Extracție cu ultrasunete folosind cânepă ca materie primă
- Pentru planta cannabis sativa, pot fi diferențiate două specii: marijuana și cânepă.
- Cu ultrasunete este bine cunoscut ca metodă superioară pentru a izola canabinoizii din ambele, marijuana și cânepă.
Extracția cu ultrasunete a canabinoizilor
Tehnologia de extracție cu ultrasunete este extrem de eficientă pentru a elibera compușii activi (adică canabinoizi (CBD, THC, CBG), uleiuri esențiale, Terpene etc.) din materialul vegetal, cum ar fi mugurii, frunzele și tulpinile.
Extracția cu ultrasunete depășește tehnicile convenționale de extracție datorită diferitelor avantaje:
Extracția ultrasonically asistată (EAU) este bine cunoscută ca o tehnică de intensificare a procesului, care îmbunătățește transferul de masă și eliberează randamente mai mari de compuși bioactivi, ar fi canabinoizii, terpenele etc.
Ultrasonication produce extracte de înaltă calitate, deoarece extracția cu ultrasunete nu necesită utilizarea de solvenți duri, toxici pentru a elibera canabinoizi. Extracția cu ultrasunete poate fi rulat cu apă, amestec apă-alcool, alcool sau ulei (măsline, nucă de cocos) ca solvenți, de exemplu. Acest lucru face ca extracția ultrasonically asistată (EAU) să fie semnificativ mai ecologică.
Citiți mai multe despre alegerea corectă a solvenților pentru extracția cu ultrasunete!
Condițiile ușoare de extracție a ultrasonication rezultat într-un extract, care oferă aceleași, dar intensificate proprietăți ale materiei prime (de exemplu, cânepă, marijuana) – oferind efecte superioare asupra sănătății, gust și miros.
Hielscher extractoare cu ultrasunete pot fi controlate cu precizie. Prin controlul deplin asupra parametrilor procesului, cum ar fi intensitatea și temperatura, se poate obține o calitate excepțional de ridicată a extractului. Deoarece sonicare este o metodă de prelucrare non-termică, degradarea termică a componentelor sensibile la căldură este evitată. Temperaturile de extracție între 0-60°C sunt optime pentru extracte superioare.
Un alt beneficiu al extracției cu ultrasunete este procesul rapid: întregul proces de extracție durează doar câteva minute pentru a elibera canabinoizii din celulele plantei, în timp ce alte tehnici de extracție necesită ore sau chiar zile de timp de procesare.
Atât costurile de investiții, cât și cele operaționale sunt minime în comparație cu extractoarele alternative, de exemplu extractoarele supercritice de CO2. Sistemele de extracție cu ultrasunete oferă un RoI foarte rapid.
UP400St pentru extracția canabinoizilor din cânepă
- Extracte de înaltă calitate
- Extracție mai completă
- rată ridicată de extracție
- Extract cu spectru complet
- Utilizarea diferiților solvenți
- Non-toxice
- Metoda non-termică (rece)
- Proces rapid de extracție
- Sigur și ușor de utilizat
- scalabilitate liniară
Cânepă vs marijuana
Canabisul este o familie de plante care pot fi clasificate în: C. Indica și C. Sativa. Cânepa și marijuana sunt specii de Cannabis Sativa.
Atunci când se compară cânepa vs marijuana, există o distincție uriașă; în timp ce cânepa conține o concentrație foarte scăzută de THC (0,3% sau mai puțin), marijuana este abundentă în THC cu concentrații cuprinse între 15% și 40%.
Prin urmare, până de curând cânepa a fost cultivată în principal în scopuri industriale. În zilele noastre, cânepa este apreciată și pentru randamentul CBD. CBD este un canabinoid non-psihoactiv care are proprietăți antiinflamatorii, anxiolitice. Marijuana este cultivată în principal pentru conținutul său de THC, care este utilizat în scopuri recreative și medicinale.
