Equipamento de extração de cannabis – A vantagem da Sonicação
O equipamento de extração por ultra-sons tem muitas vantagens, o que o torna o método de extração superior para o cânhamo e a marijuana. Embora a extração de compostos bioactivos, tais como THC e CBD de cannabis pode ser realizada com diferentes técnicas, sonicação oferece inúmeras vantagens. Devido aos seus elevados rendimentos, extractos de alta qualidade, processo rápido, baixo investimento e custos operacionais, operação segura e de fácil utilização, a extração por ultra-sons é o método preferido para processos de extração em pequenas, bem como na produção industrial de extrato de cannabis.
Vantagens da extração ultra-sónica de cannabis
Os ultrassons do tipo sonda são um tipo de equipamento de extração que utiliza ondas de ultra-sons para decompor o material vegetal e extrair os compostos desejados. Este método tem demonstrado superar os métodos de extração tradicionais na extração de cannabis por várias razões:
- Eficiência: As sondas ultra-sónicas podem extrair uma percentagem mais elevada de compostos-alvo do material vegetal do que os métodos de extração tradicionais, como a extração com solventes ou a destilação a vapor. Isto deve-se ao facto de as sondas ultra-sónicas utilizarem ondas sonoras de alta frequência para decompor o material vegetal a nível celular, facilitando a extração dos compostos desejados.
- Extração rápida: As sondas ultra-sónicas podem extrair compostos-alvo do material vegetal numa questão de minutos, enquanto os métodos de extração tradicionais podem demorar horas ou mesmo dias. Isto significa que as sondas ultra-sónicas podem processar mais material em menos tempo, tornando-o um método de extração mais eficiente.
- Espectro completo: Os ultrasonicadores do tipo sonda extraem toda a gama de compostos bioactivos. Isto permite produzir extractos de espetro completo com sondas ultra-sónicas, que são conhecidas pelo seu efeito de comitiva, que pode ser importante para fins medicinais ou de investigação.
- Segurança: As sondas ultra-sónicas são consideradas um método de extração mais seguro em comparação com os métodos tradicionais, tais como a extração por solventes, que pode envolver a utilização de solventes inflamáveis e potencialmente tóxicos ou extractores de CO2 supercrítico, que são operados sob altas pressões. A tecnologia ultra-sónica é compatível com qualquer tipo de solvente, incluindo água e etanol aquoso, o que a torna um método de extração mais seguro e amigo do ambiente.
Resumidamente, a extração de cannabis utilizando sondas ultra-sónicas tem várias vantagens em relação aos métodos de extração tradicionais, incluindo maior eficiência, velocidade, seletividade e segurança.
Extrator ultrassónico UIP2000hdT (2kW) para a produção industrial de extractos de cannabis totalmente naturais e biológicos.
Ultrasonicators vs CO2 Extrator para extração de cannabis
A extração supercrítica de CO2 é um método convencional para a produção de extractos de cannabis. No entanto, devido aos altos custos, questões de segurança e operação complexa, ultrasonicators substituíram numerosos extratores de CO2 instalados. Leia abaixo as vantagens pelas quais a sonicação supera a extração supercrítica de CO2.
- Rendimento: A extração por ultra-sons tem demonstrado produzir rendimentos mais elevados de compostos desejados em comparação com a extração por CO2. Isto porque a extração ultra-sónica pode quebrar o material vegetal a nível celular, permitindo uma extração mais eficiente dos compostos alvo.
- Velocidade: A extração por ultra-sons pode ser concluída numa questão de minutos, enquanto a extração por CO2 pode demorar várias horas. Isto significa que a extração por ultra-sons é um método mais rápido e pode processar maiores volumes de material em menos tempo.
- Seletividade: A extração por ultra-sons permite obter extractos de largo espetro, que contêm uma vasta gama de compostos bioactivos. Os extractos de largo espetro são valorizados pelo seu chamado efeito de comitiva, em que as substâncias apoiam e reforçam os seus efeitos específicos de forma sinérgica. Isso faz com que a extração ultra-sônica uma ótima opção para extratos terapêuticos, bem como para fins de pesquisa.
- Eficiência energética: A extração por ultra-sons utiliza menos energia do que a extração por CO2, o que a torna uma opção mais amiga do ambiente.
- Custo do equipamento: O equipamento de extração por ultra-sons é geralmente menos dispendioso do que o equipamento de extração de CO2, o que pode torná-lo uma opção mais acessível para os pequenos produtores.
