Extração de cannabis por ultra-sons rápida e simples
- Para satisfazer a procura crescente e fornecer canabinóides de alta qualidade, é essencial um método de extração de canábis eficiente e fiável. Está provado que a extração por ultra-sons encurta o tempo de extração e aumenta consideravelmente o rendimento.
- Com os ultra-sons de potência, a extração de cannabis torna-se mais rápida, mais completa e altamente eficiente. A extração por ultra-sons é simples e fiável.
- A Hielscher fabrica extractores ultra-sónicos para o isolamento de canabinóides em laboratório até à escala industrial.
Extração ultra-sónica de canabinóides e terpenos
A extração assistida por ultra-sons é uma técnica de extração há muito comprovada e estabelecida industrialmente, conhecida pelos seus elevados rendimentos de extração, processamento rápido e operação simples. A sonicação aplica forças de cisalhamento intensas e tensão ao meio, quebrando assim as paredes celulares do material da planta de canábis. A partir das células quebradas, grandes quantidades de compostos bioactivos, como os canabinóides, são eficazmente libertados num período de extração muito curto. Isto significa que o processo de extração de substâncias activas como os canabinóides e os terpenos da planta de cannabis pode ser substancialmente aumentado por ultra-sons.
A extração por ultra-sons pode ser realizada com uma grande variedade de solventes. Dependendo da sua utilização subsequente, as substâncias activas da cannabis são extraídas, por exemplo, em butano, CO2, propano, etc., quando os extractos são utilizados para inalação. Para a preparação de extractos para ingestão oral, são preferidos como solventes o etanol, o ciclo-hexano, o isopropanol, o azeite, o óleo de coco, etc.
A Hielscher Ultrasonics oferece-lhe o equipamento de extração adequado – Quer necessite de um extrator de pequena ou média dimensão, de um sistema piloto ou de um sistema industrial, os ultrassons Hielscher satisfazem as suas necessidades.
ultrassom UP400St com agitador para extração de cannabis
- tempo de extração curto
- elevada taxa de extração
- Extração mais completa
- tratamento suave e não térmico
- integração fácil e funcionamento seguro
- sem produtos químicos perigosos / tóxicos, sem impurezas
- baixo custo
- energeticamente eficiente
- extração verde: amigo do ambiente
Hielscher Ultrasonicators para extração de cannabis – Eficiência cientificamente comprovada!
Casiraghi e colegas da Universidade Italiana de Milão compararam três métodos de extração de cannabis: extração por ultra-sons, extração por Soxhlet e maceração.
O estudo teve como objetivo investigar a eficácia da extração ultra-sónica para a extração de canabinóides da cannabis sativa e compará-la com outros métodos de extração, tais como a extração Soxhlet e a maceração.
Os investigadores utilizaram o processador ultrassónico Hielscher UP200Ht (ver imagem à esquerda) para o processo de extração e descobriram que o método de extração assistida por ultra-sons era mais eficaz na extração de canabinóides do que os outros dois métodos. A extração por ultra-sons foi também mais rápida, mais eficiente e menos trabalhosa do que os outros métodos.
A extração foi realizada utilizando azeite de oliva como solvente. O material vegetal foi adicionado ao solvente e sonicado durante 10 minutos a 60% de amplitude com o ultrassom UP200Ht.
Após a etapa de sonicação, o extrato foi filtrado e o solvente foi evaporado sob pressão reduzida para obter um extrato concentrado. O extrato foi então analisado quanto ao teor de canabinóides por cromatografia líquida de alta resolução (HPLC).
Globalmente, os resultados deste estudo mostraram que a extração ultra-sónica dos canabinóides CBD e THC em azeite é um método eficaz para extrair canabinóides de material vegetal de Cannabis sativa, com elevados rendimentos e pureza.
Uma das vantagens da extração ultra-sónica utilizando o UP200Ht é que pode produzir rendimentos mais elevados de canabinóides num período de tempo mais curto do que os métodos de extração tradicionais. Os investigadores também notaram que a extração ultra-sónica era um método mais amigo do ambiente em comparação com outros métodos de extração, uma vez que requer menos solvente e energia. Além disso, a extração ultra-sónica pode ser facilmente ampliada para a produção industrial, tornando-a um método promissor para a produção em grande escala de extractos de CBD.