Uleiul de cânepă și CBD, principalul canabinoid găsit în cânepă, sunt substanțe promițătoare care sunt administrate pentru a ajuta la afecțiuni medicale, cum ar fi anxietatea, inflamația cronică, bolile autoimune, durerea, durerile de cap și migrenele, tulburările gastro-intestinale, pe lângă altele.
Sonicatorul de tip sondă UP400St este un extractor popular cu ultrasunete utilizat pentru izolarea CBD, THC, CBG, CBN, alte canabinoide, precum și terpene din cânepă și marijuana.
Extractoare cu ultrasunete de înaltă performanță
Hielscher Ultrasonics oferă mic, dimensiuni medii și industrial procesoare cu ultrasunete, care pot fi operate 24/7. În funcție de materia primă și volumul procesului, suntem capabili să vă oferim un sistem de extracție cu ultrasunete care se potrivește nevoilor dumneavoastră. Puteți alege între extracția în lot și cea continuă. Scalarea ulterioară până la capacități de proces mai mari se poate face cu ușurință, deoarece procesele cu ultrasunete pot fi scalate liniar.
Hielscher pilot și sisteme industriale pot livra amplitudini foarte mari – permițând rularea unor amplitudini de până la 200μm fiabile și funcționarea continuă în funcționare 24/7. Pentru amplitudini chiar mai mari, sonotrodes cu ultrasunete personalizate sunt disponibile. Robustețea sonicatoare Hielscher permite operațiuni la grele și în medii solicitante.
Ca producător cu experiență de lungă durată de extractoare cu ultrasunete de mare putere, Hielscher este partenerul tău de încredere pentru extracție sofisticată. Noi Consultaţi și să ne asistăm clienții cu cunoștințele noastre și să îi ghidăm de la testarea fezabilității până la instalarea industrială.
Contactează-ne acum! Suntem bucuroși să discutăm cerințele dvs. de extracție cu dvs.!
Contactează-ne! / Întreabă-ne!
Instalarea Hielscher UIP4000hdT, un extractor cu ultrasunete 4kW, pentru extracție industrială.
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.
- 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.
Fapte care merită știute
Extracția cu ultrasunete a crescut la tehnica cea mai eficientă și ușor de utilizat atunci când vine vorba de extracția compușilor bioactivi din botanice. Cel mai proeminent exemplu de extracție reușită ar putea fi izolarea CBD și a altor canabinoizi din canabis.
Metode de extracție cu ultrasunete vs. convenționale
Înmuierea în etanol este o metodă simplă, dar este foarte consumatoare de timp, capacitatea procesului este limitată, iar costurile cu solvenții și energia sunt ridicate. Solventul rezidual din produsul final interferează cu scopul de a produce un extract de înaltă calitate.
Extracția folosind un sistem închis de hidrocarburi necesită utilizarea combustibililor fosili, astfel încât substanțele cauzatoare de cancer, cum ar fi benzenul, să poată fi găsite în produsul final.
Sistemele supercritice de extracție cu CO2 sunt ridicate în ceea ce privește costurile de investiții, precum și consumul de energie. Extractoarele supercritice de CO2 necesită personal bine instruit pentru funcționare, deoarece sistemele cu CO2 sub presiune ridicată sunt periculoase pentru funcționare. Când CO2 se scurge, poate provoca moartea prin asfixiere a lucrătorilor prezenți.
Extracția critică a apei este o alternativă ecologică, care este lentă și eliberează doar o mică parte din compușii bioactivi.
extracție cu ultrasunete
Extracția cu ultrasunete este o tehnică de extracție intensificatoare, care poate fi utilizată în combinație cu apă (fără solvenți) precum și cu Solvenţi cum ar fi etanolul, etanolul-apă, glicerina, metanolul, uleiurile vegetale sau alți solvenți la alegere. Extracția cu ultrasunete promovează transferul de masă, astfel încât Randamente de extract de 95-99% pot fi obținute. Sonicare poate fi ușor scalat și produce extracte de înaltă calitate.
