Ekstrakcja ultradźwiękowa przy użyciu konopi jako surowca
- W przypadku rośliny cannabis sativa można wyróżnić dwa gatunki: marihuanę i konopie.
- Ultradźwięki są dobrze znane jako doskonała metoda izolacji kannabinoidów zarówno z marihuany, jak i konopi.
Ultradźwiękowa ekstrakcja kannabinoidów
Technologia ekstrakcji ultradźwiękowej jest wysoce skuteczna w uwalnianiu związków aktywnych (tj. kannabinoidów (CBD, THC, CBG), olejki eteryczne, terpeny itp.) z materiału roślinnego, takiego jak pąki, liście i łodygi.
Ekstrakcja ultradźwiękowa przewyższa konwencjonalne techniki ekstrakcji ze względu na różne zalety:
Ekstrakcja wspomagana ultradźwiękami (UAE) jest dobrze znana jako technika intensyfikacji procesu, która poprawia przenoszenie masy i uwalnia wyższe plony związków bioaktywnych, takich jak kannabinoidy, terpeny itp.
Ultradźwięki wytwarzają wysokiej jakości ekstrakty, ponieważ ekstrakcja ultradźwiękowa nie wymaga stosowania ostrych, toksycznych rozpuszczalników do uwalniania kannabinoidów. Ekstrakcja ultradźwiękowa może być prowadzona na przykład z wodą, mieszaniną wody i alkoholu, alkoholem lub olejem (oliwkowym, kokosowym) jako rozpuszczalnikami. Dzięki temu ekstrakcja wspomagana ultradźwiękami (UAE) jest znacznie bardziej przyjazna dla środowiska.
Przeczytaj więcej o właściwym doborze rozpuszczalników do ekstrakcji ultradźwiękowej!
Łagodne warunki ekstrakcji ultradźwiękowej skutkują ekstraktem, który oferuje te same, ale zintensyfikowane właściwości surowca (np. konopi, marihuany) - oferując doskonałe efekty zdrowotne, smak i zapach.
Ekstraktory ultradźwiękowe Hielscher mogą być precyzyjnie kontrolowane. Dzięki pełnej kontroli nad parametrami procesu, takimi jak intensywność i temperatura, można uzyskać wyjątkowo wysoką jakość ekstraktu. Ponieważ sonikacja jest nietermiczną metodą przetwarzania, unika się degradacji termicznej składników wrażliwych na ciepło. Temperatury ekstrakcji pomiędzy 0-60°C są optymalne dla ekstraktów najwyższej jakości.
Kolejną zaletą ekstrakcji ultradźwiękowej jest szybki proces: Cały proces ekstrakcji zajmuje tylko kilka minut, aby uwolnić kannabinoidy z komórek roślinnych, podczas gdy inne techniki ekstrakcji wymagają godzin lub nawet dni czasu przetwarzania.
Zarówno koszty inwestycyjne, jak i operacyjne są minimalne w porównaniu z alternatywnymi ekstraktorami, np. ekstraktorami CO2 w stanie nadkrytycznym. Ultradźwiękowe systemy ekstrakcji zapewniają bardzo szybki zwrot z inwestycji.

UP400St do ekstrakcji kannabinoidów z konopi
- Wysokiej jakości ekstrakty
- Pełniejsza ekstrakcja
- wysoki współczynnik ekstrakcji
- Ekstrakt o pełnym spektrum działania
- Stosowanie różnych rozpuszczalników
- Nietoksyczny
- Metoda nietermiczna (na zimno)
- Szybki proces ekstrakcji
- Bezpieczny i łatwy w użyciu
- liniowa skalowalność
Konopie kontra marihuana
Konopie indyjskie to rodzina roślin, które można podzielić na C. Indica i C. Sativa. Konopie i marihuana to gatunki Cannabis Sativa.
Porównując konopie i marihuanę, istnieje ogromna różnica; podczas gdy konopie zawierają bardzo niskie stężenie THC (0,3% lub mniej), marihuana jest bogata w THC o stężeniu od 15% do 40%.
Dlatego też do niedawna konopie były uprawiane głównie do celów przemysłowych. Obecnie konopie są również cenione za plony CBD. CBD to niepsychoaktywny kannabinoid, który ma właściwości przeciwzapalne i przeciwlękowe. Marihuana jest uprawiana głównie ze względu na zawartość THC, który jest wykorzystywany do celów rekreacyjnych i leczniczych.
