Szybka i prosta ultradźwiękowa ekstrakcja marihuany
- Aby sprostać rosnącemu popytowi i dostarczać kannabinoidy wysokiej jakości, niezbędna jest skuteczna i niezawodna metoda ekstrakcji konopi indyjskich. Udowodniono, że ekstrakcja ultradźwiękowa skraca czas ekstrakcji i znacznie zwiększa wydajność.
- Dzięki ultradźwiękom ekstrakcja konopi staje się szybsza, bardziej kompletna i wysoce wydajna. Ekstrakcja ultradźwiękowa jest prosta i niezawodna.
- Hielscher produkuje ekstraktory ultradźwiękowe do izolacji kannabinoidów w skali laboratoryjnej i przemysłowej.
Ultradźwiękowa ekstrakcja kannabinoidów i terpenów
Ekstrakcja wspomagana ultradźwiękami jest od dawna sprawdzoną i uznaną w przemyśle techniką ekstrakcji, która znana jest z wysokiej wydajności ekstraktu, szybkiego przetwarzania i prostej obsługi. Sonikacja stosuje intensywne siły ścinające i naprężenia w medium, rozbijając w ten sposób ściany komórkowe materiału roślinnego konopi indyjskich. Z rozbitych komórek skutecznie uwalniane są duże ilości związków bioaktywnych, takich jak kannabinoidy, w bardzo krótkim czasie ekstrakcji. Oznacza to, że proces ekstrakcji substancji czynnych, takich jak kannabinoidy i terpeny z rośliny konopi indyjskich, może być znacznie zwiększony za pomocą ultradźwięków.
Ekstrakcja ultradźwiękowa może być przeprowadzana przy użyciu szerokiej gamy rozpuszczalników. W zależności od późniejszego zastosowania, substancje czynne z konopi indyjskich są ekstrahowane np. w butanie, CO2, propanie itp. gdy ekstrakty są wykorzystywane do inhalacji. W przypadku przygotowywania ekstraktów do spożycia doustnego, jako rozpuszczalniki preferowane są etanol, cykloheksan, izopropanol, oliwa z oliwek, olej kokosowy itp.
Firma Hielscher Ultrasonics oferuje odpowiednie urządzenia odciągowe – Niezależnie od tego, czy potrzebujesz małego lub średniego ekstraktora, systemu pilotażowego czy przemysłowego, ultradźwięki Hielscher spełniają Twoje wymagania.
Ultrasonicator UP400St z mieszadłem do ekstrakcji konopi indyjskich
- Krótki czas ekstrakcji
- wysoki współczynnik ekstrakcji
- Pełniejsza ekstrakcja
- Łagodna, nietermiczna obróbka
- Łatwa integracja i bezpieczna obsługa
- brak niebezpiecznych/toksycznych chemikaliów, brak zanieczyszczeń
- niski koszt
- energooszczędny
- Zielona ekstrakcja: przyjazna dla środowiska
Ultradźwięki Hielscher do ekstrakcji konopi indyjskich – Naukowo udowodniona skuteczność!
Casiraghi i współpracownicy z włoskiego Uniwersytetu w Mediolanie porównali trzy metody ekstrakcji konopi: ekstrakcję ultradźwiękową, ekstrakcję Soxhleta i macerację.
Badanie miało na celu zbadanie skuteczności ekstrakcji ultradźwiękowej do ekstrakcji kannabinoidów z konopi siewnych i porównanie jej z innymi metodami ekstrakcji, takimi jak ekstrakcja Soxhleta i maceracja.
Naukowcy wykorzystali procesor ultradźwiękowy Hielscher UP200Ht (patrz zdjęcie po lewej) do procesu ekstrakcji i stwierdzili, że metoda ekstrakcji wspomagana ultradźwiękami była bardziej skuteczna w ekstrakcji kannabinoidów niż pozostałe dwie metody. Ekstrakcja ultradźwiękowa była również szybsza, bardziej wydajna i mniej pracochłonna niż inne metody.