Un extractor cu ultrasunete la scară mică, ar fi UP400St (400W) este capabil să proceseze un lot de până la 10L în 5-15min (în funcție de parametrii procesului, cum ar fi materia primă (proaspătă sau uscată; muguri, frunze, tulpini), solvent, temperatură).
2kW puternic extractor cu ultrasunete UIP2000hdT poate fi operat ca sistem inline. În modul flux, indicatorul UIP2000hdT procesează cu ușurință 200 până la 800L / oră (în funcție și de parametrii procesului).
Costul investiției pentru un procesor cu ultrasunete este scăzut în comparație cu un extractor de CO2. De asemenea, costurile cu energia pentru funcționare sunt neglijabile. Extractoarele cu ultrasunete sunt foarte sigure pentru a funcționa, ușor de curățat și necesită o întreținere foarte scăzută.
canabis
Compușii bioactivi ai plantei de canabis (atât cânepă, cât și marijuana) au câștigat multă atenție în trecutul apropiat. În special pentru canabinoidul canabidiol (CBD) s-au demonstrat multe beneficii pentru sănătate, care ajung de la combaterea cancerului și proprietăți antiinflamatorii până la ameliorarea durerii și efecte antidepresive. Pe lângă canabidiol, planta de canabis conține mulți alți canabinoizi, cum ar fi THC (tetrahidrocanabinol), canabinol (CBN), canabigerol (CBG), canabicromen (CBC) și canabidiol (CBND). Canabinoizii au demonstrat un potențial terapeutic imens și se află în centrul multor studii de cercetare.
Interacțiunea diferitelor canabinoide și a altor compuși bioactivi, cum ar fi terpenele, polifenolii, flavonoidele și alcaloizii, pare să aibă ca rezultat beneficii și mai bune pentru sănătate. Interacțiunea diferitelor terpene, canabinoizi diferiți și alți compuși vegetali se numește “efect de anturaj”. Datorită acestor efecte de anturaj, extractele cu spectru complet, care pot fi obținute cu succes prin extracție ultrasonically asistată (EAU), sunt cunoscute pentru efecte terapeutice excepționale.
Terpene de canabis
Terpenoidele sunt componente ale uleiului esențial, care pot fi găsite în botanice. Planta de canabis este foarte bogată în Terpene. În canabis, terpenele sunt făcute în tricomii plantei. Tricomii sunt cristalele strălucitoare, lipicioase, care aderă la frunze și muguri. Acești tricomi sunt mecanismul natural de apărare al plantei de canabis, care protejează planta împotriva insectelor și animalelor. Datorită mirosului parfumat, terpenele acționează ca un repellent. Pentru noi, oamenii, cea mai vizibilă caracteristică a terpenelor de canabis este mirosul lor. Aceste terpene contribuie la beneficiile multiple pentru sănătate ale plantei de canabis (cânepă și marijuana).
Pe lângă aroma și mirosul lor, moleculele de terpenă sunt substanțe botanice puternice care oferă diverse beneficii medicale.
Atât marijuana, cât și cânepa din genul Cannabis Sativa conțin o cantitate excepțională de terpenoide și conțin mai mult de 100 de tipuri diferite ale acestor substanțe.
Fiecare terpenă are proprietăți unice care variază de la sedativ la înălțător. De exemplu, nerolidolul are efecte sedative și anti-anxietate, linalolul ajută la gestionarea simptomelor de anxietate și artrită, în timp ce mircenul este cunoscut pentru ameliorarea durerii cronice. Terpenele β-mircen, ɣ-pinen și humulen reduc inflamația și au efecte analgezice.