Olej konopny i CBD, główny kannabinoid występujący w konopiach, są obiecującymi substancjami, które są podawane w celu pomocy w stanach chorobowych, takich jak lęk, przewlekłe stany zapalne, choroby autoimmunologiczne, ból, bóle głowy i migreny, zaburzenia żołądkowo-jelitowe i inne.

Sonikator sondowy UP400St to popularny ekstraktor ultradźwiękowy stosowany do izolacji CBD, THC, CBG, CBN, innych kannabinoidów, a także terpenów z konopi i marihuany.
Wysokowydajne ekstraktory ultradźwiękowe
Hielscher Ultrasonics oferuje mały, średniej wielkości i Przemysł procesory ultradźwiękowe, które mogą pracować w trybie 24/7. W zależności od surowca i wielkości procesu jesteśmy w stanie zaoferować ultradźwiękowy system ekstrakcji, który odpowiada Twoim potrzebom. Można wybierać między ekstrakcją wsadową i ciągłą. Późniejsze skalowanie do większych wydajności procesu można łatwo wykonać, ponieważ procesy ultradźwiękowe można skalować liniowo.
Systemy pilotażowe i przemysłowe Hielscher mogą dostarczać bardzo wysokie amplitudy – umożliwiając pracę z amplitudami do 200 µm w sposób niezawodny i ciągły w trybie 24/7. Dla jeszcze wyższych amplitud dostępne są niestandardowe sonotrody ultradźwiękowe. Wytrzymałość sonikatorów Hielscher pozwala na pracę w ciężkich warunkach i w wymagających środowiskach.
Jako wieloletni doświadczony producent ekstraktorów ultradźwiękowych o dużej mocy, Hielscher jest niezawodnym partnerem w zakresie zaawansowanej ekstrakcji. My konsultacja Wspieramy naszych klientów naszą wiedzą i prowadzimy ich od testów wykonalności do instalacji przemysłowej.
Skontaktuj się z nami już teraz! Chętnie omówimy z Tobą Twoje wymagania dotyczące wydobycia!
Skontaktuj się z nami! / Zapytaj nas!

Instalacja Hielscher UIP4000hdT, ekstraktora ultradźwiękowego o mocy 4 kW, do wydobycia przemysłowego.
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.
- 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.
- Uzma Altaf, A Rouf, Varsha Kanojia, Qudsiya Ayaz, Imtiyaz Zargar (2018): Ultrasound treatment: A novel processing technique for food preservation. The Pharma Innovation Journal 2018; 7(2): 234-241.
- Renata Vardanega, Diego T. Santos, M. Angela A. Meireles (2014): Intensification of bioactive compounds extraction from medicinal plants using ultrasonic irradiation. Pharmacogn Rev. 2014 Jul-Dec; 8(16): 88–95.
Fakty, które warto znać
Ekstrakcja ultradźwiękowa stała się najbardziej skuteczną i przyjazną dla użytkownika techniką ekstrakcji związków bioaktywnych z roślin. Najbardziej znanym przykładem udanej ekstrakcji może być izolacja CBD i innych kannabinoidów z konopi indyjskich.
Ultradźwiękowe a konwencjonalne metody ekstrakcji
Moczenie w etanolu jest prostą metodą, ale jest bardzo czasochłonne, wydajność procesu jest ograniczona, a koszty rozpuszczalnika i energii są wysokie. Pozostałości rozpuszczalnika w produkcie końcowym przeszkadzają w uzyskaniu wysokiej jakości ekstraktu.
Wydobycie przy użyciu zamkniętego systemu węglowodorowego wymaga użycia paliw kopalnych, przez co w produkcie końcowym mogą znajdować się substancje rakotwórcze, takie jak benzen.
Systemy ekstrakcji CO2 na parametry nadkrytyczne wiążą się z wysokimi kosztami inwestycyjnymi oraz wysokim zużyciem energii. Ekstraktory CO2 na parametry nadkrytyczne wymagają dobrze wyszkolonego personelu do obsługi, ponieważ systemy CO2 pod wysokim ciśnieniem są niebezpieczne w obsłudze. Wyciek CO2 może spowodować uduszenie i śmierć pracowników.