- Segurança: A extração por ultra-sons pode ser efectuada sem utilizar solventes inflamáveis ou tóxicos. A água ou o etanol aquoso são os solventes mais utilizados na extração de cannabis. Em contraste, a extração de CO2 requer a utilização de CO2 sob alta pressão. Com estas pressões elevadas, existe o risco de fuga de CO2 ou falha do equipamento e os perigos associados à alta pressão. Por conseguinte, a extração por ultra-sons é considerada um método mais seguro tanto para os operadores como para o ambiente.
Extração ultra-sónica de cannabis – O princípio de funcionamento dos ultra-sons na extração
A extração por ultra-sons baseia-se no princípio da cavitação acústica. A aplicação de ultra-sons de alta potência a líquidos e lamas resulta em cavitação intensa e forças de cisalhamento. Numa pasta de folhas, botões, flores, caules e outras partes de plantas, as células vegetais são rompidas por forças de cisalhamento ultra-sónicas e os compostos bioactivos como o canabidiol (CBD) e o tetrahidrocanabinol (THC) são libertados. A extração ultra-sónica está bem estabelecida como técnica altamente eficiente e fiável para isolar compostos vegetais bioactivos. Especialmente na produção de óleos de cannabis de alta qualidade, a sonicação convenceu devido aos seus elevados rendimentos (maior produção de extrato), excelente qualidade (espetro completo) e tempo de processamento rápido. A aplicação de ondas de ultra-sons é um tratamento mecânico, que não é tóxico, é seguro e não prejudica o ambiente.
120L Ultrasonic Batch Extraction of Cannabis com UIP2000hdT e Agitador
- maior rendimento
- alta qualidade
- sem degradação térmica
- extração rápida
- funcionamento simples e seguro
- extração verde
Num relance – As vantagens dos extractores ultra-sónicos Hielscher
eficiência
- rendimentos mais elevados
- Processo de extração rápida – em poucos minutos
- Extractos de alta qualidade – extração suave e não térmica
- Solventes verdes (água, etanol, glicerina, óleos vegetais, etc.)
Simplicidade
- Plug-and-play - Instalação e funcionamento em poucos minutos
- Elevado rendimento - Para produção de extractos em grande escala
- Funcionamento em linha contínuo ou por lotes
- Instalação e arranque simples
- Portátil / Móvel - Unidades portáteis ou construídas sobre rodas
- Aumento de escala linear - adicionar outro sistema ultrassónico em paralelo para aumentar a capacidade
- Monitorização e controlo remotos - através de PC, smartphone ou tablet
- Não é necessária supervisão do processo - Instalação e funcionamento
- Alto desempenho - concebido para produção contínua 24 horas por dia, 7 dias por semana
- Robustez e baixa manutenção
- alta qualidade – concebido e construído na Alemanha
- Carga e descarga rápidas entre lotes
- fácil de limpar
segurança
- Funcionamento simples e seguro
- Extração sem solventes ou à base de solventes (água, etanol, óleos vegetais, glicerina, etc.)
- Sem pressões e temperaturas elevadas
- Sistemas à prova de explosão com certificação ATEX disponíveis
- Fácil de controlar (também através de controlo remoto)
UP400ST Extração por ultra-sons de plantas como a cannabis em 8L lote
Equipamento de ultra-sons para extração de cannabis
Hielscher Ultrasonic é o seu parceiro de confiança quando se trata de equipamento de extração ultra-sónica de alto desempenho para a extração de cannabis e outros produtos botânicos. Com inúmeras instalações em todo o mundo, os extractores ultra-sónicos Hielscher são bem reconhecidos pela sua elevada taxa de extração, fiabilidade e robustez.
Desde os ultrassons de bancada mais pequenos e compactos, como o UP400St (400W), até ao mais potente UIP16000hdT, a Hielscher cobre toda a gama de equipamentos de extração por ultra-sons. Isto permite-nos recomendar-lhe o extrator de ultra-sons mais adequado aos requisitos do seu processo.
Conceção, fabrico e consultoria – Qualidade fabricada na Alemanha
Os ultrassons Hielscher são conhecidos pelos seus elevados padrões de qualidade e design. A robustez e a facilidade de operação permitem a integração harmoniosa dos nossos ultrassons nas instalações industriais. As condições difíceis e os ambientes exigentes são facilmente controlados pelos ultrassons Hielscher.
