Estrazione altamente efficiente di cannabidiolo (CBD) dalla cannabis
Gli estrattori a ultrasuoni Hielscher sono lo stato dell'arte per quanto riguarda l'estrazione affidabile ed efficiente di oli di canapa e CBD. Gli ultrasuoni sono ben noti come una tecnica di estrazione altamente potente per rilasciare composti preziosi dalle sostanze botaniche. Rispetto ad altri metodi di estrazione, come l'estrazione con CO2 supercritica, la tecnica a ultrasuoni supera in efficienza, semplicità di funzionamento e versatilità d'uso.
estrazione ad ultrasuoni
L'estrazione a ultrasuoni è un processo ben noto e consolidato nel tempo per estrarre composti preziosi dalle piante. Pertanto, la sonificazione è la tecnica ideale per produrre oli di CBD di alta qualità. Grazie alla cavitazione ultrasonica controllabile con precisione, le cellule vegetali vengono perforate e il solvente viene spinto all'interno della cellula, dove assorbe i composti intracellulari come cannabinoidi, terpeni, flavonoidi ecc.
Un grande vantaggio dell'ultrasonicazione è l'intervallo di temperatura in cui è possibile eseguire l'estrazione. L'estrazione a ultrasuoni può essere eseguita dall'etanolo caldo/caldo fino all'etanolo criogenico (-70°C). Ciò consente di isolare in modo mirato i composti desiderati. La sonicazione in etanolo criogenico produce principalmente cannabinoidi e terpeni, mentre l'estrazione in etanolo caldo/tiepido produce un'ampia varietà di composti fitochimici (ad esempio aldeidi, esteri, etili, chetoni). Gli estratti a spettro completo contengono una moltitudine di cannabinoidi, terpeni e altre sostanze fitochimiche. Secondo l'effetto entourage, le sostanze fitochimiche (ad esempio i cannabinoidi) hanno effetti sinergici e funzionano quindi meglio insieme ad altre sostanze chimiche botaniche. Ciò significa che un olio di CBD che contiene CBD più altri cannabinoidi, terpeni e sostanze fitochimiche avrà un impatto terapeutico significativamente maggiore rispetto a un olio di CBD contenente solo CBD. Tuttavia, l'estrazione della clorofilla viene evitata perché conferisce all'estratto un sapore sgradevole.
Passo dopo passo
- Estrazione a ultrasuoni: L'estrazione a ultrasuoni può essere facilmente eseguita in modalità batch o a flusso continuo. – a seconda del volume del processo. Il processo di estrazione è molto rapido e produce un'elevata quantità di composti attivi.
- Filtrazione: Filtrare la miscela pianta-liquido attraverso un filtro di carta o un sacchetto filtrante per rimuovere le parti solide della pianta dal liquido.
- Evaporazione: Per la separazione dell'olio di CBD dal solvente, di solito si utilizza un rotore-evaporatore. Il solvente, ad esempio l'etanolo, può essere recuperato e riutilizzato.
- Nano-emulsioni: Mediante sonicazione, l'olio di CBD purificato può essere trasformato in una nanoemulsione stabile, che offre una superba biodisponibilità.
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Tasso di estrazione più elevati
Gli estrattori a ultrasuoni Hielscher possono essere regolati con precisione per ottenere condizioni di estrazione ottimali – estrarre la massima quantità e qualità dalla materia prima (foglie di cannabis, cime, steli, ecc.). L'intensità degli ultrasuoni è fondamentale quando si tratta di estrarre composti botanici come l'olio di CBD di alta qualità dalla cannabis. I nostri ultrasuonatori UP400St, UIP500hdT, UIP1000hdT e UIP2000hdT sono dotati di un preciso controllo dell'ampiezza, di un sensore di temperatura e di un controllo temporale che consentono di operare in condizioni ottimali. Il touch screen a colori e il controllo via browser rendono il funzionamento e il monitoraggio semplici e affidabili.
120L Estrazione di CBD a ultrasuoni in lotti di cannabis con UIP2000hdT e agitatore
UP400St per l'estrazione di cannabinoidi dalla cannabis
Solventi per l'estrazione a ultrasuoni
L'etanolo è ampiamente utilizzato come solvente per l'estrazione dei cannabinoidi. Gli ultrasuonatori Hielscher aprono drasticamente la scelta dei solventi: miscela acqua-etanolo, etanolo criogenico, etanolo, alcool a prova di bomba, glicerina ecc.
