Estrazione della cannabis a ultrasuoni rapida e semplice
Estrai cannabinoidi, terpeni e altri preziosi composti della cannabis più rapidamente con i sistemi di estrazione a ultrasuoni Hielscher. Gli ultrasuoni di potenza intensificano il trasferimento di massa, disgregano le cellule vegetali e contribuiscono a rilasciare efficacemente i composti attivi nel solvente scelto – dall’etanolo e dagli oli alimentari ai mezzi di estrazione specializzati.
Apparecchiature per l’estrazione della cannabis a ultrasuoni per rese più elevate e un trattamento più rapido
Che tu stia sviluppando un protocollo di laboratorio, convalidando un processo pilota o passando alla produzione industriale, i sonicatori Hielscher ti offrono un controllo preciso su ampiezza, temperatura, pressione, tempo di permanenza e condizioni del solvente. Questo rende l’estrazione a ultrasuoni una scelta affidabile per ottenere estratti riproducibili di cannabis e canapa con tempi di trattamento brevi e una capacità di trattamento scalabile.
Perché i produttori scelgono l’estrazione a ultrasuoni Hielscher:
- Estrazione più rapida di cannabinoidi e terpeni
- Elevata efficienza di estrazione e qualità del prodotto riproducibile
- Trattamento delicato e non termico per i composti termosensibili
- Compatibile con i comuni solventi di estrazione, compresi etanolo e oli veicolanti
- Facile passaggio dalle prove di laboratorio alla produzione industriale su vasta scala
- Consulenza di processo, prove di fattibilità e supporto all’installazione da parte degli ingegneri Hielscher
Indicaci la materia prima, il solvente, le dimensioni del lotto o la portata e l’estratto desiderato. Ti consiglieremo una configurazione a ultrasuoni e parametri di processo adatti alla tua applicazione.
Sonicatore UP400St per l’estrazione della cannabis
| Metodo | Difficoltà e criticità | Vantaggi dell’estrazione a ultrasuoni |
|---|---|---|
| Macerazione | Tempi di trattamento lunghi | Trasferimento di massa più rapido e tempi di estrazione più brevi |
| Soxhlet | Esposizione al calore e fabbisogno di solvente | Estrazione più delicata a temperature inferiori |
| CO₂ supercritica | Costo di investimento e limiti della capacità di trattamento | Può essere combinata con altri metodi o integrata in impianti esistenti per migliorare l’estrazione |
| Estrazione con etanolo | Resa, velocità, conservazione dei terpeni | Migliore disgregazione cellulare e parametri riproducibili |
Sonicatori Hielscher per l’estrazione della cannabis – Efficienza scientificamente dimostrata!
Casiraghi e i suoi colleghi dell’Università degli Studi di Milano, in Italia, hanno confrontato tre metodi di estrazione della cannabis: estrazione a ultrasuoni, estrazione Soxhlet e macerazione.
Lo studio mirava a indagare l’efficacia dell’estrazione a ultrasuoni per l’estrazione dei cannabinoidi dalla cannabis sativa e a confrontarla con altri metodi di estrazione, come l’estrazione Soxhlet e la macerazione.
I ricercatori hanno utilizzato il processore a ultrasuoni Hielscher UP200Ht (vedi immagine a sinistra) per il processo di estrazione e hanno riscontrato che il metodo di estrazione assistita da ultrasuoni era più efficace nell’estrarre i cannabinoidi rispetto agli altri due metodi. L’estrazione a ultrasuoni era anche più rapida, più efficiente e richiedeva meno lavoro rispetto agli altri metodi.
L’estrazione è stata eseguita utilizzando olio d’oliva come solvente. Il materiale vegetale è stato aggiunto al solvente e sottoposto a sonicazione per 10 minuti al 60% di ampiezza con il sonicatore UP200Ht.
Dopo la fase di sonicazione, l’estratto è stato filtrato e il solvente è stato evaporato a pressione ridotta per ottenere un estratto concentrato. L’estratto è stato quindi analizzato per determinarne il contenuto di cannabinoidi mediante cromatografia liquida ad alte prestazioni (HPLC).
Nel complesso, i risultati di questo studio hanno dimostrato che l’estrazione a ultrasuoni dei cannabinoidi CBD e THC in olio d’oliva è un metodo efficace per estrarre cannabinoidi dal materiale vegetale di Cannabis sativa, con rese e purezza elevate.
