Rapid și simplu cu ultrasunete Cannabis Extracția
Extrageți mai rapid canabinoizi, terpeni și alți compuși valoroși din canabis cu ajutorul sistemelor de extracție cu ultrasunete Hielscher. Ultrasunetele de mare putere intensifică transferul de masă, sparg celulele vegetale și contribuie la eliberarea eficientă a compușilor activi în solventul ales – de la etanol și uleiuri comestibile până la agenți de extracție specializați.
Echipamente de extracție ultrasonică a canabisului pentru randamente mai mari și o prelucrare mai rapidă
Indiferent dacă elaborați un protocol de laborator, validați un proces pilot sau treceți la producția industrială, aparatele cu ultrasunete Hielscher vă oferă un control precis asupra amplitudinii, temperaturii, presiunii, timpului de staționare și condițiilor de solvenți. Acest lucru face ca extracția cu ultrasunete să fie o opțiune fiabilă pentru obținerea de extracte de canabis și cânepă cu rezultate reproductibile, timpi de procesare scurți și un randament scalabil.
De ce producătorii aleg extracția cu ultrasunete Hielscher:
- Extracție mai rapidă a canabinoizilor și terpenelor
- Eficiență ridicată de extracție și calitate reproductibilă a produsului
- Procesare blândă, fără aplicarea de căldură, pentru compuși sensibili la căldură
- Compatibil cu solvenții obișnuiți de extracție, inclusiv etanolul și uleiurile purtătoare
- Trecerea ușoară de la testele de laborator la producția industrială la scară largă
- Consultanță în materie de procese, studii de fezabilitate și asistență la instalare oferite de inginerii Hielscher
Spuneți-ne ce materie primă, solvent, dimensiune a lotului sau debit utilizați, precum și extractul dorit. Vă vom recomanda o configurație ultrasonică adecvată și parametrii de proces potriviți pentru aplicația dumneavoastră.
Sonicator UP400ST pentru extracția canabisului
| Metodă | Provocări și preocupări | Avantajele extracției cu ultrasunete |
|---|---|---|
| Macerare | Durată lungă de procesare | Transfer de masă mai rapid și timp de extracție mai scurt |
| Soxhlet | Expunerea la căldură și necesarul de solvenți | Extracție mai blândă, la temperaturi mai scăzute |
| CO2 supercritic | Costul de capital și limitele de capacitate | Poate fi combinat sau adaptat pentru a îmbunătăți extracția |
| Extracția etanolului | Randament, viteză, păstrarea terpenelor | O mai bună disociere celulară și parametri reproductibili |
Hielscher Ultrasonicators pentru extracția canabisului – Eficiență dovedită științific!
Casiraghi și colegii de la Universitatea Italiană din Milano au comparat trei metode de extracție a canabisului: extracția cu ultrasunete, extracția Soxhlet și macerarea.
Studiul a avut ca scop investigarea eficacității extracției cu ultrasunete pentru extracția canabinoizilor din cannabis sativa și pentru ao compara cu alte metode de extracție, ar fi extracția Soxhlet și macerarea.
Cercetătorii au folosit procesorul cu ultrasunete Hielscher UP200Ht (vezi imaginea din stânga) pentru procesul de extracție și au descoperit că metoda de extracție asistată cu ultrasunete a fost mai eficientă în extragerea canabinoizilor decât celelalte două metode. Extracția cu ultrasunete a fost, de asemenea, mai rapidă, mai eficientă și mai puțin intensivă a forței de muncă decât celelalte metode.
Extracția a fost efectuată folosind ulei de măsline ca solvent. Materialul vegetal a fost adăugat la solvent și sonicated timp de 10 minute la 60% amplitudine cu ultrasonicator UP200Ht.
După etapa sonicare, extractul a fost filtrat și solventul a fost evaporat sub presiune redusă pentru a obține un extract concentrat. Extractul a fost apoi analizat pentru conținutul de canabinoizi folosind cromatografie lichidă de înaltă performanță (HPLC).
În general, rezultatele acestui studiu au arătat că extracția cu ultrasunete a canabinoizilor CBD și THC în uleiul de măsline este o metodă eficientă pentru extragerea canabinoizilor din materialul vegetal Cannabis sativa, cu randamente ridicate și puritate.