L'etanolo è un solvente molto diffuso poiché dissolve sia sostanze polari (idrofile) che non polari (idrofobe/lipofile). Per l'estrazione a ultrasuoni si possono usare anche miscele di etanolo/acqua in diversi rapporti. I vantaggi dell'etanolo/acqua includono una riduzione dei costi (a causa della minore quantità di etanolo) e una maggiore sicurezza in quanto meno infiammabile. L'estrazione a ultrasuoni con etanolo criogenico (circa -70°C) offre una resa e una qualità molto elevate.
Funzionamento semplice e sicuro
I nostri dispositivi a ultrasuoni sono progettati per una facilità d'uso ottimale, il che significa che i nostri estrattori a ultrasuoni possono essere utilizzati in modo semplice e sicuro. Siamo lieti di assistere i nostri clienti durante l'installazione e di fornire loro consigli sull'impostazione e sui parametri degli ultrasuoni. Vi offriamo il dispositivo più adatto – per l'elaborazione in batch e in linea.
Vantaggi rispetto alla CO2 estrazione
CO supercritica2 sono costosi da acquistare e gestire. Il funzionamento degli estrattori di CO2 L'estrazione è complicata e richiede un esperto che conosca le pressioni e le temperature appropriate per ottenere i cannabinoidi e i terpeni desiderati. Le alte pressioni e le alte temperature contribuiscono in modo significativo all'aumento dei costi rispetto all'estrazione liquida convenzionale. In confronto, l'estrazione a ultrasuoni è poco costosa da acquistare e da eseguire, e produce estratti elevati, che si ottengono in pochi minuti. Poiché la sonicazione viene eseguita a pressione ambiente (o leggermente elevata) e a basse temperature, l'estrazione a ultrasuoni è facile e sicura da utilizzare. I sonicatori Hielscher sono riconosciuti e preferiti per l'elevata velocità di estrazione, la compatibilità con vari solventi, la facilità d'uso e la scalabilità lineare.
nanoemulsioni
Per ottenere un'elevata biodisponibilità e i migliori effetti del CBD, le gocce di olio di CBD devono essere somministrate in nanoforma.
La bellezza dei sonicatori Hielscher risiede nella loro versatilità di utilizzo: I nostri sistemi a ultrasuoni possono essere utilizzati sia per l'estrazione della cannabis che per la produzione di nanoemulsioni. È necessario acquistare un solo dispositivo per estrarre il CBD dalla cannabis e per trasformare successivamente l'olio di CBD in una nanoemulsione stabile e altamente biodisponibile.
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Estrattori a ultrasuoni ad alte prestazioni
Hielscher Ultrasonics fornisce apparecchiature di estrazione a ultrasuoni per l'estrazione della cannabis e l'emulsione di nanoformulazioni.
Oltre alla loro precisa controllabilità e facilità d'uso, tutti i nostri dispositivi a ultrasuoni sono costruiti per funzionare 24 ore su 24, 7 giorni su 7. I nostri sistemi sono in grado di erogare da basse ad altissime ampiezze. Per l'estrazione di cannabinoidi e terpeni, offriamo speciali sonotrodi a ultrasuoni (noti anche come sonde o corni a ultrasuoni) ottimizzati per l'isolamento sensibile di sostanze attive di alta qualità. Tutti i nostri sistemi possono essere utilizzati per l'estrazione e la successiva emulsione dei cannabinoidi.
La robustezza delle apparecchiature a ultrasuoni di Hielscher consente di operare 24 ore su 24, 7 giorni su 7, in condizioni di lavoro gravose e in ambienti difficili.
Contattateci oggi stesso! Saremo lieti di consigliarvi l'impianto a ultrasuoni più adatto alle vostre esigenze di estrazione!
- Estratti di alta qualità
- Eestrazione più completo
- Tasso di estrazione più elevati
- Estratto a spettro completo
- Uso di vari solventi
- Non tossico
- Metodo non termico (a freddo)
- Processo di estrazione rapido
- Sicuro e facile da usare
- Scalabilità lineare
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.
