Echipamente pentru extracția canabisului – Avantajul sonicării
Echipamentele de extracție cu ultrasunete au numeroase avantaje, care fac din această tehnologie metoda superioară de extracție pentru cânepă și marijuana. Deși extracția compușilor bioactivi precum THC și CBD din canabis poate fi realizată prin diferite tehnici, sonicarea oferă numeroase avantaje. Datorită randamentelor ridicate, extractelor de înaltă calitate, procesului rapid, costurilor reduse de investiție și de operare, precum și operării sigure și ușor de utilizat, extracția cu ultrasunete este metoda preferată pentru procesele de extracție atât în producția de extracte de canabis la scară mică, cât și la scară industrială.
Avantajele extracției canabisului cu ultrasunete
Ultrasonicatoarele cu sondă sunt un tip de echipament de extracție care utilizează unde ultrasonice pentru a descompune materialul vegetal și a extrage compușii doriți. S-a demonstrat că această metodă depășește metodele tradiționale de extracție a canabisului din mai multe motive:
- Eficiență: Sondele ultrasonice pot extrage un procent mai mare de compuși țintă din materialul vegetal decât metodele tradiționale de extracție, precum extracția cu solvenți sau distilarea cu abur. Aceasta deoarece sondele ultrasonice folosesc unde sonore de înaltă frecvență pentru a descompune materialul vegetal la nivel celular, facilitând extracția compușilor doriți.
- Extracție rapidă: Sondele ultrasonice pot extrage compușii țintă din materialul vegetal în doar câteva minute, în timp ce metodele tradiționale de extracție pot dura ore sau chiar zile. Aceasta înseamnă că sondele ultrasonice pot procesa mai mult material în mai puțin timp, ceea ce face din aceasta o metodă de extracție mai eficientă.
- Spectru complet: Ultrasonicatoarele cu sondă extrag întreaga gamă de compuși bioactivi. Acest lucru permite obținerea cu sonde ultrasonice a extractelor cu spectru complet, cunoscute pentru efectul lor de anturaj, care poate fi important în scopuri medicinale sau de cercetare.
- Siguranță: Sondele ultrasonice sunt considerate o metodă de extracție mai sigură în comparație cu metodele tradiționale, precum extracția cu solvenți, care poate implica utilizarea unor solvenți inflamabili și potențial toxici, sau extractoarele cu CO2 supercritic, care funcționează la presiuni ridicate. Ultrasunetele sunt compatibile cu orice tip de solvent, inclusiv apa și etanolul apos, ceea ce face din aceasta o metodă de extracție mai sigură și mai ecologică.
Pe scurt, extracția canabisului cu sonde ultrasonice are mai multe avantaje față de metodele tradiționale de extracție, inclusiv eficiență mai mare, viteză, selectivitate și siguranță.
Extractorul cu ultrasunete UIP2000hdT (2kW) pentru producția industrială de extracte de canabis complet naturale, organice.
Ultrasonicatoare vs. extractor cu CO2 pentru extracția canabisului
Extracția cu CO2 supercritic este o metodă convențională pentru producția de extracte de canabis. Totuși, din cauza costurilor ridicate, a problemelor de siguranță și a operării complexe, ultrasonicatoarele au înlocuit numeroase extractoare cu CO2 instalate. Citiți mai jos avantajele prin care sonicarea depășește extracția cu CO2 supercritic.
- Randament: S-a demonstrat că extracția cu ultrasunete produce randamente mai mari ale compușilor doriți comparativ cu extracția cu CO2. Aceasta deoarece extracția cu ultrasunete poate descompune materialul vegetal la nivel celular, permițând o extracție mai eficientă a compușilor țintă.
- Viteză: Extracția cu ultrasunete poate fi finalizată în doar câteva minute, în timp ce extracția cu CO2 poate dura câteva ore. Aceasta înseamnă că extracția cu ultrasunete este o metodă mai rapidă și poate procesa volume mai mari de material în mai puțin timp.
- Selectivitate: Extracția cu ultrasunete oferă extracte cu spectru larg, care conțin o gamă largă de compuși bioactivi. Extractele cu spectru larg sunt apreciate pentru așa-numitul efect de anturaj, în care substanțele își susțin și își amplifică sinergic efectele specifice. Acest lucru face din extracția cu ultrasunete o opțiune excelentă pentru extracte terapeutice, precum și în scopuri de cercetare.
- Eficiență energetică: Extracția cu ultrasunete consumă mai puțină energie decât extracția cu CO2, ceea ce o face o opțiune mai ecologică.
- Costul echipamentelor: Echipamentele de extracție cu ultrasunete sunt în general mai puțin costisitoare decât echipamentele de extracție cu CO2, ceea ce poate face din această metodă o opțiune mai accesibilă pentru producătorii la scară mică.
