大麻抽出装置 – ソニケーションの利点
超音波抽出装置には多くの利点があり、麻や大麻の抽出方法として優れています。大麻からのTHCやCBDのような生物活性化合物の抽出は、様々な技術で行うことができますが、超音波抽出には多くの利点があります。高い収率、高品質の抽出物、迅速なプロセス、低い投資と運用コスト、安全でユーザーフレンドリーな操作のため、超音波抽出は、小規模および工業的な大麻エキス生産における抽出プロセスに適した方法です。
超音波による大麻抽出の利点
プローブ式超音波装置は、超音波を利用して植物原料を分解し、目的の化合物を抽出する抽出装置の一種である。この方法は、いくつかの理由から、大麻抽出において従来の抽出方法に勝ることが示されている：
- 効率が良い： 超音波プローブは、溶媒抽出や水蒸気蒸留のような従来の抽出方法よりも高い割合で植物材料から目的化合物を抽出することができる。これは、超音波プローブが高周波の音波で植物材料を細胞レベルで分解し、目的の化合物を抽出しやすくするためである。
- 迅速な抽出： 従来の抽出法では数時間から数日かかることもあったが、超音波プローブは数分で植物原料から目的化合物を抽出することができる。つまり、超音波プローブはより多くの物質をより短時間で処理することができ、より効率的な抽出方法となる。
- フルスペクトラム： プローブタイプの超音波処理装置は、あらゆる種類の生物活性化合物を抽出する。これにより、超音波プローブによるフルスペクトルエキスの生産が可能になり、そのエンタテイメント効果で知られる、薬用や研究目的には重要なものとなる。
- 安全だ： 超音波プローブは、可燃性で有毒な可能性のある溶媒を使用する溶媒抽出や、高圧下で操作する超臨界CO2抽出器などの従来の方法に比べ、より安全な抽出方法と考えられている。超音波は、水や水性エタノールを含むあらゆる種類の溶媒に対応しており、より安全で環境に優しい抽出方法です。
簡単にまとめると、超音波プローブを用いた大麻抽出は、従来の抽出法に比べて、効率、スピード、選択性、安全性など、いくつかの利点がある。
超音波抽出機 UIP2000hdT (2kW) 完全な天然有機大麻エキスの工業生産のために。
大麻抽出における超音波抽出器とCO2抽出器の比較
超臨界CO2抽出は、大麻エキスを製造するための従来の方法である。しかし、高いコスト、安全性の問題、複雑な操作のため、超音波処理装置が多くのCO2抽出装置に取って代わりました。超音波処理が超臨界CO2抽出に勝る利点は以下の通りです。
- 収量： 超音波抽出は、CO2抽出に比べ、目的の化合物の収率が高いことが示されている。これは、超音波抽出が植物材料を細胞レベルで分解することができ、目的化合物をより効率的に抽出できるためである。
- スピードだ： CO2抽出が数時間かかるのに対し、超音波抽出は数分で完了する。つまり、超音波抽出はより迅速な方法であり、より大量の原料をより短時間で処理することができる。
- 選択性： 超音波抽出は、幅広い生物活性化合物を含むブロードスペクトラム抽出物を与える。ブロードスペクトラム抽出物は、物質が相乗的に特定の効果をサポートし強化する、いわゆるエンタラージュ効果に価値があります。このため、超音波抽出は治療用抽出物や研究目的の抽出物に最適な選択肢となる。
- エネルギー効率： 超音波抽出はCO2抽出よりも少ないエネルギーで、より環境に優しい選択肢となる。
- 設備費： 超音波抽出装置は一般的にCO2抽出装置よりも安価であるため、小規模生産者にとってはより利用しやすい選択肢となりうる。
- 安全だ： 超音波抽出は、可燃性または毒性の溶剤を使用せずに実行することができます。水または水性エタノールは、大麻抽出に最もよく使用される溶媒である。一方、CO2抽出では、高圧のCO2を使用する必要があります。このような高圧には、CO2の漏れや機器の故障のリスク、高圧に関連する危険性が伴う。そのため、超音波抽出は作業者にとっても環境にとってもより安全な方法であると考えられている。
超音波による大麻抽出 – 抽出における超音波の動作原理
超音波による抽出は、音響キャビテーションの原理に基づいています。液体やスラリーに高出力の超音波を印加すると、激しいキャビテーションとせん断力が生じる。葉、つぼみ、花、茎、その他の植物部分のスラリーでは、超音波せん断力によって植物細胞が破壊され、カンナビジオール（CBD）やテトラヒドロカンナビノール（THC）などの生理活性化合物が放出される。超音波抽出は、生物活性植物化合物を単離するための非常に効率的で信頼性の高い技術として確立されている。特に高品質の大麻オイルの生産において、超音波抽出は、その高い収率（高い抽出出力）、優れた品質（フルスペクトル）、迅速な処理時間により、確信を得ている。超音波の応用は機械的処理であり、無毒性で安全、環境に優しい。
120L 大麻の超音波バッチ抽出 UIP2000hdT アジテーター
- 高い利回り
- 高品質
- 熱劣化なし
- 迅速な抽出
- 簡単で安全な操作