Em conclusão, o estudo sugere que a extração ultra-sónica utilizando o UP200Ht é um método promissor para a extração de canabinóides de cannabis sativa para fins medicinais.
(cf. Casiraghi et al., 2022)
A extração ultra-sónica é um método altamente eficiente para extrair canabinóides, tais como CBD e THC. O azeite foi utilizado como solvente, a extração ultra-sónica foi realizada com o UP200ST.
(imagem e estudo: © Casiraghi et al., 2022)
Condições de Sonicação e Extração
Processo de Sonicação da Cannabis
A extração assistida por ultra-sons baseia-se na repetição de ciclos de alta pressão e baixa pressão. Estes ciclos alternados de alta e baixa pressão de 20.000 vezes por segundo de sonicação criam forças de cisalhamento intensas e jactos de líquido. Esta tensão extrema supera a seletividade da membrana, perfura e quebra a parede celular e resulta numa elevada transferência de massa entre a célula interna e o solvente circundante. Através da extração por ultra-sons, é possível obter rendimentos mais elevados e durações de extração mais curtas. Uma vez que a extração ultra-sónica é um processo reprodutível, os resultados da extração podem ser repetidos para uma qualidade de extrato padronizada.
Os extractores ultra-sónicos da Hielscher permitem-lhe controlar totalmente os parâmetros de extração importantes. Ao ajustar a amplitude, a duração, a pressão e a composição do líquido, o resultado do processo de extração pode ser controlado e reproduzido com precisão.
Solventes para extração de cannabis
Todos os solventes comuns podem ser utilizados para a sua extração por ultra-sons. Dependendo do facto de os extractos serem produzidos para fins farmacêuticos orais ou por inalação, análises, controlo de qualidade ou outros fins, determinados solventes são particularmente adequados para fins específicos. A extração por ultra-sons permite a utilização de vários solventes, incluindo água, solventes e óleos (por exemplo, H2O, CO2, etanol, metanol, butano, propano, azeite, óleo de coco, etc.).
Temperatura de extração
Os melhores resultados para a extração assistida por ultra-sons de extractos de plantas (por exemplo, compostos activos de ervas, plantas medicinais, etc.) são alcançados a uma temperatura de processo entre 0-60 ° C. A extração ultra-sónica é um método não térmico e, assim, suave, de modo que os ingredientes activos extraídos são impedidos de degradação.
Métodos de extração combinados
A extração por ultra-sons pode ser facilmente combinada com pressão, calor, condições de extração supercrítica ou extrator Soxhlet para melhorar os resultados e/ou adaptar a configuração de extração a requisitos específicos. A adaptação de um ultrasonicator em uma instalação de extração de cannabis existente é de especial interesse, se um método de extração existente não funciona com o desempenho desejado e saída.
As máquinas de extração já existentes podem ser facilmente melhoradas através da implementação de um extrator de ultra-sons. Teremos todo o prazer em ajudá-lo na instalação de um extrator de ultra-sons no seu sistema de extração.
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Campos de aplicação da extração ultra-sónica de cannabis
Os canabinóides, os terpenos e outros ingredientes activos da planta de canábis são extraídos para múltiplos fins. A extração por ultra-sons é um método fiável para obter extractos da planta de canábis para
- produção médica/farmacêutica
- produtos de canábis para fins recreativos
- produção nutracêutica e alimentar
- antes do processamento a jusante, por exemplo, nano-emulsificação
- testes de potência de drogas
- análises forenses/químicas
Extractores por ultra-sons – Para pequena e grande escala
Hielscher Ultrasonics é o seu parceiro para equipamentos de extração ultra-sónica de alto desempenho. Quer pretenda produzir lotes mais pequenos de extractos de CBD de alta qualidade para a sua marca boutique ou processar grandes quantidades de cânhamo ou marijuana à escala industrial – A Hielscher Ultrasonics tem o equipamento de extração por ultra-sons ideal para si!