Unul dintre avantajele extracției cu ultrasunete folosind UP200Ht este că poate produce randamente mai mari de canabinoizi într-o perioadă mai scurtă de timp decât metodele tradiționale de extracție. Cercetătorii au remarcat, de asemenea, că extracția cu ultrasunete a fost o metodă mai ecologică în comparație cu alte metode de extracție, deoarece necesită mai puțin solvent și energie. În plus, extracția cu ultrasunete poate fi ușor scalată pentru producția industrială, făcându-l o metodă promițătoare pentru producția pe scară largă de extracte CBD.
În concluzie, studiul sugerează că extracția cu ultrasunete folosind UP200Ht este o metodă promițătoare pentru extracția canabinoizilor din cannabis sativa în scopuri medicinale.
Extracția cu ultrasunete este o metodă extrem de eficientă pentru a extrage canabinoizi, ar fi CBD și THC. Uleiul de măsline a fost folosit ca solvent, extracția cu ultrasunete a fost efectuată cu UP200ST.
(imagine și studiu: © Casiraghi et al., 2022)
Industrial sonicator UIP2000hdT cu agitator într-un butoi pentru extracția canabisului la scară largă
Sonicare și condiții de extracție
Extractoarele cu ultrasunete Hielscher vă oferă control deplin asupra tuturor parametrilor relevanți ai procesului, inclusiv amplitudinea, durata sonicației, presiunea, temperatura, debitul și compoziția solventului. Acest lucru vă permite să optimizați procesul de extracție în funcție de randament, profilul extractului, capacitatea de producție și cerințele de procesare ulterioară.
Procesul de sonicare a canabisului
Extracția asistată cu ultrasunete se bazează pe repetarea ciclurilor de înaltă presiune și joasă presiune. Aceste cicluri alternative de înaltă presiune și joasă presiune de 20.000 de ori pe secundă de sonicare creează forțe intense de forfecare și jeturi lichide. Acest stres extrem depășește selectivitatea membranei, perforează și sparge peretele celular și are ca rezultat un transfer mare de masă între celula interioară și solventul înconjurător. Prin extracție cu ultrasunete, randamente mai mari și durate de extracție mai scurte pot fi realizate. Deoarece extracția cu ultrasunete este un proces reproductibil, rezultatele extracției pot fi repetate pentru o calitate standardizată a extractului.
Hielscher extractoare cu ultrasunete vă oferă control deplin asupra parametrilor importanți de extracție. Prin ajustarea amplitudinii, duratei, presiunii și compoziției lichidelor, ieșirea procesului de extracție poate fi controlată și reprodusă cu precizie.
Solvenți pentru extracția canabisului
Extracția cu ultrasunete este compatibilă cu toți solvenții obișnuiți, permițându-vă să utilizați solventul preferat, cum ar fi apa, solvenții și uleiurile (de exemplu, H₂O, CO₂, etanol, metanol, butan, propan, ulei de măsline, ulei de cocos etc.).
Printre solvenții și agenții de extracție obișnuiți se numără:
În cazul produselor destinate consumului oral, se preferă adesea solvenții de calitate alimentară și uleiurile purtătoare. Pentru testarea analitică și controlul calității, se pot utiliza solvenți de laborator. Pentru extracția industrială a canabinoizilor, procesele pe bază de etanol și CO₂ reprezintă opțiuni obișnuite. Ultrasonicarea poate îmbunătăți transferul de masă în multe dintre aceste sisteme de solvenți și, prin urmare, poate contribui la reducerea timpului de extracție, la îmbunătățirea eficienței extracției sau la standardizarea procesului.
Temperatura de extracție
În cazul multor procese de extracție botanică, o extracție eficientă prin ultrasunete se realizează la temperaturi de proces cuprinse între 0 °C și 60 °C. Temperaturile mai scăzute pot contribui la conservarea compușilor aromatici volatili și a ingredientelor sensibile la temperatură, în timp ce temperaturile moderate pot îmbunătăți solubilitatea și viteza de extracție. Temperatura ideală depinde de solvent, de biomasă, de compușii vizați și de specificațiile produsului final.
Sistemele cu ultrasunete Hielscher pot fi integrate cu mantale de răcire, schimbătoare de căldură și reactoare cu temperatură controlată pentru a menține procesul de extracție în intervalul de temperatură dorit.
Metode combinate de extracție – Sinergii
Incorporarea unui aparat cu ultrasunete într-o instalație existentă de extracție a canabisului poate contribui la îmbunătățirea performanței de extracție, la creșterea capacității de producție, la reducerea duratei de extracție sau la sporirea gradului de reproductibilitate al procesului.