Ekstrakcja wodą krytyczną jest przyjazną dla środowiska alternatywą, która jest powolna i uwalnia tylko niewielką część związków bioaktywnych.
ekstrakcja ultradźwiękowa
Ekstrakcja ultradźwiękowa to intensyfikująca technika ekstrakcji, która może być stosowana w połączeniu z woda (bez rozpuszczalników) jak również z rozpuszczalniki takich jak etanol, etanol-woda, gliceryna, metanol, oleje roślinne lub inne wybrane rozpuszczalniki. Ekstrakcja ultradźwiękowa wspomaga przenoszenie masy, dzięki czemu wydajność ekstraktu 95-99% można uzyskać. Sonikacja może być łatwo skalowana i pozwala uzyskać wysokiej jakości ekstrakty.
Niewielki ekstraktor ultradźwiękowy, taki jak UP400St (400 W) jest w stanie przetworzyć partię do 10 l w ciągu 5-15 minut (w zależności od parametrów procesu, takich jak surowiec (świeży lub suszony; pąki, liście, łodygi), rozpuszczalnik, temperatura).
Wydajny ekstraktor ultradźwiękowy UIP2000hdT o mocy 2 kW może pracować jako system liniowy. W trybie przepływowym UIP2000hdT z łatwością przetwarza od 200 do 800 l/h (również w zależności od parametrów procesu).
Koszt inwestycji w procesor ultradźwiękowy jest niski w porównaniu z ekstraktorem CO2. Również koszty energii związane z eksploatacją są pomijalne. Ekstraktory ultradźwiękowe są bardzo bezpieczne w obsłudze, łatwe do czyszczenia i wymagają bardzo niewielkiej konserwacji.
konopie indyjskie
Bioaktywne związki zawarte w konopiach indyjskich (zarówno konopiach, jak i marihuanie) zyskały wiele uwagi w niedalekiej przeszłości. Szczególnie w przypadku kannabinoidu kannabidiolu (CBD) wykazano wiele korzyści zdrowotnych, które sięgają od właściwości przeciwnowotworowych i przeciwzapalnych po działanie przeciwbólowe i antydepresyjne. Oprócz kannabidiolu, konopie indyjskie zawierają wiele innych kannabinoidów, takich jak THC (tetrahydrokannabinol), kannabinol (CBN), kannabigerol (CBG), kannabichromen (CBC) i kannabinodiol (CBND). Kannabinoidy wykazały ogromny potencjał terapeutyczny i są przedmiotem wielu badań naukowych.
Interakcja różnych kannabinoidów i innych bioaktywnych związków, takich jak terpeny, polifenole, flawonoidy i alkaloidy, wydaje się przynosić jeszcze lepsze korzyści zdrowotne. Współdziałanie różnych terpenów, różnych kannabinoidów i innych związków roślinnych nazywane jest “efekt świty”. Ze względu na ten efekt otoczenia, ekstrakty o pełnym spektrum, które można z powodzeniem uzyskać za pomocą ekstrakcji wspomaganej ultradźwiękami (UAE), są znane z wyjątkowych efektów terapeutycznych.
Terpeny z konopi indyjskich
Terpenoidy to składniki olejków eterycznych, które można znaleźć w roślinach. Konopie indyjskie są bardzo bogate w terpeny. W konopiach indyjskich terpeny są wytwarzane w trichomach rośliny. Trichomy to błyszczące, lepkie kryształy, które przylegają do liści i pąków. Te trichomy są naturalnym mechanizmem obronnym rośliny konopi, który chroni ją przed owadami i zwierzętami. Ze względu na aromatyczny zapach, terpeny działają odstraszająco. Dla nas, ludzi, najbardziej zauważalną cechą terpenów z konopi indyjskich jest ich zapach. Terpeny te przyczyniają się do różnorodnych korzyści zdrowotnych rośliny konopi (konopi i marihuany).
Oprócz aromatu i zapachu, cząsteczki terpenów są potężnymi substancjami botanicznymi, które oferują różne korzyści medyczne.
Zarówno marihuana, jak i konopie z rodzaju Cannabis Sativa zawierają wyjątkowo dużo terpenoidów i zawierają ponad 100 różnych rodzajów tych substancji.