- Siguranță: Extracția cu ultrasunete poate fi realizată fără utilizarea unor solvenți inflamabili sau toxici. Apa sau etanolul apos sunt solvenții cei mai frecvent utilizați pentru extracția canabisului. În schimb, extracția cu CO2 necesită utilizarea CO2 la presiune ridicată. Aceste presiuni ridicate implică riscul de scurgeri de CO2 sau de defectare a echipamentului, precum și pericolele asociate presiunii ridicate. Prin urmare, extracția cu ultrasunete este considerată o metodă mai sigură atât pentru operatori, cât și pentru mediu.
Extracția canabisului cu ultrasunete – Principiul de funcționare al ultrasunetelor în extracție
Extracția cu ultrasunete se bazează pe principiul cavitației acustice. Aplicarea ultrasunetelor de mare putere asupra lichidelor și suspensiilor are ca rezultat cavitație intensă și forțe de forfecare. Într-o suspensie de frunze, muguri, flori, tulpini și alte părți ale plantei, celulele vegetale sunt dezintegrate de forțele de forfecare ultrasonice, iar compușii bioactivi precum canabidiolul (CBD) și tetrahidrocanabinolul (THC) sunt eliberați. Extracția cu ultrasunete este bine consacrată ca tehnică extrem de eficientă și fiabilă pentru izolarea compușilor bioactivi din plante. În special în producția de uleiuri de canabis de înaltă calitate, sonicarea a convins datorită randamentelor ridicate (producție mai mare de extract), calității excelente (spectru complet) și timpului rapid de procesare. Aplicarea undelor ultrasonice este un tratament mecanic, netoxic, sigur și ecologic.
Extracția canabisului cu ultrasunete în șarjă de 120L cu UIP2000hdT și agitator
- Randament mai mare
- Calitate ridicată
- Fără degradare termică
- Extracție rapidă
- Operare simplă și sigură
- Extracție ecologică
Pe scurt – Avantajele extractoarelor cu ultrasunete Hielscher
Eficiență
- Randamente mai mari
- Proces de extracție rapid – în câteva minute
- Extracte de înaltă calitate – extracție blândă, netermică
- Solvenți ecologici (apă, etanol, glicerină, uleiuri veget. etc.)
Simplitate
- Plug-and-play – Instalare și operare în câteva minute
- Capacitate de procesare ridicată – Pentru producția de extracte la scară largă
- Operare în șarje sau continuă, în linie
- Instalare și punere în funcțiune simple
- Portabil / Mobil – Unități portabile sau montate pe roți
- Scalare liniară – adăugați încă un sistem cu ultrasunete în paralel pentru a crește capacitatea
- Monitorizare și control de la distanță – prin PC, smartphone sau tabletă
- Nu este necesară supravegherea procesului – Configurați și porniți
- Performanță ridicată – proiectat pentru producție continuă 24/7
- Robustețe și întreținere redusă
- Calitate ridicată – proiectat și fabricat în Germania
- Încărcare și descărcare rapidă între loturi
- Ușor de curățat
Siguranță
- Simplu și sigur de utilizat
- Extracție fără solvenți sau pe bază de solvenți (apă, etanol, uleiuri vegetale, glicerină etc.)
- Fără presiuni și temperaturi ridicate
- Sisteme antiexplozive certificate ATEX disponibile
- Ușor de controlat (inclusiv prin control de la distanță)
UP400St Extracția cu ultrasunete a plantelor precum canabisul în șarjă de 8L
Echipamente cu ultrasunete pentru extracția canabisului
Hielscher Ultrasonic este partenerul dumneavoastră de încredere atunci când vine vorba de echipamente de extracție cu ultrasunete de înaltă performanță pentru extracția canabisului și a altor plante. Cu nenumărate instalații în întreaga lume, extractoarele cu ultrasunete Hielscher sunt bine cunoscute pentru rata lor ridicată de extracție, fiabilitatea și robustețea lor.
De la ultrasonicatoarele de banc mai mici și compacte, precum UP400St (400W), până la UIP16000hdT, cel mai puternic din lume, Hielscher acoperă întreaga gamă de echipamente de extracție cu ultrasunete. Acest lucru ne permite să vă recomandăm extractorul cu ultrasunete cel mai potrivit pentru cerințele procesului dumneavoastră.
Proiectare, fabricație și consultanță – Calitate Made in Germany
Ultrasonicatoarele Hielscher sunt bine cunoscute pentru cea mai înaltă calitate și cele mai înalte standarde de proiectare. Robustețea și operarea ușoară permit integrarea fără probleme a ultrasonicatoarelor noastre în instalații industriale. Condițiile dificile și mediile solicitante sunt gestionate cu ușurință de ultrasonicatoarele Hielscher.