Uno dei vantaggi dell’estrazione a ultrasuoni con l’UP200Ht è la possibilità di ottenere rese di cannabinoidi più elevate in tempi più brevi rispetto ai metodi di estrazione tradizionali. I ricercatori hanno inoltre osservato che l’estrazione a ultrasuoni era un metodo più rispettoso dell’ambiente rispetto ad altri metodi di estrazione, poiché richiede meno solvente ed energia. Inoltre, l’estrazione a ultrasuoni può essere facilmente trasferita alla produzione industriale, rendendola un metodo promettente per la produzione su larga scala di estratti di CBD.
In conclusione, lo studio suggerisce che l’estrazione a ultrasuoni con l’UP200Ht è un metodo promettente per l’estrazione dei cannabinoidi dalla cannabis sativa a scopo medicinale.
L’estrazione a ultrasuoni è un metodo altamente efficiente per estrarre cannabinoidi come CBD e THC. È stato utilizzato olio d’oliva come solvente e l’estrazione a ultrasuoni è stata eseguita con l’UP200ST.
(immagine e studio: © Casiraghi et al., 2022)
Sonicatore industriale UIP2000hdT con agitatore in un fusto per l’estrazione della cannabis su larga scala
Condizioni di sonicazione ed estrazione
Gli estrattori a ultrasuoni Hielscher ti offrono il pieno controllo di tutti i parametri di processo rilevanti, compresi ampiezza, tempo di sonicazione, pressione, temperatura, portata e composizione del solvente. Questo consente di ottimizzare il processo di estrazione in funzione della resa, del profilo dell’estratto, della capacità di trattamento e dei requisiti di lavorazione a valle.
Processo di sonicazione della cannabis
L’estrazione assistita da ultrasuoni si basa su cicli ripetuti di alta e bassa pressione. Questi cicli alternati di alta e bassa pressione, che si ripetono 20.000 volte al secondo durante la sonicazione, generano intense forze di taglio e getti di liquido. Questa sollecitazione estrema supera la selettività della membrana, perfora e rompe la parete cellulare e determina un elevato trasferimento di massa tra l’interno della cellula e il solvente circostante. L’estrazione a ultrasuoni permette di ottenere rese più elevate e tempi di estrazione più brevi. Poiché l’estrazione a ultrasuoni è un processo riproducibile, i risultati dell’estrazione possono essere replicati per ottenere una qualità standardizzata dell’estratto.
Gli estrattori a ultrasuoni Hielscher ti offrono il pieno controllo dei parametri di estrazione importanti. Regolando ampiezza, durata, pressione e composizione del liquido, è possibile controllare e riprodurre con precisione il risultato del processo di estrazione.
Solventi per l’estrazione della cannabis
L’estrazione a ultrasuoni è compatibile con tutti i solventi comuni e ti permette di utilizzare il solvente che preferisci, scegliendo tra acqua, solventi e oli (ad es. H2O, CO2, etanolo, metanolo, butano, propano, olio d’oliva, olio di cocco ecc.).
I solventi e i mezzi di estrazione comuni comprendono:
Per i prodotti orali si preferiscono spesso solventi di grado alimentare e oli veicolanti. Per le prove analitiche e il controllo qualità si possono utilizzare solventi da laboratorio. Per l’estrazione industriale dei cannabinoidi, l’etanolo e i processi basati sulla CO2 sono scelte comuni. La sonicazione può migliorare il trasferimento di massa in molti di questi sistemi di solventi e può quindi contribuire a ridurre i tempi di estrazione, migliorare l’efficienza di estrazione o favorire la standardizzazione del processo.
Temperatura di estrazione
Per molti processi di estrazione da materiali vegetali, si ottiene un’estrazione a ultrasuoni efficace a temperature di processo comprese tra 0°C e 60°C. Temperature più basse possono contribuire a preservare i composti aromatici volatili e gli ingredienti termosensibili, mentre temperature moderate possono migliorare la solubilità e la velocità di estrazione. La temperatura ideale dipende dal solvente, dalla biomassa, dai composti desiderati e dalle specifiche del prodotto finale.
I sistemi a ultrasuoni Hielscher possono essere integrati con camicie di raffreddamento, scambiatori di calore e reattori a temperatura controllata per mantenere il processo di estrazione nell’intervallo di temperatura desiderato.