Każdy terpen ma unikalne właściwości, od uspokajających po podnoszące na duchu. Na przykład nerolidol ma działanie uspokajające i przeciwlękowe, linalol pomaga radzić sobie z objawami lęku i zapalenia stawów, podczas gdy mircen jest znany z łagodzenia przewlekłego bólu. Terpeny β-mircen, Ɣ-pinen i humulen zmniejszają stan zapalny i mają działanie przeciwbólowe.
Różne terpeny są unikalne dla konopi indyjskich, ale wiele z nich występuje także w wielu innych roślinach. Kariofilen znajduje się np. w zielonych warzywach liściastych, chmiel a także w rozmarynie i oregano. Limonen jest głównym terpenem występującym w owocach cytrusowych, takich jak cytryny i pomarańcze.
Efekt świty
Każdy terpen znany jest z określonych efektów terapeutycznych. Wiadomo jednak, że terpeny i inne związki botaniczne, takie jak polifenole i flawonoidy, wykazują wyjątkowe działanie synergiczne, co skutkuje lepszą symbiozą między kannabinoidami. Ta interakcja różnych związków bioaktywnych znana jest jako “efekt świty“.
Efekt otoczenia sprawia, że terpeny są bardziej biodostępne i pomagają organizmowi skuteczniej wchłaniać kannabinoidy.
Rodzaje związków bioaktywnych
Liczba, stężenie i różnorodność związków bioaktywnych są odpowiedzialne za właściwości lecznicze ekstraktu botanicznego. Te bioaktywne związki są syntetyzowane jako metabolity wtórne, które nie przyczyniają się do wzrostu lub fotosyntezy w roślinach. Są one jednak kluczowe dla roślin’ przetrwania i interakcji ze środowiskiem. Botaniczne związki bioaktywne można ogólnie podzielić na trzy klasy: terpeny i terpenoidy, alkaloidy i związki fenolowe. Związki fenolowe są najszerzej rozpowszechnioną grupą metabolitów wtórnych w królestwie roślin i są dobrze znane i cenione ze względu na ich działanie przeciwutleniające. Inną ważną klasą związków fenolowych o niskiej masie cząsteczkowej są flawonoidy, które również wykazują bardzo silne działanie przeciwutleniające.
Zakres związków fenolowych obejmuje kwasy fenolowe, takie jak kwas benzoesowy i hydroksycynamonowy, flawonoidy, takie jak flawony i flawonole, lignany i stilbeny. Ekstrakt o pełnym spektrum (np. uzyskany przez Ekstrakcja ultradźwiękowa z konopi indyjskich) zawiera wszystkie te różne związki botaniczne, które wykazują najszersze działanie zdrowotne.
Zasada działania ekstrakcji ultradźwiękowej
Ekstrakcja ultradźwiękowa opiera się na falach akustycznych (ultradźwiękach) połączonych z ciekłym medium. Intensywne fale ultradźwiękowe generują cykle wysokiego ciśnienia / niskiego ciśnienia. Ze względu na różnice ciśnień podczas propagacji fal ultradźwiękowych przez ciecz, pojawiają się pęcherzyki kawitacyjne. Implozja tych pęcherzyków kawitacyjnych powoduje powstanie warunków o dużej gęstości energii.

Ultradźwiękowa ekstrakcja związków aktywnych i olejków eterycznych opiera się na zasadzie działania kawitacja akustyczna. Powyższy rysunek przedstawia efekt zapadania się pęcherzyka kawitacyjnego i wynikające z tego uwalnianie olejku eterycznego z materiału roślinnego
źródło: Altaf et al. 2018
Warunki panujące w pobliżu implodujących pęcherzyków kawitacyjnych mogą być ekstremalne – wytwarzając temperatury do 4500°C i ciśnienia do 100 MPa. Implozja i wynikające z niej różnice ciśnień skutkują bardzo wysokimi siłami ścinającymi i turbulencjami w gorącym punkcie kawitacji. Połączenie tych czynników różnic ciśnienia, różnic ciepła i ścinania sprzyja przenoszeniu masy, a tym samym procesom ekstrakcji. Dzięki intensywnym ultradźwiękowym siłom kawitacyjnym, komórki (np. roślin, bakterii lub tkanek) są rozbijane, a materiał wewnątrzkomórkowy (taki jak oleje, lipidy, białka i związki aktywne) są uwalniane do otaczającego rozpuszczalnika.
Ekstrakcja ultradźwiękowa jest zatem preferowaną metodą intensyfikacji procesów ekstrakcji.