A Hielscher Ultrasonics é uma empresa certificada pela ISO e dá especial ênfase aos ultrassons de alto desempenho com tecnologia de ponta e facilidade de utilização. Naturalmente, os ultrassons da Hielscher estão em conformidade com a CE e cumprem os requisitos da UL, CSA e RoHs.
O quadro seguinte dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos ultra-sons:
| Volume do lote | caudal | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| 1 a 500mL | – | UP100H |
| 10 a 8000mL | – | UP200Ht, UP400ST |
| 0.5-150L | 0.2 a 4L/min | UIP2000hdT |
| 1 a 300L | 2 a 10L/min | UIP4000hdt |
| – | 10 a 100L/min | UIP16000 |
| – | maior | grupo de UIP16000 |
Fatos, vale a pena conhecer
Visão geral e comparação dos métodos mais comuns de extração de canábis
Extração por ultra-sons
Produto: A extração por ultra-sons produz um extrato de alta qualidade de espetro total. O extrato bruto é refinado por filtração, destilação e/ou winterização.
Custo do equipamento: a partir de aproximadamente US$ 5.000 até vários US$ 100.000, dependendo da capacidade e da configuração
Instalação: em operação em lote/barril ou em linha contínua
Competências técnicas: fácil e seguro de manusear e operar
Solvente: podem ser utilizados todos os tipos de solventes, tais como água, mistura de água e álcool, álcool isopropílico, hexano, etanol, metanol, butano, óleos vegetais (azeite, óleo de coco), glicerina, etc.
Compostos visados: espetro completo (todos os canabinóides e terpenos disponíveis)
Principais vantagens: alto rendimento, fácil de operar, barato, fácil escalonamento para produção industrial
Extração por solventes (álcool, etanol)
Produto: tipicamente um extrato bruto que requer um refinamento adicional, como a invernização ou a filtração. Normalmente, o extrato de etanol é refinado através de destilação após winterização e filtração.
Custo do equipamento: entre 5 000 e milhões de dólares, consoante a dimensão, as capacidades ou a capacidade de automatização.
Competências técnicas: formação em química básica/moderada.
Compostos visados: todos os canabinóides disponíveis, o extrato resultante tem baixas quantidades de monoterpenos.
CO2 Extração
Produto: extrato bruto que requer um refinamento adicional, como a winterização ou a filtração
Custo do equipamento: entre 100 000 e milhões de dólares, consoante a dimensão, as capacidades ou a automatização
Competências técnicas: formação para operar CO2 líquido (sistema de alta pressão) – segurança)
Compostos visados: canabinóides com quantidades reduzidas de monoterpenos
Extração de hidrocarbonetos
Produto: estilhaço, "budder", cera, HTFSE, HCFSE, ou extrato bruto para destilação, ou terpenos a adicionar ao destilado
Custo do equipamento: $5.000 a $100.000, dependendo do tamanho e das capacidades
Competências técnicas: com formação em química e segurança (utilização de líquidos inflamáveis, butano líquido)
Compostos visados: todos os canabinóides
Aplicação de ondas de ultra-sons para extração
Quando o ultrassom de alto desempenho é aplicado a sistemas líquidos (incluindo polpas e pastas viscosas), a cavitação acústica é gerada. A cavitação acústica descreve o fenómeno de geração, crescimento e eventual implosão das bolhas de cavitação. Durante a propagação das ondas de ultrassom, as bolhas de vácuo oscilam, crescem e colapsam no ponto em que a bolha não pode absorver mais energia. A implosão das bolhas cria localmente condições extremas de temperaturas, pressões, taxas de aquecimento e arrefecimento muito elevadas, bem como diferenciais de pressão e jactos de líquido. As condições extremas resultam em efeitos térmicos, mecânicos e químicos. A rutura celular e a libertação de compostos bioactivos (= extração) é um efeito mecânico, muito eficaz e eficiente.
A cavitação acústica, gerada por ultra-sons de alta intensidade e baixa frequência, cria forças de cisalhamento intensas e diferenciais de alta pressão e temperatura que ocorrem localmente, o que proporciona o impacto necessário para a rutura celular, a mistura intensa e a transferência de massa. Estas forças de cisalhamento ultra-sónicas são aplicadas com êxito na extração de cannabis.
Devido ao seu rendimento de extração superior, à sua elevada taxa de extração, à velocidade do processo, bem como ao seu funcionamento simples e seguro, a extração por ultra-sons é utilizada com êxito para a extração de múltiplos compostos botânicos.