Metodi di estrazione combinati – Sinergie
L’integrazione di un sonicatore in un impianto esistente per l’estrazione della cannabis può contribuire a migliorare le prestazioni di estrazione, aumentare la capacità di trattamento, ridurre i tempi di estrazione o rendere il processo più riproducibile.
L’estrazione a ultrasuoni può essere facilmente combinata con pressione, calore, condizioni di estrazione supercritica o un estrattore Soxhlet per migliorare i risultati e/o adattare la configurazione di estrazione a requisiti specifici. L’integrazione di un sonicatore in un impianto esistente per l’estrazione della cannabis è di particolare interesse quando un metodo di estrazione esistente non raggiunge le prestazioni e la produzione desiderate.
Le apparecchiature di estrazione già esistenti possono essere facilmente potenziate integrando un estrattore a ultrasuoni. Saremo lieti di aiutarti nella valutazione del processo, nella selezione delle apparecchiature, nella definizione delle soluzioni di installazione e nell’integrazione nelle tue linee di produzione esistenti.
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Campi di applicazione dell’estrazione della cannabis a ultrasuoni
Il controllo preciso del processo e la scalabilità lineare consentono di trasferire i parametri di estrazione dalle prove di laboratorio alla produzione pilota e alla produzione su scala industriale. Questo permette ai produttori di sviluppare un metodo di estrazione affidabile, convalidarlo su scala ridotta e aumentare la scala con sicurezza.
I cannabinoidi, i terpeni e gli altri principi attivi della pianta di cannabis vengono estratti per molteplici scopi. L’estrazione a ultrasuoni è un metodo affidabile per ottenere estratti della pianta di cannabis per
- la produzione medica/farmaceutica
- i prodotti a base di cannabis per uso ricreativo
- la produzione nutraceutica e alimentare
- prima della lavorazione a valle, ad es. la nanoemulsificazione
- i test di potenza dei farmaci
- le analisi forensi/chimiche
Estrattori a ultrasuoni – Per piccola e grande scala
Hielscher Ultrasonics è il tuo partner per apparecchiature di estrazione a ultrasuoni ad alte prestazioni. Che tu voglia produrre piccoli lotti di estratti di CBD di alta qualità per il tuo marchio di nicchia o trattare grandi quantità di canapa o marijuana su scala industriale – Hielscher Ultrasonics ha l’apparecchiatura di estrazione a ultrasuoni ideale per te!
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Ti aiutiamo: il nostro servizio di consulenza e ottimizzazione dei processi
Hielscher Ultrasonics vanta una lunga esperienza nel trattamento a ultrasuoni e una conoscenza approfondita dei processi di estrazione a ultrasuoni. Ti assistiamo con consigli sul sonicatore più adatto al tuo processo e ti insegniamo a utilizzare i nostri dispositivi nel modo più efficiente. I nostri ingegneri sono disponibili per il servizio di installazione in tutto il mondo.
Nel nostro laboratorio per i processi a ultrasuoni in Germania, completamente attrezzato, il nostro team di ingegneri di processo e chimici è in grado di sviluppare e ottimizzare il tuo processo per te o insieme a te.
- tempi di estrazione brevi
- elevata velocità di estrazione
- estrazione più completa
- trattamento delicato e non termico
- facile integrazione e funzionamento sicuro
- nessuna sostanza chimica pericolosa / tossica, nessuna impurità
- costi contenuti
- efficienza energetica
- estrazione verde: rispettosa dell’ambiente
Che cos’è l’estrazione della cannabis a ultrasuoni?
L’estrazione della cannabis a ultrasuoni è un metodo di estrazione che utilizza ultrasuoni ad alta potenza per rilasciare cannabinoidi, terpeni e altri composti bioattivi dal materiale vegetale di cannabis o canapa. La cavitazione ultrasonica genera intense forze di taglio nel liquido, che disgregano le cellule vegetali e migliorano il trasferimento di massa tra il materiale vegetale e il solvente.
In che modo gli ultrasuoni migliorano l’estrazione dei cannabinoidi?
Gli ultrasuoni migliorano l’estrazione dei cannabinoidi rompendo le pareti cellulari, aumentando la penetrazione del solvente e accelerando il rilascio dei composti dalla matrice vegetale. Questo può ridurre i tempi di estrazione e migliorare l’efficienza di estrazione rispetto a metodi passivi lenti come la macerazione.
Quali cannabinoidi si possono estrarre con l’estrazione a ultrasuoni?
