Snelle en eenvoudige ultrasone cannabisextractie
- Om aan de stijgende vraag te voldoen en cannabinoïden van hoge kwaliteit te leveren, is een efficiënte en betrouwbare cannabisextractiemethode van groot belang. Het is bewezen dat ultrasone extractie de extractietijd verkort en de opbrengst aanzienlijk verhoogt.
- Met power ultrasound wordt cannabisextractie sneller, vollediger en zeer efficiënt. De ultrasone extractie is eenvoudig en betrouwbaar.
- Hielscher produceert ultrasone extractors voor de isolatie van cannabinoïden op laboratoriumschaal tot industriële schaal.
Ultrasone extractie van cannabinoïden en terpenen
Ultrasone extractie is een beproefde en industrieel toegepaste extractietechniek die bekend staat om zijn hoge extractopbrengst, snelle verwerking en eenvoudige bediening. Sonicatie oefent intense schuifkrachten en druk uit op het medium, waardoor de celwanden van het cannabisplantmateriaal worden gebroken. Uit de gebroken cellen komen binnen een zeer korte extractietijd grote hoeveelheden bioactieve bestanddelen vrij, zoals cannabinoïden. Dit betekent dat het extractieproces van actieve stoffen zoals cannabinoïden en terpenen uit de cannabisplant aanzienlijk kan worden verbeterd door ultrageluid.
Ultrasone extractie kan worden uitgevoerd met een breed scala aan oplosmiddelen. Afhankelijk van het latere gebruik worden actieve stoffen uit cannabis bijvoorbeeld geëxtraheerd in butaan, CO2, propaan, etc., wanneer de extracten worden gebruikt voor inhalatie. Voor de bereiding van extracten voor orale inname hebben ethanol, cyclohexaan, isopropanol, olijfolie, kokosolie enz. de voorkeur als oplosmiddel.
Hielscher Ultrasonics biedt u de geschikte afzuigapparatuur – Of u nu een kleine of middelgrote afzuiginstallatie, een pilot- of een industrieel systeem nodig hebt, Hielscher ultrasone machines voldoen aan uw eisen.
Ultrasone UP400St met roerder voor cannabisextractie
- korte extractietijd
- hoog extractiesnelheid
- Volledigere extractie
- milde, niet-thermische behandeling
- eenvoudige integratie en veilige werking
- geen gevaarlijke/toxische chemicaliën, geen onzuiverheden
- lage prijs
- energiezuinig
- groene extractie: milieuvriendelijk
Hielscher Ultrasone apparaten voor cannabisextractie – Wetenschappelijk bewezen efficiëntie!
Casiraghi en collega's van de Italiaanse universiteit van Milaan vergeleken drie cannabisextractiemethoden: ultrasone extractie, Soxhlet extractie en maceratie.
Het onderzoek had als doel om de effectiviteit van ultrasone extractie voor de extractie van cannabinoïden uit cannabis sativa te onderzoeken en te vergelijken met andere extractiemethoden, zoals Soxhlet extractie en maceratie.
De onderzoekers gebruikten de Hielscher ultrasone processor UP200Ht (zie afbeelding links) voor het extractieproces en ontdekten dat de ultrasone extractiemethode effectiever was in het extraheren van cannabinoïden dan de andere twee methoden. Ultrasone extractie was ook sneller, efficiënter en minder arbeidsintensief dan de andere methoden.
De extractie werd uitgevoerd met olijfolie als oplosmiddel. Het plantenmateriaal werd aan het oplosmiddel toegevoegd en gedurende 10 minuten bij 60% amplitude met de ultrasoon UP200Ht gesoneerd.
Na de sonicatiestap werd het extract gefilterd en het oplosmiddel verdampt onder verminderde druk om een geconcentreerd extract te verkrijgen. Het extract werd vervolgens geanalyseerd op cannabinoïden met behulp van hogedrukvloeistofchromatografie (HPLC).
Over het geheel genomen toonden de resultaten van dit onderzoek aan dat ultrasone extractie van de cannabinoïden CBD en THC in olijfolie een effectieve methode is voor het extraheren van cannabinoïden uit Cannabis sativa plantmateriaal, met een hoge opbrengst en zuiverheid.
Een van de voordelen van ultrasone extractie met behulp van de UP200Ht is dat het een hogere opbrengst aan cannabinoïden kan produceren in een kortere tijd dan traditionele extractiemethoden. De onderzoekers merkten ook op dat ultrasone extractie een milieuvriendelijkere methode is in vergelijking met andere extractiemethoden, omdat er minder oplosmiddel en energie nodig is. Bovendien kan ultrasone extractie gemakkelijk worden opgeschaald voor industriële productie, waardoor het een veelbelovende methode is voor grootschalige productie van CBD-extracten.
