processi di estrazione nella produzione di estratti di cannabis sia a livello industriale che a livello di piccole dimensioni.
Vantaggi dell'estrazione della cannabis a ultrasuoni
Gli ultrasuonatori a sonda sono un tipo di apparecchiatura per l'estrazione che utilizza le onde a ultrasuoni per scomporre il materiale vegetale ed estrarre i composti desiderati. È stato dimostrato che questo metodo supera i metodi di estrazione tradizionali nell'estrazione della cannabis per diversi motivi:
- Efficienza: Le sonde a ultrasuoni possono estrarre una percentuale maggiore di composti target dal materiale vegetale rispetto ai metodi di estrazione tradizionali, come l'estrazione con solvente o la distillazione a vapore. Questo perché le sonde a ultrasuoni utilizzano onde sonore ad alta frequenza per rompere il materiale vegetale a livello cellulare, rendendo più facile l'estrazione dei composti desiderati.
- Estrazione rapida: Le sonde a ultrasuoni possono estrarre i composti target dal materiale vegetale in pochi minuti, mentre i metodi di estrazione tradizionali possono richiedere ore o addirittura giorni. Ciò significa che le sonde a ultrasuoni possono trattare più materiale in meno tempo, rendendolo un metodo di estrazione più efficiente.
- Spettro completo: Gli ultrasuonatori a sonda estraggono l'intera gamma di composti bioattivi. Ciò consente di produrre estratti a spettro completo con sonde a ultrasuoni, noti per il loro effetto entourage, che può essere importante per scopi medicinali o di ricerca.
- Sicurezza: Le sonde a ultrasuoni sono considerate un metodo di estrazione più sicuro rispetto ai metodi tradizionali, come l'estrazione con solventi, che può comportare l'uso di solventi infiammabili e potenzialmente tossici, o gli estrattori di CO2 supercritica, che funzionano ad alte pressioni. Gli ultrasuoni sono compatibili con qualsiasi tipo di solvente, compresi acqua ed etanolo acquoso, il che li rende un metodo di estrazione più sicuro ed ecologico.
Riassumendo, l'estrazione della cannabis con sonde a ultrasuoni presenta diversi vantaggi rispetto ai metodi di estrazione tradizionali, tra cui una maggiore efficienza, velocità, selettività e sicurezza.
Estrattore a ultrasuoni UIP2000hdT (2kW) per la produzione industriale di estratti di cannabis completamente naturali e biologici.
Ultrasuonatori contro estrattori di CO2 per l'estrazione della cannabis
L'estrazione di CO2 supercritica è un metodo convenzionale per la produzione di estratti di cannabis. Tuttavia, a causa dei costi elevati, dei problemi di sicurezza e del funzionamento complesso, gli ultrasonici hanno sostituito numerosi estrattori di CO2 installati. Leggete qui di seguito i vantaggi per cui la sonicazione supera l'estrazione supercritica con CO2.
- Rendimento: È stato dimostrato che l'estrazione a ultrasuoni produce rese più elevate di composti desiderati rispetto all'estrazione con CO2. Questo perché l'estrazione a ultrasuoni è in grado di scomporre il materiale vegetale a livello cellulare, consentendo un'estrazione più efficiente dei composti target.
- Velocità: L'estrazione a ultrasuoni può essere completata in pochi minuti, mentre l'estrazione con CO2 può richiedere diverse ore. Ciò significa che l'estrazione a ultrasuoni è un metodo più veloce e può trattare grandi volumi di materiale in meno tempo.
- Selettività: L'estrazione a ultrasuoni consente di ottenere estratti ad ampio spettro, che contengono un'ampia gamma di composti bioattivi. Gli estratti ad ampio spettro sono preziosi per il loro cosiddetto effetto entourage, in cui le sostanze supportano e rafforzano sinergicamente i loro effetti specifici. Ciò rende l'estrazione a ultrasuoni un'ottima opzione per estratti terapeutici e per scopi di ricerca.