L’estrazione a ultrasuoni può essere utilizzata per estrarre cannabinoidi come CBD, THC, THCA, CBDA, CBG e altri composti presenti nella biomassa di cannabis o canapa. Il profilo finale dei cannabinoidi dipende dal materiale vegetale, dal solvente, dalla temperatura, dal tempo di estrazione e dalle condizioni di lavorazione a valle.
L’estrazione a ultrasuoni può preservare i terpeni?
Sì, l’estrazione a ultrasuoni può essere eseguita a temperature basse e controllate, il che è utile quando si trattano composti termosensibili come i terpeni. Il controllo della temperatura, tempi di estrazione brevi e la scelta di un solvente adatto contribuiscono a proteggere i componenti volatili e sensibili dell’estratto.
Quali solventi si possono utilizzare per l’estrazione della cannabis a ultrasuoni?
L’estrazione della cannabis a ultrasuoni è compatibile con molti mezzi di estrazione comuni, tra cui etanolo, miscele acqua-etanolo, oli alimentari come olio d’oliva o olio di cocco e altri solventi specifici per il processo. Il solvente migliore dipende dal prodotto previsto, dai requisiti normativi, dalla lavorazione a valle e dai composti desiderati.
L’estrazione a ultrasuoni è adatta all’estrazione della cannabis con etanolo?
Sì, l’etanolo viene comunemente utilizzato nell’estrazione della cannabis a ultrasuoni. La sonicazione può intensificare l’estrazione con etanolo migliorando il contatto tra il solvente e il materiale vegetale, riducendo i tempi di estrazione e favorendo condizioni di processo riproducibili.
L’estrazione della cannabis a ultrasuoni può essere utilizzata con oli veicolanti?
Sì, i cannabinoidi possono essere estratti in oli veicolanti come olio d’oliva o olio di cocco. Questo può essere utile per formulazioni in cui l’olio funge direttamente da mezzo di estrazione o da componente della formulazione del prodotto finale.
L’estrazione della cannabis a ultrasuoni è un processo termico?
No. L’estrazione a ultrasuoni è considerata un metodo di estrazione delicato e non termico. Sebbene la temperatura di processo debba comunque essere monitorata e controllata, l’effetto di estrazione è principalmente meccanico: cavitazione, forze di taglio, disgregazione delle particelle e miglioramento del trasferimento di massa.
Quanto tempo richiede l’estrazione della cannabis a ultrasuoni?
Il tempo di estrazione dipende dal materiale vegetale, dalle dimensioni delle particelle, dal solvente, dalla temperatura, dalla concentrazione dei solidi, dall’ampiezza ultrasonica e dalla configurazione delle apparecchiature. In molte applicazioni, la sonicazione riduce significativamente i tempi di estrazione rispetto alla macerazione convenzionale.
L’estrazione della cannabis a ultrasuoni può essere trasferita alla produzione industriale?
Sì. L’estrazione a ultrasuoni può essere trasferita dalle prove di laboratorio alla produzione pilota e industriale. I sonicatori Hielscher sono disponibili per prove su piccoli lotti, sviluppo dei processi e trattamento continuo su larga scala.
Quali parametri di processo sono più importanti nell’estrazione della cannabis a ultrasuoni?
I parametri importanti comprendono ampiezza ultrasonica, tempo di sonicazione, temperatura, pressione, tipo di solvente, rapporto solvente/biomassa, dimensioni delle particelle e condizioni di miscelazione o di flusso. Il controllo preciso di questi parametri contribuisce a ottenere una qualità dell’estratto riproducibile.
L’estrazione a ultrasuoni può essere aggiunta a una linea esistente per l’estrazione della cannabis?
Sì. I sonicatori possono spesso essere integrati nei sistemi di estrazione esistenti per migliorare il trasferimento di massa, ridurre i tempi di trattamento o aumentare l’efficienza di estrazione. La soluzione di integrazione migliore dipende dal metodo di estrazione attuale, dalla gestione dei solventi, dalla capacità di trattamento e dallo spazio disponibile per il processo.
Quale sonicatore Hielscher è adatto all’estrazione della cannabis?
Il sonicatore giusto dipende dalle dimensioni del lotto richieste, dalla portata, dal solvente, dal materiale vegetale e dall’obiettivo di produzione. Le unità più piccole sono adatte alle prove di fattibilità e allo sviluppo di protocolli su scala di laboratorio, mentre i sonicatori industriali UIP-series sono progettati per l’estrazione su scala pilota e di produzione.