- グリーン抽出
概要 – Hielscher超音波抽出機の利点
効率性
- 高収量
- 迅速な抽出プロセス – 数分以内
- 高品質エキス – マイルドな非加熱抽出
- グリーン溶剤（水、エタノール、グリセリン、植物油など）
シンプルさ
- プラグアンドプレイ - セットアップから操作まで数分以内
- 高スループット - 大規模抽出物生産用
- バッチ式または連続式インライン操作
- 簡単なインストールとスタートアップ
- ポータブル／可動式 - ポータブル・ユニットまたはキャスター付きユニット
- リニアスケールアップ - 超音波システムを並列にもう1台追加して容量を増やす
- 遠隔監視・制御 - PC、スマートフォン、タブレットを使用
- プロセス監督不要 - セットアップと実行
- 高性能 - 24時間365日の連続生産用に設計
- 堅牢性と低メンテナンス
- 高品質 – ドイツで設計・製造
- ロット間の素早い出し入れ
- 掃除が簡単
安全性
- シンプルで安全な走行
- 無溶媒または溶媒ベースの抽出（水、エタノール、植物油、グリセリンなど）
- 高い圧力と温度を必要としない
- ATEX認定の防爆システムも利用可能
- コントロールが簡単（リモコンでも操作可能）
UP400ST 8Lバッチでの大麻など植物原料の超音波抽出
大麻抽出用超音波装置
Hielscher Ultrasonicは、大麻やその他の植物抽出のための高性能超音波抽出装置に関して、信頼できるパートナーです。世界中に数多くの納入実績を持つHielscher社の超音波抽出装置は、その高い抽出率、信頼性、堅牢性が高く評価されています。
UP400St（400W）のような小型の卓上型超音波発生装置から、世界で最もパワフルなUIP16000hdTまで、Hielscher社は超音波抽出装置の全範囲をカバーしています。これにより、お客様のプロセス要件に最適な超音波抽出装置をお勧めすることができます。
デザイン、製造、コンサルティング – 品質 ドイツ製
Hielscher社の超音波装置は、その最高の品質と設計基準でよく知られています。頑丈で操作が簡単なため、産業設備にスムーズに組み込むことができます。過酷な条件や厳しい環境でも、Hielscherの超音波装置は容易に対応できます。
Hielscher Ultrasonics社は、ISO認証取得企業であり、最先端の技術と使いやすさを特徴とする高性能超音波振動子に特に重点を置いています。もちろん、Hielscherの超音波装置はCEに準拠しており、UL、CSA、RoHsの要件を満たしています。
下の表は、超音波処理装置の処理能力の目安です：
| バッチ量 | 流量 | 推奨デバイス |
|---|---|---|
| 1〜500mL | – | UP100H |
| 10〜8000mL | – | UP200Ht, UP400ST |
| 0.5-150L | 0.2～4L/分 | UIP2000hdT |
| 1～300L | 2～10L/分 | UIP4000hdT |
| – | 10～100L/分 | uip16000 |
| – | より大きい | クラスタ uip16000 |
知っておくべき事実
最も一般的な大麻抽出法の概要と比較
超音波抽出
製品 超音波抽出により、高品質のフルスペクトルエキスが得られる。粗抽出物は、ろ過、蒸留、および/または越冬によって精製される。
設備費： 約5,000米ドルから、容量や構成によって数十万米ドルまで。
セットアップだ： バッチ/バレルまたは連続インライン運転
技術的なスキル： 取り扱いと操作が簡単で安全
溶剤：水、水-アルコール混合物、イソプロピルアルコール、ヘキサン、エタノール、メタノール、ブタン、植物油（オリーブ油、ココナッツ油）、グリセリンなど、あらゆる種類の溶剤が使用できる。
対象となる化合物 フルスペクトル（すべてのカンナビノイドとテルペン）
主な利点 高収率、操作が簡単、安価、工業生産へのスケールアップが容易
溶媒抽出（アルコール、エタノール）
製品 通常、エタノール抽出液は粗抽出液であり、越冬や濾過などのさらなる精製が必要である。一般的に、エタノール抽出物は、越冬やろ過の後、蒸留によってさらに精製される。
設備費： 規模、能力、自動化能力に応じて、5,000ドルから数百万ドルの間である。
技術的なスキル： 基礎化学の教育を受けている／中程度
対象となる化合物 すべての利用可能なカンナビノイド、その結果、抽出物は低量のモノテルペンを有する。
Co2 抽出
製品 越冬やろ過など、さらなる精製が必要な粗抽出液
設備費： 規模、能力、自動化によって10万ドルから数百万ドルの間
技術的なスキル： 液体CO2(高圧システム)を操作するための教育を受けている。 – 安全性)
対象となる化合物 モノテルペンの量が少ないカンナビノイド
炭化水素抽出
製品 粉砕物、バダー、ワックス、HTFSE、HCFSE、または蒸留用の粗抽出物、または蒸留物に添加するテルペン類