Extracția cu ultrasunete poate fi ușor combinată cu presiunea, căldura, condițiile de extracție supercritice sau extractorul Soxhlet pentru a îmbunătăți rezultatele și / sau pentru a adapta configurația de extracție la cerințele specifice. Retro-montarea unui ultrasonicator într-o instalație de extracție a canabisului existentă este de interes deosebit, în cazul în care o metodă de extracție existentă nu funcționează cu performanța și producția dorite.
Mașinile de extracție existente pot fi modernizate cu ușurință prin integrarea unui extractor cu ultrasunete. Vă stăm la dispoziție pentru evaluarea procesului, alegerea echipamentelor, conceperea soluțiilor de instalare și integrarea în liniile de producție existente.
Citiți mai multe despre extracția CO2 supercritică îmbunătățită ultrasonically!
Domenii de aplicare pentru extracția cu ultrasunete de canabis
Controlul precis al procesului și scalabilitatea liniară permit transferul parametrilor de extracție de la testele de laborator la producția pilot și la producția la scară industrială. Acest lucru le permite producătorilor să dezvolte o metodă de extracție fiabilă, să o valideze la scară redusă și să o extindă cu încredere.
Canabinoizii, terpenele și alte ingrediente active ale plantei de canabis sunt extrase în scopuri multiple. Extracția cu ultrasunete este o metodă de încredere pentru a obține extracte din planta de canabis pentru
- Producție medicală/ farmaceutică
- Produse recreative din canabis
- nutraceutică și producția de alimente
- înainte de prelucrarea în aval, de exemplu nanoemulsionarea
- testarea potenței medicamentului
- Analize medico-legale/chimice
Extractoare cu ultrasunete – Pentru scară mică și mare
Hielscher Ultrasonics este partenerul dumneavoastră pentru echipamente de extracție cu ultrasunete de înaltă performanță. Indiferent dacă doriți să produceți loturi mai mici de extracte CBD de înaltă calitate pentru marca dvs. de tip boutique sau să procesați cantități mari de cânepă sau marijuana la scară industrială – Hielscher Ultrasonics are echipamentul ideal de extracție cu ultrasunete pentru tine!
Scalabilitatea liniară și controlul precis al procesului permit rezultate fiabile la orice nivel. Citiți mai multe despre extinderea proceselor de extracție cu ultrasunete!
Vă ajutăm: Serviciile noastre de consultanță & Serviciu de optimizare a proceselor
Hielscher Ultrasonics este de mult timp cu experiență cu prelucrarea cu ultrasunete și are o înțelegere profundă a proceselor de extracție cu ultrasunete. Vă ajutăm cu recomandări pentru ultrasonicator cel mai potrivit pentru procesul dumneavoastră și vă educăm cum să utilizați dispozitivele noastre cel mai eficient. Inginerii nostri va stau la dispozitie pentru service instalatii, la nivel mondial.
În laboratorul nostru de proces cu ultrasunete complet echipat din Germania, echipa noastră de ingineri de proces și chimiști este capabilă să dezvolte și să optimizeze procesul pentru tine sau cu tine împreună.
- timp scurt de extracție
- rată ridicată de extracție
- Extracție mai completă
- tratament ușor, non-termic
- Integrare ușoară și operare sigură
- fără substanțe chimice periculoase / toxice, fără impurități
- cost redus
- Eficient din punct de vedere energetic
- Extracția verde: ecologică
Ce este extracția ultrasonică a canabisului?
Extracția ultrasonică a canabisului este o metodă de extracție care utilizează ultrasunete de mare putere pentru a elibera canabinoizi, terpeni și alți compuși bioactivi din materialul vegetal de canabis sau cânepă. Cavitația ultrasonică generează forțe de forfecare intense în lichid, care distrug celulele vegetale și îmbunătățesc transferul de masă între materialul vegetal și solvent.
Cum îmbunătățește ultrasunetul extracția canabinoizilor?
Ultrasunetele îmbunătățesc extracția canabinoizilor prin ruperea pereților celulari, sporirea penetrării solventului și accelerarea eliberării compușilor din matricea vegetală. Acest lucru poate reduce durata extracției și poate îmbunătăți eficiența acesteia în comparație cu metodele pasive lente, precum macerarea.
Ce canabinoizi pot fi extrași prin extracție cu ultrasunete?