Concluderend suggereert het onderzoek dat ultrasone extractie met de UP200Ht een veelbelovende methode is voor de extractie van cannabinoïden uit cannabis sativa voor medicinale doeleinden.
(cf. Casiraghi et al., 2022)
Ultrasone extractie is een zeer efficiënte methode om cannabinoïden zoals CBD en THC te extraheren. Olijfolie werd gebruikt als oplosmiddel en de ultrasone extractie werd uitgevoerd met de UP200ST.
(foto en studie: © Casiraghi et al., 2022)
Sonificatie- en extractieomstandigheden
Sonificeerproces van cannabis
De ultrasone extractie is gebaseerd op herhalende hogedruk- en lagedrukcycli. Deze afwisselende hogedruk- en lagedrukcycli van 20.000 keer per seconde sonicatie creëren intense schuifkrachten en vloeistofstralen. Deze extreme druk overwint de selectiviteit van het membraan, perforeert en breekt de celwand en resulteert in een hoge massaoverdracht tussen de binnenste cel en het omringende oplosmiddel. Door ultrasone extractie kunnen hogere opbrengsten en kortere extractieduur worden gerealiseerd. Omdat ultrasone extractie een reproduceerbaar proces is, kunnen de extractieresultaten worden herhaald voor een gestandaardiseerde extractkwaliteit.
Hielscher's ultrasone extractors geven u volledige controle over de belangrijke extractieparameters. Door de amplitude, duur, druk en vloeistofsamenstelling aan te passen, kan de output van het extractieproces nauwkeurig worden geregeld en gereproduceerd.
Oplosmiddelen voor cannabisextractie
Alle gangbare oplosmiddelen kunnen worden gebruikt voor uw ultrasone extractie. Afhankelijk van of de extracten worden geproduceerd voor orale of inhalatie farmaceutica, analyse, kwaliteitscontrole of andere doeleinden, zijn bepaalde oplosmiddelen bijzonder geschikt voor specifieke doeleinden. Bij ultrasone extractie kunnen verschillende oplosmiddelen worden gebruikt, waaronder water, oplosmiddelen en oliën (bijv. H2O, CO2, ethanol, methanol, butaan, propaan, olijfolie, kokosolie etc.).
Extractie temperatuur
De beste resultaten voor ultrasoon ondersteunde extractie van plantenextracten (bijv. werkzame stoffen uit kruiden, medicinale planten etc.) worden bereikt bij een procestemperatuur tussen 0-60°C. Ultrasone extractie is een niet-thermische en daardoor milde methode, zodat de geëxtraheerde actieve ingrediënten niet worden afgebroken.
Gecombineerde extractiemethoden
De ultrasone extractie kan eenvoudig worden gecombineerd met druk, hitte, superkritische extractiecondities of Soxhlet extractor om de resultaten te verbeteren en/of de extractieopstelling aan te passen aan specifieke eisen. Het achteraf inbouwen van een ultrasoonapparaat in een bestaande cannabisextractiefaciliteit is met name interessant als een bestaande extractiemethode niet de gewenste prestaties en output levert.
Reeds bestaande afzuigmachines kunnen eenvoudig worden geüpgraded door een ultrasone extractor te implementeren. We helpen u graag met de installatie om achteraf een ultrasoonapparaat in uw afzuiginstallatie in te bouwen.
Lees meer over ultrasoon verbeterde superkritische CO2-extractie!
Toepassingsgebieden voor ultrasone cannabisextractie
Cannabinoïden, terpenen en andere actieve ingrediënten van de cannabisplant worden geëxtraheerd voor verschillende doeleinden. Ultrasone extractie is een vertrouwde methode om extracten van de cannabisplant te verkrijgen voor
- medische/farmaceutische productie
- recreatieve cannabisproducten
- nutraceutische en voedselproductie
- vóór downstreamverwerking, bijv. nano-emulgering
- testen op werkzaamheid van drugs
- forensisch/chemische analyse
Ultrasone afzuigers – Voor kleine en grote schaal
Hielscher Ultrasonics is uw partner voor hoogwaardige ultrasone extractieapparatuur. Of je nu kleinere batches CBD-extracten van hoge kwaliteit wilt produceren voor je boetiekmerk of grote hoeveelheden hennep of marihuana op industriële schaal wilt verwerken – Hielscher Ultrasonics heeft de ideale ultrasone extractieapparatuur voor u!
Lineaire schaalbaarheid en nauwkeurige procesbesturing zorgen voor betrouwbare resultaten op elk niveau. Lees meer over het opschalen van ultrasone extractieprocessen!
Wij helpen u: Onze procesadvisering & service
Hielscher Ultrasonics heeft jarenlange ervaring met ultrasone processen en een diepgaand begrip van ultrasone extractieprocessen. Wij helpen u met aanbevelingen voor de meest geschikte ultrasoon voor uw proces en leren u hoe u onze apparaten het meest efficiënt kunt gebruiken. Onze ingenieurs zijn wereldwijd beschikbaar voor installatieservice.