Ekstrakcję przeprowadzono przy użyciu oliwy z oliwek jako rozpuszczalnika. Materiał roślinny dodano do rozpuszczalnika i poddano działaniu ultradźwięków przez 10 minut przy 60% amplitudzie za pomocą ultrasonografu UP200Ht.
Po etapie sonikacji ekstrakt został przefiltrowany, a rozpuszczalnik odparowano pod zmniejszonym ciśnieniem w celu uzyskania stężonego ekstraktu. Ekstrakt został następnie przeanalizowany pod kątem zawartości kannabinoidów przy użyciu wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC).
Ogólnie rzecz biorąc, wyniki tego badania wykazały, że ekstrakcja ultradźwiękowa kannabinoidów CBD i THC w oliwie z oliwek jest skuteczną metodą ekstrakcji kannabinoidów z materiału roślinnego Cannabis sativa, z wysoką wydajnością i czystością.
Jedną z zalet ekstrakcji ultradźwiękowej przy użyciu UP200Ht jest to, że może ona wytwarzać wyższe plony kannabinoidów w krótszym czasie niż tradycyjne metody ekstrakcji. Naukowcy zauważyli również, że ekstrakcja ultradźwiękowa jest metodą bardziej przyjazną dla środowiska w porównaniu z innymi metodami ekstrakcji, ponieważ wymaga mniej rozpuszczalnika i energii. Dodatkowo, ekstrakcja ultradźwiękowa może być łatwo skalowana do produkcji przemysłowej, co czyni ją obiecującą metodą produkcji ekstraktów CBD na dużą skalę.
Podsumowując, badanie sugeruje, że ekstrakcja ultradźwiękowa przy użyciu UP200Ht jest obiecującą metodą ekstrakcji kannabinoidów z konopi siewnych do celów leczniczych.
(por. Casiraghi i in., 2022)
Ekstrakcja ultradźwiękowa jest wysoce skuteczną metodą ekstrakcji kannabinoidów, takich jak CBD i THC. Jako rozpuszczalnik zastosowano oliwę z oliwek, a ekstrakcję ultradźwiękową przeprowadzono za pomocą UP200ST.
(zdjęcie i opracowanie: © Casiraghi et al., 2022)
Warunki sonikacji i ekstrakcji
Proces sonikacji konopi indyjskich
Ekstrakcja wspomagana ultradźwiękami opiera się na powtarzających się cyklach wysokiego i niskiego ciśnienia. Te naprzemienne cykle wysokiego i niskiego ciśnienia 20 000 razy na sekundę sonikacji tworzą intensywne siły ścinające i strumienie cieczy. To ekstremalne naprężenie pokonuje selektywność membrany, perforuje i rozbija ścianę komórkową oraz powoduje wysoki transfer masy między komórką wewnętrzną a otaczającym rozpuszczalnikiem. Dzięki ekstrakcji ultradźwiękowej można uzyskać wyższą wydajność i krótszy czas trwania ekstrakcji. Ponieważ ekstrakcja ultradźwiękowa jest procesem powtarzalnym, wyniki ekstrakcji można powtórzyć w celu uzyskania znormalizowanej jakości ekstraktu.
Ekstraktory ultradźwiękowe firmy Hielscher zapewniają pełną kontrolę nad ważnymi parametrami ekstrakcji. Poprzez regulację amplitudy, czasu trwania, ciśnienia i składu cieczy, wydajność procesu ekstrakcji może być precyzyjnie kontrolowana i odtwarzana.
Rozpuszczalniki do ekstrakcji konopi indyjskich
Do ekstrakcji ultradźwiękowej można stosować wszystkie popularne rozpuszczalniki. W zależności od tego, czy ekstrakty są produkowane do doustnych lub wziewnych środków farmaceutycznych, analizy, kontroli jakości lub innych celów, niektóre rozpuszczalniki są szczególnie odpowiednie do określonych celów. Ekstrakcja ultradźwiękowa pozwala na stosowanie różnych rozpuszczalników, w tym wody, rozpuszczalników i olejów (np. H2O, CO2, etanolu, metanolu, butanu, propanu, oliwy z oliwek, oleju kokosowego itp.)