Extracția cu ultrasunete poate fi utilizată pentru a extrage canabinoizi precum CBD, THC, THCA, CBDA, CBG și alți compuși prezenți în biomasa de canabis sau de cânepă. Profilul final al canabinoizilor depinde de materialul vegetal, de solvent, de temperatură, de durata extracției și de condițiile de prelucrare ulterioară.
Extracția cu ultrasunete poate păstra terpenele?
Da, extracția cu ultrasunete poate fi realizată la temperaturi scăzute și controlate, ceea ce este util în cazul prelucrării compușilor sensibili la căldură, precum terpenele. Controlul temperaturii, duratele scurte de extracție și alegerea unui solvent adecvat contribuie la protejarea componentelor volatile și sensibile ale extractului.
Ce solvenți pot fi folosiți pentru extracția ultrasonică a canabisului?
Extracția ultrasonică a canabisului este compatibilă cu numeroase medii de extracție uzuale, printre care etanolul, amestecurile de apă și etanol, uleiurile comestibile precum uleiul de măsline sau uleiul de cocos, precum și alți solvenți specifici procesului. Alegerea celui mai potrivit solvent depinde de produsul dorit, de cerințele normative, de etapele ulterioare de prelucrare și de compușii vizați.
Extracția cu ultrasunete este potrivită pentru extracția canabisului cu etanol?
Da, etanolul este utilizat frecvent în extracția ultrasonică a canabisului. Sonicarea poate intensifica extracția cu etanol prin îmbunătățirea contactului dintre solvent și materialul vegetal, reducând durata extracției și asigurând condiții de proces reproductibile.
Extracția ultrasonică a canabisului poate fi utilizată împreună cu uleiuri purtătoare?
Da, canabinoizii pot fi extrași în uleiuri purtătoare, cum ar fi uleiul de măsline sau uleiul de cocos. Acest lucru poate fi util în cazul formulelor în care uleiul servește direct ca mediu de extracție sau ca parte a compoziției produsului final.
Extracția canabisului prin ultrasunete este un proces termic?
Nu. Extracția cu ultrasunete este considerată o metodă de extracție blândă, netermică. Deși temperatura procesului trebuie totuși monitorizată și controlată, efectul de extracție este în primul rând mecanic: cavitație, forțe de forfecare, ruperea particulelor și îmbunătățirea transferului de masă.
Cât durează extracția canabisului prin ultrasunete?
Durata extracției depinde de materialul vegetal, dimensiunea particulelor, solventul, temperatura, concentrația de substanțe solide, amplitudinea ultrasunetelor și configurația echipamentului. În multe aplicații, sonicarea reduce semnificativ durata extracției în comparație cu macerarea convențională.
Extracția canabisului prin ultrasunete poate fi adaptată la producția industrială?
Da. Extragerea cu ultrasunete poate fi adaptată de la testele de laborator la producția pilot și industrială. Aparatele cu ultrasunete Hielscher sunt disponibile pentru teste cu loturi mici, dezvoltarea proceselor și prelucrarea continuă la scară largă.
Care sunt parametrii de proces cei mai importanți în extracția ultrasonică a canabisului?
Printre parametrii importanți se numără amplitudinea ultrasunetelor, durata sonicației, temperatura, presiunea, tipul de solvent, raportul solvent-biomasă, dimensiunea particulelor și condițiile de amestecare sau de curgere. Controlul precis al acestor parametri contribuie la obținerea unei calități reproductibile a extractului.
Se poate integra extracția cu ultrasunete într-o linie de extracție a canabisului deja existentă?
Da. Aparatele cu ultrasunete pot fi adesea integrate în sistemele de extracție existente pentru a îmbunătăți transferul de masă, a reduce timpul de procesare sau a spori eficiența extracției. Cea mai bună soluție de integrare depinde de metoda de extracție utilizată în prezent, de modul de manipulare a solventului, de capacitatea de procesare și de spațiul disponibil pentru proces.
Care aparat cu ultrasunete Hielscher este potrivit pentru extracția canabisului?
Alegerea aparatului cu ultrasunete potrivit depinde de dimensiunea lotului necesar, de debitul de lucru, de solventul utilizat, de materia primă vegetală și de obiectivul de producție. Unitățile mai mici sunt potrivite pentru teste de fezabilitate și pentru elaborarea protocoalelor la scară de laborator, în timp ce aparatele cu ultrasunete din seria UIP sunt concepute pentru extracția la scară pilot și la scară industrială.