設備費： 規模や能力により5,000～100,000ドル
技術的なスキル： 化学と安全に関する教育を受けている（可燃性流体、液体ブタンの使用）
対象となる化合物 すべてのカンナビノイド
超音波の抽出への応用
高性能超音波を液体システム（スラリーや粘性ペーストを含む）に適用すると、音響キャビテーションが発生します。音響キャビテーションは、キャビテーション気泡の発生、成長、最終的な崩壊の現象を説明します。超音波の伝播中、真空の気泡は振動し、成長し、気泡がそれ以上のエネルギーを吸収できなくなった時点で崩壊します。気泡の崩壊は、局所的に非常に高い温度、圧力、加熱・冷却速度、圧力差、液体ジェットといった極限状態を作り出す。この極限状態は、熱的、機械的、化学的影響をもたらす。細胞の破壊と生物活性化合物の放出（＝抽出）は、非常に効果的かつ効率的な機械的効果である。
高強度、低周波数の超音波によって発生する音響キャビテーションは、強いせん断力と局所的に発生する高い圧力・温度差を生み出し、細胞の破砕、激しい混合、物質移動に必要な衝撃を与える。これらの超音波せん断力は、大麻抽出にうまく応用されている。
超音波抽出は、その優れた抽出出力、高い抽出率、処理速度、簡単で安全な操作性により、様々な植物化合物の抽出に使用されている。
強力な超音波が生体構造の細胞マトリックスを破壊し、生物活性化合物を放出する。植物材料と溶媒の間の物質移動が促進される。このようなメカニズムにより、超音波抽出は大麻抽出に非常に効率的である。
超音波抽出の主な例は以下の通りである。 大麻 (大麻やヘンプからのカンナビノイドと大麻オイル）、 クルクミン, ペッパー, サフラン, コーヒー, ゴーヤ, オリーブオイル, アボカド・オイル, ヘンナ, アーユルヴェーダ・ハーブ, ジンジャー, ティーその他 薬草.
脱炭酸
脱炭酸は、Δ9-テトラヒドロカンナビノール（Δ9-THC）、カンナビジオール（CBD）、カンナビゲロール（CBG）など、大麻の主要な生理活性化合物を効率的に生産するための重要なステップである。脱炭酸は、「活性化」または「脱炭酸」としても知られ、植物原料中のTHC（Δ9-テトラヒドロカンナビノール）含有量を増加させる前処理として適用される。化学的に脱炭酸とは、カルボキシル基（-COOH）が除去され、二酸化炭素（CO2)が放出される。大麻植物体のTHC含有量を増加させるために、脱炭酸の工程が適用される。脱炭酸によって、非サイコアクティブなΔ9-テトラヒドロカンナビノール酸（THCA）の量をサイコアクティブなTHCに変換することができる。Δ9-テトラヒドロカンナビノール酸は加熱されると脱炭酸し（乾燥した植物原料の場合は約105℃/220°Fで30分間、湿った植物原料の場合は最大90分間）、精神活性化合物Δ9-テトラヒドロカンナビノールに変換する。
同様の方法で、CBD-Aを豊富に含む大麻植物を熱処理によって脱炭酸し、CBDに変換することができる。植物原料の越冬には、乾燥させた刻んだ植物原料を約160℃/320°Fで30～60分間加熱し、脱炭酸を開始する。
カンナビノイドの脱炭酸温度：
CBD: 160°C / 320°C
CBC: 220°C / 428°F
THC: 155°C / 314.6°C
CBN：185度C / 365度F
THCV: 220°C / 428°C
下流工程 – 濾過と蒸留
超音波抽出の後、大麻粒子を液体からろ過しなければならない。そのため、大麻スラリーをメッシュ（フィルターソックスなど）のようなフィルターで濾すか、フィルタープレスを使用する。その結果、溶媒（例えばエタノール）と大麻エキスの母液は、エタノールを分離することによって濃縮される。溶媒を除去するための典型的な蒸留方法は、ロータリーエバポレーターまたは減圧蒸留システムである。
ロータリーエバポレーター（俗称ロートバップ）は、大麻からエタノールなどの溶媒を分離し、精製された大麻オイルを製造するために一般的に使用される。温度調節が可能で取り扱いが容易なロータリー・エバポレーターは、大麻産業における主要な蒸留装置となっている。
減圧蒸留は、テルペンやTHCを除去する必要がある医薬用CBDを分離するために主に使用されます。テルペン、THC、CBDは高い沸点（160～250℃／310～482°F）を持つため、大気条件下での蒸留には高温処理が必要となり、熱に弱いカンナビノイドの熱劣化を伴う。さらに、酸素にさらされると酸化反応が始まり、カンナビノイドの品質に悪影響を及ぼす。真空にすることで、沸点が下がります。さらに、真空にすることで酸素が除去される。したがって、真空条件下での蒸留は、抽出物の熱劣化と酸化劣化を低下させる。
越冬
冬化とは、植物の脂質、脂肪、ワックスをアルコール洗浄によって除去し、カンナビノイドとテルペンを植物のワックス、脂肪、クロロフィルなどの不要な物質から分離することである。越冬のために、抽出された大麻オイルはエタノールに入れられ、-20℃以下に冷やされる。この低温で、脂質、脂肪、ワックスが沈殿し、除去することができる。