Hielscher Ultrasonics este o companie certificată ISO și pune un accent deosebit pe ultrasonicatoare de înaltă performanță, dotate cu tehnologie de ultimă generație și ușor de utilizat. Desigur, ultrasonicatoarele Hielscher sunt conforme CE și îndeplinesc cerințele UL, CSA și RoHs.
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație privind capacitatea aproximativă de procesare a ultrasonicatoarelor noastre:
| Volumul șarjei | Debit | Dispozitive recomandate |
|---|---|---|
| 1 până la 500mL | – | UP100H |
| 10 până la 8000mL | – | UP200Ht, UP400St |
| 0,5-150L | 0,2 până la 4L/min | UIP2000hdT |
| 1 până la 300L | 2 până la 10L/min | UIP4000hdT |
| – | 10 până la 100L/min | UIP16000 |
| – | mai mare | cluster de UIP16000 |
Informații utile
Prezentare generală și comparație a celor mai comune metode de extracție a canabisului
Extracția cu ultrasunete
Produs: Extracția cu ultrasunete produce un extract cu spectru complet de înaltă calitate. Extractul brut este rafinat prin filtrare, distilare și/sau winterizare.
Costul echipamentului: începând de la aprox. US$5.000 până la de câteva ori US$100.000, în funcție de capacitate și configurație
Configurare: operare în șarjă/butoi sau continuă, în linie
Competențe tehnice: ușor și sigur de manipulat și operat
Solvent: pot fi utilizate toate tipurile de solvenți, precum apă, amestec apă-alcool, alcool izopropilic, hexan, etanol, metanol, butan, uleiuri vegetale (ulei de măsline, ulei de cocos), glicerină etc.
Compuși vizați: spectru complet (toți canabinoizii și terpenele disponibile)
Principalele avantaje: randament ridicat, ușor de operat, ieftin, scalare ușoară la producția industrială
Extracția cu solvenți (alcool, etanol)
Produs: de obicei un extract brut care necesită rafinare suplimentară, precum winterizarea sau filtrarea. În mod obișnuit, extractul etanolic este rafinat suplimentar prin distilare după winterizare și filtrare.
Costul echipamentului: între $5.000 și milioane, în funcție de dimensiune, capacități sau posibilitățile de automatizare.
Competențe tehnice: pregătire în chimie de bază/nivel moderat.
Compuși vizați: toți canabinoizii disponibili; extractul rezultat are cantități reduse de monoterpene.
Extracția cu CO2
Produs: extract brut care necesită rafinare suplimentară, precum winterizarea sau filtrarea
Costul echipamentului: între $100.000 și milioane de USD, în funcție de dimensiune, capacități sau automatizare
Competențe tehnice: pregătire pentru operarea cu CO2 lichid (sistem la presiune ridicată – siguranță)
Compuși vizați: canabinoizi, cu doar cantități reduse de monoterpene
Extracția cu hidrocarburi
Produs: shatter, budder, ceară, HTFSE, HCFSE sau extract brut pentru distilare, ori terpene care se adaugă la distilat
Costul echipamentului: $5.000 până la $100.000, în funcție de dimensiune și capacități
Competențe tehnice: pregătire în chimie și siguranță (utilizarea fluidelor inflamabile, a butanului lichid)
Compuși vizați: toți canabinoizii
Aplicarea undelor ultrasonice pentru extracție
Atunci când ultrasunetele de înaltă performanță sunt aplicate sistemelor lichide (inclusiv suspensiilor și pastelor vâscoase), se generează cavitație acustică. Cavitația acustică descrie fenomenul de generare, creștere și implozie finală a bulelor de cavitație. În timpul propagării undelor ultrasonice, bulele de vid oscilează, cresc și colapsează în momentul în care bula nu mai poate absorbi energie. Implozia bulelor creează local condiții extreme de temperaturi, presiuni, viteze de încălzire și răcire foarte ridicate, precum și diferențe de presiune și jeturi de lichid. Condițiile extreme au ca rezultat efecte termice, mecanice și chimice. Dezintegrarea celulelor și eliberarea compușilor bioactivi (= extracție) reprezintă un efect mecanic, foarte eficace și eficient.
Cavitația acustică, generată de ultrasunete de intensitate ridicată și frecvență joasă, creează forțe de forfecare intense și diferențe ridicate de presiune și temperatură care apar local, asigurând impactul necesar pentru dezintegrarea celulelor, amestecarea intensă și transferul de masă. Aceste forțe de forfecare ultrasonice sunt aplicate cu succes pentru extracția canabisului.