Diferite terpene sunt unice pentru canabis, dar multe dintre terpenele găsite în canabis sunt prezente și în alte câteva plante. Cariofilena se găsește, de exemplu, în legumele cu frunze verzi, hamei precum și în rozmarin și oregano. Limonenul este terpena majoră găsită în fructele citrice, cum ar fi lămâile și portocalele.
Efectul de anturaj
Fiecare terpenă este cunoscută pentru efecte terapeutice specifice. Cu toate acestea, terpenele și alți compuși botanici, cum ar fi polifenolii și flavonoidele, sunt cunoscute pentru a prezenta efecte sinergice excepționale, ceea ce duce la o simbioză îmbunătățită între canabinoizi. Această interacțiune a diferiților compuși bioactivi este cunoscută sub numele de “efect de anturaj“.
Efectul de anturaj face terpenele mai biodisponibile și ajută organismul să absoarbă canabinoizii mai eficient.
Tipuri de compuși bioactivi
Numărul, concentrația și varietatea compușilor bioactivi sunt responsabile pentru proprietățile medicinale ale unui extract botanic. Acești compuși bioactivi sunt sintetizați ca metaboliți secundari, care nu contribuie la creșterea sau fotosinteza în plante. Cu toate acestea, ele sunt cruciale pentru plante’ supraviețuirea și interacțiunea cu mediul său. Compușii bioactivi botanici pot fi clasificați în linii mari în trei clase de terpene și terpenoide, alcaloizi și compuși fenolici. Compușii fenolici sunt cel mai răspândit grup de metaboliți secundari din regnul vegetal și sunt bine cunoscuți și apreciați pentru efectele lor antioxidante. O altă clasă importantă de compuși fenolici cu greutate moleculară mică sunt flavonoidele, care prezintă și efecte antioxidante foarte puternice.
Gama de compuși fenolici include acizi fenolici, cum ar fi acizii benzoici și hidroxicinamici, flavonoide, cum ar fi flavonele și flavonolii, lignanii și stilbene. Un extract cu spectru complet (de exemplu, obținut prin Extracția cu ultrasunete din canabis) include toți acești compuși botanici diferiți, care prezintă cele mai ample efecte asupra sănătății.
Principiul de lucru al extracției cu ultrasunete
Extracția cu ultrasunete se bazează pe unde acustice (ultrasunete) cuplate într-un mediu lichid. Undele ultrasonice intense generează cicluri de înaltă presiune / joasă presiune. Datorită diferențelor de presiune în timpul propagării undelor cu ultrasunete prin lichid, apar bule de cavitație. Implozia acestor bule de cavitație are ca rezultat condiții dense din punct de vedere energetic.
Extracția cu ultrasunete a compușilor activi și a uleiurilor esențiale se bazează pe principiul de lucru al cavitație acustică. Figura de mai sus arată efectul unui colaps al bulei de cavitație și eliberarea rezultată a uleiului esențial din materialul vegetal
sursa: Altaf et al. 2018
Condițiile din apropierea bulelor de cavitație care implodează pot fi extreme – producând temperaturi de până la 4500°C și presiuni de până la 100 MPa. Implozia și diferențialele de reasigurare rezultate au ca rezultat forțe de forfecare și turbulențe foarte mari în punctul fierbinte cavitațional. Combinația acestor factori de diferențe de presiune, diferențe de căldură și forfecare promovează transferul de masă și, prin urmare, procesele de extracție. Prin forțele intense de cavitație cu ultrasunete, celulele (de exemplu, de plante, bacterii sau țesuturi) sunt perturbate și materialul intracelular (ar fi uleiurile, lipidele, proteinele și compușii activi) sunt eliberați în solventul din jur.
Extracția cu ultrasunete este, prin urmare, metoda preferată pentru a intensifica procesele de extracție.
Extracția cu ultrasunete se bazează pe cavitație acustică și forțele sale hidrodinamice de forfecare
Extractoare cu ultrasunete de mare putere de la laborator la pilot și scară industrială.