- Brenneisen R. (2007): Chemistry and Analysis of Phytocannabinoids and Other Cannabis Constituents. In: ElSohly M.A. (eds) Marijuana and the Cannabinoids. Forensic Science and Medicine.
Particolarità / Cose da sapere
Vantaggi dell'estrazione a ultrasuoni
L'estrazione ad ultrasuoni si basa sul principio dell'acustica cavitazione. La cavitazione si verifica come risultato di ultrasuoni ad alte prestazioni in un liquido ed è caratterizzata da effetti meccanici ad alta densità di energia, che si verificano nei cosiddetti hot-spot.
estrazione ad ultrasuoni – Effetti cavitazionali
Quando le onde ultrasonore di potenza vengono accoppiate a un liquido (ad esempio una sospensione composta da materiale botanico in un solvente), le onde ultrasonore viaggiano attraverso il liquido provocando cicli alternati di alta e bassa pressione. Durante i cicli di bassa pressione, si creano minuscole bolle di vuoto (le cosiddette bolle di cavitazione), che crescono nel corso di diversi cicli di pressione. A una certa dimensione, quando le bolle non possono più assorbire energia, implodono violentemente durante un ciclo di alta pressione. L'implosione delle bolle è caratterizzata da intense forze cavitazionali, tra cui microturbolenze e flussi liquidi con velocità fino a 100 m/s. Questi effetti di taglio cavitazionale sono noti anche come effetti sonomeccanici. L'estrazione a ultrasuoni di molecole bioattive è causata principalmente da effetti sonomeccanici:
Le straordinarie condizioni di cavitazione ultrasonica perforano e/o disgregano le pareti e le membrane cellulari e consentono una maggiore penetrazione del solvente nel campione. L'estrazione a ultrasuoni consente quindi di ottenere un isolamento molto rapido dei composti. – superando i metodi di estrazione convenzionali in termini di tempi di processo più brevi, maggiore resa e a temperature più basse. Come trattamento (sono-)meccanico delicato, l'estrazione a ultrasuoni previene la degradazione termica dei composti bioattivi e supera altre tecniche come l'estrazione con solvente convenzionale, l'idrodistillazione o l'estrazione Soxhlet, che notoriamente distruggono le molecole sensibili al calore. Questi vantaggi rendono l'estrazione a ultrasuoni la tecnica preferita per il rilascio di composti attivi sensibili alla temperatura dalle piante.
Pertanto, l'estrazione a ultrasuoni è la tecnica preferita per estrarre molecole bioattive come polifenoli, terpeni, oli essenziali e cannabinoidi dai materiali vegetali.
Le straordinarie condizioni di cavitazione ultrasonica perforano e/o disgregano le pareti e le membrane cellulari e consentono una maggiore penetrazione del solvente nel campione. L'estrazione a ultrasuoni consente quindi di ottenere un isolamento molto rapido dei composti. – superando i metodi di estrazione convenzionali in termini di tempi di processo più brevi, maggiore resa e a temperature più basse. Come trattamento meccanico delicato, l'estrazione a ultrasuoni previene la degradazione termica dei composti bioattivi e supera altre tecniche come l'estrazione con solvente convenzionale, l'idrodistillazione o l'estrazione Soxhlet, che notoriamente distruggono le molecole sensibili al calore. Questi vantaggi rendono l'estrazione a ultrasuoni la tecnica preferita per il rilascio di composti attivi sensibili alla temperatura dalle piante.
Estrazione a ultrasuoni da cellule vegetali: la sezione trasversale microscopica (TS) mostra il meccanismo di azione durante l'estrazione a ultrasuoni dalle cellule (ingrandimento 2000x) [risorsa: Vilkhu et al. 2011].
Cannabinoidi
I cannabinoidi sono composti presenti in natura nella pianta di Cannabis sativa. Nella pianta di cannabis sono presenti oltre 480 composti diversi. La cannabis (chiamata anche marijuana) è un'erba medicinale straordinariamente potente. Dell'ampia varietà di composti terapeuticamente attivi, 85 sostanze fitochimiche sono definite cannabinoidi (e altre potrebbero essere individuate). Il CBD e il THC (tetraidrocannabinolo / Δ9-THC) sono i cannabinoidi più importanti. La caratteristica più importante è che il CBD non è psicotropo, mentre il THC ha effetti psicoattivi.