Datorită producției superioare de extract, ratei ridicate de extracție, vitezei procesului, precum și operării simple și sigure, extracția cu ultrasunete este utilizată cu succes pentru extracția a numeroși compuși botanici.
Undele ultrasonice puternice dezintegrează matricea celulară a structurilor biologice și eliberează compușii bioactivi. Transferul de masă dintre materialul vegetal și solvent este intensificat. Datorită acestor mecanisme, extracția cu ultrasunete este extrem de eficientă pentru extracția canabisului.
Exemple importante de extracție cu ultrasunete sunt canabisul (canabinoizi și ulei de canabis din marijuana și cânepă), curcumina, piperul, șofranul, cafeaua, castravetele amar, uleiul de măsline, uleiul de avocado, henna, plantele ayurvedice, ghimbirul, ceaiul și alte plante medicinale.
Decarboxilare
Decarboxilarea este o etapă importantă pentru producția eficientă a principalilor compuși bioactivi din canabis, precum Δ9-tetrahydrocannabinol (Δ9-THC), canabidiolul (CBD) și canabigerolul (CBG). Decarboxilarea, cunoscută și sub denumirea de „activare” sau „decarbing”, este aplicată ca pretratament pentru a crește conținutul de THC (delta9-tetrahydrocannabinol) din materialul vegetal. Din punct de vedere chimic, decarboxilarea este o reacție în care o grupare carboxil (-COOH) este eliminată și se eliberează dioxid de carbon (CO2). Pentru a crește conținutul de THC al materialului vegetal de canabis, se aplică etapa de decarboxilare. Prin decarboxilare, cantitatea de acid Δ9-tetrahydrocannabinolic (THCA), nepsihoactiv, poate fi transformată în THC psihoactiv. Acidul Δ9-Tetrahydrocannabinolic se decarboxilează la încălzire (la aprox. 105°C / 220°F timp de 30 min. în cazul materialului uscat, până la 90min. pentru materialul vegetal umed) și se transformă apoi în compusul psihoactiv Δ9-Tetrahydrocannabinol.
În mod similar, materialul vegetal de canabis bogat în CBD-A poate fi decarboxilat prin tratament termic și astfel transformat în CBD. Pentru winterizarea materialului vegetal, materialul vegetal uscat și tocat este încălzit la aprox. 160°C / 320°F timp de 30-60min. pentru a iniția decarboxilarea.
Temperaturi de decarboxilare pentru canabinoizi:
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
Procese din aval – Filtrare și distilare
După extracția cu ultrasunete, particulele de canabis trebuie separate prin filtrare din lichid. Prin urmare, suspensia de canabis este strecurată printr-un filtru, precum o sită (de ex. sac filtrant), sau cu ajutorul unui filtru-presă. Lichidul-mamă rezultat, format din solvent (de ex. etanol) și extract de canabis, este apoi concentrat prin separarea etanolului. Metodele tipice de distilare pentru îndepărtarea solvenților sunt evaporatoarele rotative sau sistemele de distilare în vid.
Un evaporator rotativ (colocvial roto-vap) este utilizat în mod obișnuit pentru separarea solvenților precum etanolul din canabis, obținându-se astfel un ulei de canabis rafinat. Temperatura reglată și manipularea ușoară fac din evaporatorul rotativ echipamentul de distilare dominant în industria canabisului.
Distilarea în vid este utilizată în principal pentru izolarea CBD-ului în scopuri farmaceutice și medicinale, unde este necesară îndepărtarea terpenelor și/sau a THC-ului. Deoarece terpenele, THC-ul și CBD-ul au puncte de fierbere ridicate (între 160-250°C / 310-482°F), în condiții atmosferice o distilare ar necesita un tratament la temperatură ridicată, care este însoțit de degradarea termică a canabinoizilor sensibili la căldură. În plus, expunerea la oxigen declanșează reacții oxidative, care afectează negativ calitatea canabinoizilor. Prin aplicarea vidului, punctele de fierbere sunt reduse. Mai mult, prin aplicarea vidului este eliminat oxigenul. Astfel, distilarea în condiții de vid reduce degradarea termică și oxidativă a extractelor.
Winterizare
Winterizarea este procesul de îndepărtare a lipidelor, grăsimilor și cerurilor vegetale printr-o spălare cu alcool, în scopul separării canabinoizilor și terpenelor de substanțele nedorite, precum cerurile vegetale, grăsimile și clorofila. Pentru winterizare, uleiul de canabis extras este introdus în etanol și răcit la temperaturi sub -20°C / -6°F. La aceste temperaturi scăzute, lipidele, grăsimile și cerurile precipită și pot fi îndepărtate.
Hielscher Ultrasonics fabrică omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță, de la dimensiuni de laborator până la dimensiuni industriale.