In ons volledig uitgeruste ultrasone proceslaboratorium in Duitsland kan ons team van procesingenieurs en chemici uw proces voor u of samen met u ontwikkelen en optimaliseren.
Ultrasone extractie van botanische middelen met ultrasoonapparaat UP400St
Literatuur/referenties
- 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.
- 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.
- Djenni, Zoubida; Pingret, Daniella; Mason, Timothy J.; Chemat, Farid (2012): Sono–Soxhlet: In Situ Ultrasound-Assisted Extraction of Food Products. Food Analytical Methods. 2012.
- Karami, Z.; Yousefi, G.; Alipour, M.; Emam Djomeh, Z.(2013): Modeling and Optimization of Ultrasonic Assisted Extraction (UAE) of Oil from Cannabis with RSM.
- Suslick, K.S. (2001): Sonoluminescence and Sonochemistry. Encyclopedia of Physical Science and Technology; R.A. Meyers (ed.): Academic Press, San Diego, 2001.
Basisinformatie
ultrasone extractie
Krachtig ultrageluid is een bewezen methode voor efficiënte en betrouwbare extractie van actieve bestanddelen, waaronder kruiden/medicinale bestanddelen, olie, eiwitten en bioactieve stoffen (bijv. flavonen, polyfenolen, anthocyanine, aroma) uit plantaardige producten, kruiden, bloemen en zaden.
Voor ultrasone extractie worden krachtige ultrasone golven gekoppeld aan het plant-vloeistofmengsel, zodat akoestische cavitatie optreedt. Akoestische cavitatie wordt beschreven als de ultrasonisch veroorzaakte vorming, groei en implosieve instorting van bellen in vloeistoffen.
“Tijdens cavitatie veroorzaakt het uiteenspatten van bellen een intense plaatselijke verhitting en hoge druk, met een zeer korte levensduur. In wolken van caviterende bellen hebben deze hot-spots equivalente temperaturen van ongeveer 5000 K, drukken van ongeveer 1000 atmosfeer en opwarm- en afkoelsnelheden van meer dan 1010 K/s. In een enkele cavitatiebel kunnen de omstandigheden nog extremer zijn. Cavitatie kan dus extreme fysische en chemische omstandigheden creëren in anders koude vloeistoffen. Als vloeistoffen die vaste stoffen bevatten worden bestraald met ultrageluid, kunnen verwante fenomenen optreden. In de buurt van een uitgestrekt vast oppervlak wordt de cavitatie niet-sferisch, waardoor hogesnelheidsstralen vloeistof het vaste oppervlak binnendringen. Deze stralen en bijbehorende schokgolven kunnen aanzienlijke oppervlakteschade veroorzaken en verse, sterk verhitte oppervlakken blootleggen. Daarnaast zullen botsingen tussen deeltjes met hoge snelheid optreden tijdens ultrasone bestraling van vloeistof-poedersuspensies door cavitatie en de schokgolven die hierdoor in dergelijke slurries ontstaan. De resulterende botsingen kunnen dramatische veranderingen teweegbrengen in oppervlaktemorfologie, samenstelling en reactiviteit.” [Suslick 2001: 2f.]
Deze intense omstandigheden van ultrasone cavitatie hebben verschillende effecten op plantaardig materiaal en hun extraheerbaarheid:
- overwinnen van celmembraanselectiviteit
- verhoogde massaoverdracht tussen celinhoud en omringend oplosmiddel
- celbreuk
- vrijkomen van intracellulair materiaal
Hierdoor is sonicatie een zeer effectieve extractiemethode. Door de intense mechanische krachten kunnen vaak groene en milde oplosmiddelen worden gebruikt, zoals water, ethanol enz.
Ultrasone extractie verkort de extractietijd en maakt een lager en/of milder gebruik van oplosmiddelen mogelijk. Dit betekent dat ultrasone extractie tot hogere extractiesnelheden leidt en gezondere extracten produceert. Dit komt door de kenmerken van de werking bij lage temperatuur, zowel om warmteverlies door temperatuurfactoren te beperken, maar ook om verdamping van stoffen door het lage kookpunt te voorkomen en ook om biologisch actieve stoffen te behouden.
Een ander voordeel van ultrasone extractie is het eenvoudige en veilige gebruik en de nauwkeurig controleerbare toepassing. Als een niet-thermische extractiemethode kan sonicatie worden uitgevoerd bij lage temperaturen zodat de afbraak van hittegevoelige, hitte-labiele stoffen wordt vermeden.
Ultrasone verwerking: Hielscher ondersteunt u van haalbaarheid en optimalisatie tot commerciële productie!