Come scelgo la configurazione giusta per l’estrazione a ultrasuoni?
Per scegliere la configurazione giusta, definisci il tipo di biomassa, i cannabinoidi o i terpeni desiderati, il solvente, le dimensioni del lotto o la portata continua, i limiti di temperatura e le fasi di lavorazione a valle. Hielscher ti consiglierà un processore a ultrasuoni, un sonotrodo, un reattore e i parametri di processo sulla base di questi requisiti.
Informazioni di base sull’estrazione a ultrasuoni
Gli ultrasuoni di potenza sono un metodo comprovato per l’estrazione efficiente e affidabile di composti attivi, compresi composti vegetali/medicinali, olio, proteine e sostanze bioattive (ad es. flavoni, polifenoli, antocianina, aromi), da materiali vegetali, erbe, fiori e semi.
Per l’estrazione a ultrasuoni, potenti onde ultrasoniche vengono accoppiate alla miscela di materiale vegetale e solvente, provocando la cavitazione acustica. La cavitazione acustica viene descritta come la formazione, la crescita e il collasso implosivo di bolle nei liquidi causati dagli ultrasuoni.
“Durante la cavitazione, il collasso delle bolle produce un intenso riscaldamento locale e pressioni elevate, con durate molto brevi. Nelle nubi di bolle in cavitazione, questi punti caldi hanno temperature equivalenti di circa 5000 K, pressioni di circa 1000 atmosfere e velocità di riscaldamento e raffreddamento superiori a 1010 K/s. Nella cavitazione di una singola bolla, le condizioni possono essere ancora più estreme. La cavitazione può quindi creare condizioni fisiche e chimiche estreme in liquidi altrimenti freddi. Se liquidi contenenti solidi vengono irradiati con ultrasuoni, possono verificarsi fenomeni correlati. In prossimità di una superficie solida estesa, il collasso della cavità diventa non sferico, spingendo getti di liquido ad alta velocità contro la superficie solida. Questi getti e le onde d’urto associate possono causare danni superficiali considerevoli ed esporre nuove superfici fortemente riscaldate. Inoltre, durante l’irradiazione ultrasonica di sospensioni di polveri in liquidi, si verificano collisioni ad alta velocità tra particelle dovute alla cavitazione e alle onde d’urto che essa genera in tali sospensioni. Le collisioni risultanti sono in grado di indurre cambiamenti radicali nella morfologia, nella composizione e nella reattività delle superfici.” [Suslick 2001: 2f.]
Queste intense condizioni di cavitazione ultrasonica hanno diversi effetti sul materiale vegetale e sulla sua estraibilità:
- superamento della selettività della membrana cellulare
- aumento del trasferimento di massa tra l’interno della cellula e il solvente circostante
- rottura delle cellule
- rilascio del materiale intracellulare
Questo rende la sonicazione un metodo di estrazione altamente efficace. Grazie alle intense forze meccaniche, spesso è possibile utilizzare solventi ecologici e delicati come acqua, etanolo ecc.
L’estrazione a ultrasuoni riduce i tempi di estrazione e consente di utilizzare quantità inferiori di solvente e/o solventi più delicati. Ciò significa che l’estrazione a ultrasuoni determina velocità di estrazione più elevate e produce estratti più salutari. Questo è dovuto alle caratteristiche del funzionamento a bassa temperatura, che permette sia di ridurre la perdita di calore causata da fattori legati alla temperatura, sia di evitare la vaporizzazione delle sostanze con basso punto di ebollizione e di preservare le sostanze biologicamente attive.
Un altro vantaggio dell’estrazione a ultrasuoni risiede nella semplicità e nella sicurezza d’uso e nell’applicazione controllabile con precisione. Essendo un metodo di estrazione non termico, la sonicazione può essere eseguita a basse temperature, evitando così la degradazione delle sostanze termosensibili e termolabili.
Bibliografia/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.
- Da Porto, C.; Natolino, A.; Decorate, D. (2015): Effect of ultrasound pre-treatment of hemp (Cannabis sativa L.) seed on supercritical CO2 extraction of oil. J Food Sci Technol 2015 Mar 25;52(3):1748-53.
- Karami, Z.; Yousefi, G.; Alipour, M.; Emam Djomeh, Z.(2013): Modeling and Optimization of Ultrasonic Assisted Extraction (UAE) of Oil from Cannabis with RSM.
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