I cannabinoidi vengono consumati per motivi ricreativi e medici.
Dati farmacocinetici del CBD:
biodisponibilità – Orale: 13-19%, Inalato: 11-45% (media 31%)
Emivita di eliminazione: 9 ore
Negli Stati Uniti, i prodotti a base di CBD contenenti meno dello 0,03% di THC, estratti da semi o steli di canapa industriale, sono legali a livello federale e possono essere acquistati legalmente in tutti gli Stati, indipendentemente dalle loro leggi sulla marijuana.
Dati farmacocinetici del THC:
biodisponibilità – Orale: 6-20%, Inalato: 10-35%
emivita di eliminazione: 1,6-59 ore, 25-36 ore (dronabinolo somministrato per via orale)
nanoformulazioni
I nano-cannabinoidi sono oli di cannabis formulati in un'emulsione olio-in-acqua di dimensioni nanometriche, che offre un'elevata biodisponibilità (assorbimento più rapido e maggiori effetti sulla salute) e può quindi essere somministrata a dosaggi inferiori. Inoltre, le nanoemulsioni di cannabis possono essere facilmente miscelate in prodotti medici, bevande, edibili e prodotti cosmetici (ad esempio, creme e lozioni). Poiché le nanoemulsioni sono spesso traslucide, possono essere facilmente formulate in altri prodotti senza alterarne l'aspetto.
Per ottenere una nanoemulsione di alta qualità, le dimensioni delle gocce e l'indice di polidispersità (PDI) sono fattori importanti che influenzano notevolmente la stabilità della nanoemulsione. Un indice di polidispersità elevato indica l'esistenza di gocce di grandi dimensioni, che destabilizzano l'emulsione attraverso la coalescenza e la maturazione di Ostwald. Una distribuzione delle dimensioni delle goccioline piccola e stretta è quindi un importante fattore che contribuisce alla stabilità e a una maggiore durata dell'emulsione (nano/ micro).
Nanoemulsioni di cannabis: Per le nanoemulsioni di olio di canapa o CBD, l'olio di canapa / CBD viene miscelato in un olio alimentare di alta qualità. Gli oli vegetali tipici sono l'olio MCT, l'olio di cocco, l'olio di avocado, l'olio di oliva, l'olio di semi di lino, l'olio di mandorle dolci e l'olio di noci. Come emulsionante (tensioattivo, umettante, stabilizzante) sono stati utilizzati con successo il polisorbato 80, la lecitina, le saponine di quillaja, la lecitina di soia e la corteccia di sapone. È possibile aggiungere gomma xantana, pectina o proteine del siero di latte per migliorare la reologia e la stabilità dell'emulsione.
CO2 estrazione
CO2 può essere effettuata in due modi: estrazione supercritica e subcritica. Quando la CO2 viene utilizzato come solvente, ha caratteristiche diverse che dipendono dal suo stato fluido. La CO2 definisce le emissioni di CO2 allo stato tra 5-10°C (278,15-283,15K, 41-50°F) e una pressione tra 800-1500psi (54,43-102,06atm, 5,51-10,24MPa). A questa temperatura e pressione, la CO2 si comporta come un fluido denso. Quando le condizioni di temperatura e pressione aumentano e superano la temperatura critica (304,25 K, 31,10°C, 87,98°F) e la pressione critica (72,9atm, 7,39MPa, 1.071psi), la CO2 si espande nel contenitore come un gas ma con una densità simile a quella di un liquido. Questo fenomeno è noto come anidride carbonica supercritica (sCO2 o SC-CO2)).
CO subcritica2 L'estrazione di CO utilizza basse temperature e basse pressioni e richiede quindi più tempo. L'estrazione subcritica di CO2 L'estrazione a CO fornisce rese minori e può trattenere alcuni terpeni e oli. Per la CO2 L'estrazione con la CO supercritica prevede l'applicazione di temperature e pressioni più elevate, che possono danneggiare i terpeni e altre sostanze fitochimiche. Per la CO2 estrazioni, un processo a valle – noto come svernamento – è necessario per rimuovere i composti indesiderati come i lipidi e la clorofilla. Durante la fase di svernamento, l'estratto grezzo viene congelato in etanolo per separare i cannabinoidi e i terpeni puri dagli altri sottoprodotti eliminati durante l'estrazione.