Temperatura ekstrakcji
Najlepsze wyniki ekstrakcji ekstraktów roślinnych wspomaganej ultradźwiękami (np. związków aktywnych z ziół, roślin leczniczych itp.) uzyskuje się w temperaturze procesu między 0-60°C. Ekstrakcja ultradźwiękowa jest metodą nietermiczną, a tym samym łagodną, dzięki czemu ekstrahowane składniki aktywne nie ulegają degradacji.
Połączone metody ekstrakcji
Ekstrakcja ultradźwiękowa może być łatwo łączona z ciśnieniem, ciepłem, nadkrytycznymi warunkami ekstrakcji lub ekstraktorem Soxhleta w celu poprawy wyników i/lub dostosowania konfiguracji ekstrakcji do określonych wymagań. Modernizacja ultrasonografu w istniejącej instalacji do ekstrakcji konopi indyjskich jest szczególnie interesująca, jeśli istniejąca metoda ekstrakcji nie działa z pożądaną wydajnością i wydajnością.
Już istniejące maszyny ekstrakcyjne można łatwo zmodernizować, wdrażając ekstraktor ultradźwiękowy. Chętnie pomożemy w instalacji, aby zmodernizować ultradźwiękowy ekstraktor do konfiguracji ekstrakcji.
Przeczytaj więcej o ulepszonej ultradźwiękowo ekstrakcji CO2 w stanie nadkrytycznym!
Obszary zastosowań ultradźwiękowej ekstrakcji konopi indyjskich
Kannabinoidy, terpeny i inne aktywne składniki rośliny konopi są ekstrahowane do różnych celów. Ekstrakcja ultradźwiękowa jest zaufaną metodą uzyskiwania ekstraktów z rośliny konopi indyjskich w celu
- produkcja medyczna/farmaceutyczna
- rekreacyjne produkty z konopi indyjskich
- produkcja nutraceutyków i żywności
- przed dalszym przetwarzaniem, np. nanoemulsyfikacją
- testowanie siły działania leków
- analiza kryminalistyczna/chemiczna
Ekstraktory ultradźwiękowe – Dla małej i dużej skali
Hielscher Ultrasonics jest Twoim partnerem w zakresie wysokowydajnych urządzeń do ekstrakcji ultradźwiękowej. Niezależnie od tego, czy chcesz produkować mniejsze partie wysokiej jakości ekstraktów CBD dla swojej butikowej marki, czy też przetwarzać duże ilości konopi lub marihuany na skalę przemysłową – Hielscher Ultrasonics ma dla Ciebie idealny sprzęt do ekstrakcji ultradźwiękowej!
Liniowa skalowalność i precyzyjna kontrola procesu pozwalają uzyskać niezawodne wyniki na każdym poziomie. Przeczytaj więcej o zwiększaniu skali procesów ekstrakcji ultradźwiękowej!
Pomagamy: Nasze doradztwo procesowe & usługa
Hielscher Ultrasonics ma wieloletnie doświadczenie w obróbce ultradźwiękowej i dogłębnie rozumie procesy ekstrakcji ultradźwiękowej. Pomagamy w zaleceniach dotyczących najbardziej odpowiedniego ultrasonografu dla danego procesu i uczymy, jak najefektywniej korzystać z naszych urządzeń. Nasi inżynierowie są dostępni do obsługi instalacji na całym świecie.
W naszym w pełni wyposażonym laboratorium procesów ultradźwiękowych w Niemczech, nasz zespół inżynierów procesowych i chemików jest w stanie opracować i zoptymalizować proces dla Ciebie lub razem z Tobą.
Ultradźwiękowa ekstrakcja składników roślinnych za pomocą ultrasonografu UP400St
Literatura/Referencje
- 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.