Cum aleg configurația potrivită pentru extracția cu ultrasunete?
Pentru a alege configurația potrivită, specificați tipul de biomasă, canabinoizii sau terpenele vizate, solventul, dimensiunea lotului sau debitul continuu, limitele de temperatură și etapele de procesare ulterioare. Hielscher vă va recomanda un procesor cu ultrasunete, un sonotrod, un reactor și parametrii de proces în funcție de aceste cerințe.
Informații de bază despre extracția cu ultrasunete
Ultrasunetele de putere sunt o metodă dovedită pentru extracția eficientă și fiabilă a compușilor activi, inclusiv a compușilor pe bază de plante / medicamente, a uleiului, a proteinelor și a bioactivilor (de exemplu, flavone, polifenoli, antocianină, aromă) din plante, ierburi, flori și semințe.
Pentru extracția cu ultrasunete, undele puternice cu ultrasunete sunt cuplate în amestecul de plante-solvent, astfel încât să apară cavitația acustică. Cavitația acustică este descrisă ca formarea cauzată ultrasonically, creșterea, și colapsul imploziv al bulelor în lichide.
“În timpul cavitației, prăbușirea bulelor produce încălzire locală intensă și presiuni ridicate, cu durate de viață foarte scurte. În norii de bule cavitatoare, aceste puncte fierbinți au temperaturi echivalente de aproximativ 5000 K, presiuni de aproximativ 1000 de atmosfere și rate de încălzire și răcire de peste 1010 K / s. În cavitația cu bule unice, condițiile pot fi chiar mai extreme. Cavitația, atunci, poate crea condiții fizice și chimice extreme în lichide altfel reci. Dacă lichidele care conțin solide sunt iradiate cu ultrasunete, pot apărea fenomene conexe. În apropierea unei suprafețe solide extinse, colapsul cavității devine non-sferic, ceea ce conduce jeturi de lichid de mare viteză în suprafața solidă. Aceste jeturi și undele de șoc asociate pot provoca daune substanțiale ale suprafeței și pot expune suprafețe proaspete, foarte încălzite. În plus, coliziunile inter-particule de mare viteză vor avea loc în timpul iradierii cu ultrasunete a suspensiilor de pulbere lichidă prin cavitație și undele de șoc pe care le creează în astfel de suspensii. Coliziunile rezultate sunt capabile să inducă schimbări dramatice în morfologia suprafeței, compoziție și reactivitate.” [Suslick 2001: 2f.]
Aceste condiții intense de cavitație cu ultrasunete au mai multe efecte asupra materialului vegetal și extractibilitatea acestora:
- depășirea selectivității membranei celulare
- creșterea transferului de masă între celula din interiorul și solventul înconjurător
- ruperea celulelor
- eliberarea materialului intracelular
Acest lucru face sonicare o metodă de extracție extrem de eficientă. Datorită forțelor mecanice intense, pot fi utilizați adesea solvenți verzi și ușori, cum ar fi apa, etanolul etc.
Extracția cu ultrasunete scurtează timpul de extracție și permite o utilizare redusă și / sau mai blândă a solventului. Acest lucru înseamnă, extracția cu ultrasunete are ca rezultat rate mai mari de extracție și produce extracte mai sănătoase. Acest lucru se datorează caracteristicilor funcționării sale la temperaturi scăzute, atât pentru a reduce pierderile de căldură cauzate de factorii de temperatură, dar și pentru a evita vaporizarea substanțelor datorită punctului de fierbere scăzut și, de asemenea, pentru a menține substanțele biologic active.
Un alt avantaj al extracției cu ultrasunete constă în utilizarea simplă și sigură și aplicarea sa controlabilă cu precizie. Ca metodă de extracție non-termică, sonicare poate fi efectuată la temperaturi scăzute, astfel încât se evită degradarea substanțelor sensibile la căldură, rezistente la căldură.
Literatură/Referințe
- 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.
- 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.
- Karami, Z.; Yousefi, G.; Alipour, M.; Emam Djomeh, Z.(2013): Modeling and Optimization of Ultrasonic Assisted Extraction (UAE) of Oil from Cannabis with RSM.
Prelucrarea cu ultrasunete: Hielscher vă sprijină de la fezabilitate și optimizare la producția comercială!
SonoStation: Sistem mobil la cheie pentru prelucrarea cu ultrasunete – constând în dispersoare cu ultrasunete, pompă, agitator și rezervor