As potentes ondas de ultra-sons rompem a matriz celular das estruturas biológicas e libertam os compostos bioactivos. A transferência de massa entre o material vegetal e o solvente é intensificada. Devido a estes mecanismos, a extração ultra-sónica é altamente eficiente para a extração de cannabis.
Exemplos proeminentes de extração por ultra-sons são canábis (canabinóides e óleo de canábis da marijuana e do cânhamo), curcumina, Pimenta, açafrão, café, cabaça amarga, azeite, óleo de abacate, hena, Ervas Ayurvédicas, gengibre, cháe outros ervas medicinais.
Descarboxilação
A descarboxilação é uma etapa importante para a produção eficiente dos principais compostos bioactivos da canábis, como o Δ9-tetrahidrocanabinol (Δ9-THC), o canabidiol (CBD) e o canabigerol (CBG). A descarboxilação, também conhecida como "ativação" ou "descarbonização", é aplicada como um pré-tratamento para aumentar o teor de THC (delta9-tetrahidrocanabinol) no material vegetal. Quimicamente, a descarboxilação é uma reação em que um grupo carboxilo (-COOH) é removido e o dióxido de carbono (CO2) é libertado. A fim de aumentar o teor de THC da planta de canábis, é aplicada a etapa de descarboxilação. Através da descarboxilação, a quantidade de ácido Δ9-tetrahidrocanabinólico (THCA) não psicoativo pode ser convertida em THC psicoativo. O ácido Δ9-tetrahidrocanabinólico descarboxila quando aquecido (a cerca de 105°C / 220°F durante 30 min. em material seco, até 90min. em material vegetal húmido) e converte-se no composto psicoativo Δ9-Tetrahidrocanabinol.
De forma semelhante, o material vegetal de canábis rico em CBD-A pode ser descarboxilado por tratamento térmico e, assim, convertido em CBD. Para a invernização do material vegetal, o material vegetal seco e picado é aquecido a cerca de 160°C / 320°F durante 30-60min. para iniciar a descarboxilação.
Temperaturas de descarboxilação para canabinóides:
CBD: 160°C / 320°F
CBC: 220°C / 428°F
THC: 155°C / 314.6°F
CBN: 185°C / 365°F
THCV: 220°C / 428°F
Processos a jusante – Filtração e destilação
Após a extração por ultra-sons, as partículas de cannabis devem ser filtradas do líquido. Por conseguinte, a pasta de cannabis é filtrada através de um filtro, como uma malha (por exemplo, uma meia filtrante) ou utilizando um filtro-prensa. O licor-mãe resultante do solvente (por exemplo, etanol) e do extrato de cannabis é então concentrado através da separação do etanol. Os métodos típicos de destilação para a remoção de solventes são os evaporadores rotativos ou os sistemas de destilação a vácuo.
Um evaporador rotativo (coloquialmente roto-vap) é normalmente utilizado para separar solventes como o etanol da canábis, produzindo assim um óleo de canábis refinado. A temperatura regulada e o fácil manuseamento fazem do evaporador rotativo o equipamento de destilação dominante na indústria da canábis.
A destilação em vácuo é utilizada sobretudo para isolar o CBD para uso farmacêutico e medicinal, onde é necessário remover os terpenos e/ou o THC. Uma vez que os terpenos, o THC e o CBD têm pontos de ebulição elevados (entre 160-250°C / 310-482°F), em condições atmosféricas, uma destilação exigiria um tratamento a alta temperatura, o que implica a degradação térmica dos canabinóides sensíveis ao calor. Além disso, a exposição ao oxigénio inicia reacções oxidativas, que afectam negativamente a qualidade dos canabinóides. Com a aplicação de vácuo, os pontos de ebulição são reduzidos. Além disso, o oxigénio é removido com a aplicação de vácuo. Deste modo, a destilação sob condições de vácuo reduz a degradação térmica e oxidativa dos extractos.
invernização
A invernização é o processo de remoção dos lípidos, gorduras e ceras das plantas através de uma lavagem com álcool, a fim de separar os canabinóides e os terpenos das substâncias indesejadas, como as ceras, as gorduras e a clorofila das plantas. Para a invernização, o óleo de canábis extraído é colocado em etanol e arrefecido a temperaturas inferiores a -20°C / -6°F. A estas baixas temperaturas, os lípidos, as gorduras e as ceras precipitam e podem ser removidos.
A Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultra-sónicos de alto desempenho a partir de laboratório para dimensão industrial.