Podstawowe informacje
ekstrakcja ultradźwiękowa
Ultradźwięki mocy to sprawdzona metoda skutecznej i niezawodnej ekstrakcji związków aktywnych, w tym związków ziołowych / leczniczych, oleju, białek i bioaktywnych (np. flawonów, polifenoli, antocyjanów, aromatu) z roślin, ziół, kwiatów i nasion.
W przypadku ekstrakcji ultradźwiękowej silne fale ultradźwiękowe są sprzężone z mieszaniną roślin i rozpuszczalników, dzięki czemu występuje kawitacja akustyczna. Kawitacja akustyczna jest opisywana jako ultradźwiękowe powstawanie, wzrost i implozyjne zapadanie się pęcherzyków w cieczach.
“Podczas kawitacji zapadanie się pęcherzyków wytwarza intensywne lokalne ogrzewanie i wysokie ciśnienie o bardzo krótkim czasie życia. W chmurach kawitujących pęcherzyków te gorące punkty mają równoważne temperatury około 5000 K, ciśnienia około 1000 atmosfer oraz szybkości ogrzewania i chłodzenia powyżej 1010 K/s. W przypadku kawitacji pojedynczego pęcherzyka warunki mogą być jeszcze bardziej ekstremalne. Kawitacja może zatem tworzyć ekstremalne warunki fizyczne i chemiczne w zimnych cieczach. Jeśli ciecze zawierające ciała stałe są napromieniowane ultradźwiękami, mogą wystąpić podobne zjawiska. W pobliżu rozciągniętej powierzchni ciała stałego, zapadanie się wnęki staje się niesferyczne, co napędza szybkie strumienie cieczy do powierzchni ciała stałego. Strumienie te i związane z nimi fale uderzeniowe mogą spowodować znaczne uszkodzenia powierzchni i odsłonić świeże, silnie nagrzane powierzchnie. Ponadto, zderzenia międzycząsteczkowe o dużej prędkości wystąpią podczas ultradźwiękowego napromieniowania zawiesin ciecz-proszek poprzez kawitację i fale uderzeniowe, które tworzy w takich zawiesinach. Powstałe zderzenia są w stanie wywołać dramatyczne zmiany w morfologii, składzie i reaktywności powierzchni.” [Suslick 2001: 2f.]
Te intensywne warunki kawitacji ultradźwiękowej mają kilka skutków dla materiału roślinnego i jego ekstrakcji:
- przezwyciężenie selektywności błony komórkowej
- zwiększony transfer masy między wnętrzem komórki a otaczającym ją rozpuszczalnikiem
- pęknięcie komórki
- uwalnianie materiału wewnątrzkomórkowego
To sprawia, że sonikacja jest wysoce skuteczną metodą ekstrakcji. Ze względu na intensywne siły mechaniczne, często można stosować zielone i łagodne rozpuszczalniki, takie jak woda, etanol itp.
Ekstrakcja ultradźwiękowa skraca czas ekstrakcji i pozwala na zmniejszenie i/lub łagodniejsze użycie rozpuszczalnika. Oznacza to, że ekstrakcja ultradźwiękowa skutkuje wyższymi wskaźnikami ekstrakcji i wytwarza zdrowsze ekstrakty. Wynika to z charakterystyki jego działania w niskiej temperaturze, zarówno w celu zmniejszenia strat ciepła spowodowanych czynnikami temperaturowymi, ale także w celu uniknięcia parowania substancji z powodu niskiej temperatury wrzenia, a także w celu utrzymania substancji biologicznie czynnych.
Kolejną zaletą ekstrakcji ultradźwiękowej jest jej proste i bezpieczne użycie oraz precyzyjnie kontrolowane zastosowanie. Jako nietermiczna metoda ekstrakcji, sonikacja może być przeprowadzana w niskich temperaturach, dzięki czemu unika się degradacji wrażliwych na ciepło, nietrwałych substancji.
Przetwarzanie ultradźwiękowe: Hielscher wspiera Cię od wykonalności i optymalizacji do produkcji komercyjnej!