- Efficienza energetica: L'estrazione a ultrasuoni utilizza meno energia rispetto all'estrazione con CO2, rendendola un'opzione più rispettosa dell'ambiente.
- Costo dell'attrezzatura: L'attrezzatura per l'estrazione a ultrasuoni è generalmente meno costosa di quella per l'estrazione di CO2, il che può renderla un'opzione più accessibile per i produttori su piccola scala.
- Sicurezza: L'estrazione a ultrasuoni può essere eseguita senza utilizzare solventi infiammabili o tossici. L'acqua o l'etanolo acquoso sono i solventi più comunemente utilizzati per l'estrazione della cannabis. L'estrazione con CO2 richiede invece l'uso di CO2 ad alta pressione. Queste pressioni elevate comportano il rischio di perdite di CO2 o di guasti alle apparecchiature e i relativi pericoli legati all'alta pressione. Pertanto, l'estrazione a ultrasuoni è considerata un metodo più sicuro sia per gli operatori che per l'ambiente.
Estrazione ultrasonica della cannabis – Il principio di funzionamento degli ultrasuoni nell'estrazione
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.
120 L di estrazione ad ultrasuoni a lotti di cannabis con UIP2000hdT e Agitatore
- maggiore resa
- Alta qualità
- Nessuna degradazione termica
- Estrazione rapida
- Funzionamento semplice e sicuro
- Estrazione verde
In sintesi – I vantaggi degli estrattori a ultrasuoni Hielscher
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 prodotti botanici come la cannabis in lotti da 8 litri
Apparecchiature a ultrasuoni per l'estrazione della cannabis
Hielscher Ultrasonic è il vostro partner di fiducia quando si tratta di apparecchiature di estrazione a ultrasuoni ad alte prestazioni per l'estrazione di cannabis e altre sostanze botaniche. Con innumerevoli installazioni in tutto il mondo, gli estrattori a ultrasuoni Hielscher sono ben noti per l'elevato tasso di estrazione, l'affidabilità e la robustezza.
Dagli ultrasuoni da banco più piccoli e compatti, come l'UP400St (400W), fino al più potente UIP16000hdT, Hielscher copre l'intera gamma di apparecchiature per l'estrazione a ultrasuoni. Questo ci permette di consigliarvi l'estrattore a ultrasuoni più adatto alle vostre esigenze di processo.
Progettazione, produzione e consulenza – Qualità Made in Germany
Gli ultrasuoni Hielscher sono noti per i loro elevati standard di qualità e design. La robustezza e la facilità d'uso consentono un'agevole integrazione dei nostri ultrasuoni negli impianti industriali. Gli ultrasuonatori Hielscher sono in grado di gestire facilmente condizioni difficili e ambienti impegnativi.
Hielscher Ultrasonics è un'azienda certificata ISO e pone particolare enfasi sugli ultrasuonatori ad alte prestazioni, caratterizzati da tecnologia all'avanguardia e facilità d'uso. Naturalmente, gli ultrasuoni Hielscher sono conformi alla normativa CE e soddisfano i requisiti UL, CSA e RoH.
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 |
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 acustica, generata da ultrasuoni ad alta intensità e bassa frequenza, crea intense forze di taglio e differenziali di pressione e temperatura elevati a livello locale, che forniscono l'impatto necessario per la rottura delle cellule, l'intensa miscelazione e il trasferimento di massa. Queste forze di taglio ultrasoniche sono state applicate con successo per l'estrazione della cannabis.
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.
Le potenti onde a ultrasuoni rompono la matrice cellulare delle strutture biologiche e rilasciano i composti bioattivi. Il trasferimento di massa tra il materiale vegetale e il solvente viene intensificato. Grazie a questi meccanismi, l'estrazione a ultrasuoni è altamente efficiente per l'estrazione della cannabis.
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, tèe 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.
Hielscher Ultrasonics produce omogeneizzatori a ultrasuoni ad alte prestazioni da laboratorio a dimensione industriale.