A escalabilidade linear e o controlo preciso do processo permitem obter resultados fiáveis a qualquer nível. Leia mais sobre o aumento de escala dos processos de extração por ultra-sons!
Nós ajudamo-lo: A nossa consultoria de processos & serviço
A Hielscher Ultrasonics tem uma longa experiência com o processamento ultrassónico e tem uma profunda compreensão dos processos de extração ultra-sónica. Nós ajudá-lo com recomendações para o ultrasonicator mais adequado para o seu processo e educá-lo como usar nossos dispositivos de forma mais eficiente. Os nossos engenheiros estão disponíveis para serviços de instalação em todo o mundo.
No nosso laboratório de processos ultra-sónicos totalmente equipado na Alemanha, a nossa equipa de engenheiros de processos e químicos está apta a desenvolver e otimizar o seu processo para si ou em conjunto consigo.
Extração ultra-sónica de plantas com ultrasonicator UP400St
Literatura/Referências
- 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.
Informações básicas
Extração por ultra-sons
Os ultra-sons de potência são um método comprovado para a extração eficiente e fiável de compostos activos, incluindo compostos herbais/medicinais, óleo, proteínas e bioactivos (por exemplo, flavonas, polifenólicos, antocianina, aroma) de plantas, ervas, flores e sementes.
Na extração por ultra-sons, são acopladas potentes ondas de ultra-sons à mistura planta-solvente, de modo a que ocorra cavitação acústica. A cavitação acústica é descrita como a formação, o crescimento e o colapso implosivo de bolhas em líquidos causados por ultra-sons.
“Durante a cavitação, o colapso das bolhas produz um aquecimento local intenso e pressões elevadas, com tempos de vida muito curtos. Nas nuvens de bolhas em cavitação, estes pontos quentes têm temperaturas equivalentes a cerca de 5000 K, pressões de cerca de 1000 atmosferas e taxas de aquecimento e arrefecimento superiores a 1010 K/s. Na cavitação de uma só bolha, as condições podem ser ainda mais extremas. A cavitação pode, portanto, criar condições físicas e químicas extremas em líquidos que, de outra forma, seriam frios. Se os líquidos que contêm sólidos forem irradiados com ultra-sons, podem ocorrer fenómenos relacionados. Perto de uma superfície sólida estendida, o colapso da cavidade torna-se não-esférico, o que leva jactos de líquido a alta velocidade para a superfície sólida. Estes jactos e as ondas de choque associadas podem causar danos substanciais na superfície e expor superfícies frescas e altamente aquecidas. Além disso, durante a irradiação ultra-sónica de suspensões líquido-pó, ocorrem colisões inter-partículas a alta velocidade através da cavitação e das ondas de choque que esta cria nessas pastas. As colisões resultantes são capazes de induzir alterações dramáticas na morfologia, composição e reatividade da superfície.” [Suslick 2001: 2f.]
Estas condições intensas de cavitação ultra-sónica têm vários efeitos no material vegetal e na sua capacidade de extração:
- superação da seletividade da membrana celular
- aumento da transferência de massa entre o interior da célula e o solvente circundante
- rutura celular
- libertação de material intracelular
Isto faz da sonicação um método de extração altamente eficaz. Devido às forças mecânicas intensas, podem ser utilizados solventes frequentemente verdes e suaves, como a água, o etanol, etc.
A extração por ultra-sons encurta o tempo de extração e permite uma utilização reduzida e/ou mais suave do solvente. Isto significa que a extração por ultra-sons resulta em taxas de extração mais elevadas e produz extractos mais saudáveis. Isto deve-se às caraterísticas do seu funcionamento a baixa temperatura, tanto para reduzir a perda de calor causada por factores de temperatura, como para evitar a vaporização de substâncias devido ao baixo ponto de ebulição e também para manter as substâncias biologicamente activas.
Outra vantagem da extração por ultra-sons reside na sua utilização simples e segura e na sua aplicação precisamente controlável. Como método de extração não térmico, a sonicação pode ser efectuada a baixas temperaturas, de modo a evitar a degradação de substâncias sensíveis ao calor e termolábeis.
Processamento por ultra-sons: A Hielscher apoia-o desde a viabilidade e otimização até à produção comercial!