Быстрая и простая ультразвуковая экстракция каннабиса
С помощью ультразвуковых экстракционных систем Hielscher вы сможете быстрее извлекать каннабиноиды, терпены и другие ценные соединения каннабиса. Мощный ультразвук усиливает массообмен, разрушает клетки растений и способствует эффективному выделению активных веществ в выбранный вами растворитель – от этанола и пищевых масел до специальных экстрагентов.
Ультразвуковое оборудование для экстракции каннабиса, обеспечивающее более высокую урожайность и ускоренную переработку
Независимо от того, разрабатываете ли вы лабораторный протокол, проводите валидацию пилотного процесса или переходите к промышленному производству, ультразвуковые аппараты Hielscher обеспечивают точный контроль над амплитудой, температурой, давлением, временем пребывания и условиями растворителя. Это делает ультразвуковую экстракцию надежным выбором для получения воспроизводимых экстрактов каннабиса и конопли с короткими сроками обработки и масштабируемой производительностью.
Почему производители выбирают ультразвуковую экстракцию Hielscher:
- Более быстрая экстракция каннабиноидов и терпенов
- Высокая эффективность экстракции и стабильное качество продукции
- Мягкая, нетермическая обработка термочувствительных соединений
- Совместим с распространенными экстрагирующими растворителями, включая этанол и базовые масла
- Простое масштабирование от лабораторных испытаний до полномасштабного промышленного производства
- Консультации по технологическим процессам, проверка осуществимости и содействие в установке от инженеров компании Hielscher
Сообщите нам, какое сырье, растворитель, объем партии или расход вы используете, а также какой экстракт хотите получить. Мы подберем для вас подходящую ультразвуковую установку и параметры процесса, соответствующие вашим задачам.
Ультразвуковой аппарат UP400ST для экстракции каннабиса
| Метод | Проблемы и опасения | Преимущества ультразвуковой экстракции |
|---|---|---|
| мацерация | Длительное время обработки | Более быстрый массообмен и сокращение времени экстракции |
| Сокслет | Воздействие высоких температур и потребность в растворителях | Более щадящая экстракция при более низкой температуре |
| сверхкритический CO2 | Капитальные затраты и ограничения по пропускной способности | Можно комбинировать или дооснастить для повышения эффективности вытяжки |
| экстракция этанола | Урожайность, скорость, сохранение терпенов | Более эффективное разрушение клеток и воспроизводимые параметры |
Ультразвуковые аппараты Hielscher для экстракции каннабиса – Научно доказанная эффективность!
Казираги и его коллеги из итальянского университета Милана сравнили три метода экстракции каннабиса: ультразвуковую экстракцию, экстракцию по методу Сокслета и мацерацию.
Целью исследования было изучение эффективности ультразвуковой экстракции для экстракции каннабиноидов из Cannabis sativa и сравнение ее с другими методами экстракции, такими как экстракция по методу Сокслета и мацерация.
Исследователи использовали ультразвуковой процессор Hielscher UP200Ht (см. фото слева) для процесса экстракции, и они обнаружили, что метод экстракции с помощью ультразвука был более эффективным в экстракции каннабиноидов, чем два других метода. Ультразвуковая экстракция также была быстрее, эффективнее и менее трудоемкой, чем другие методы.
Экстракцию проводили с использованием оливкового масла в качестве растворителя. Растительный материал добавляли в растворитель и обрабатывали ультразвуком в течение 10 минут с амплитудой 60% с помощью ультразвукового аппарата UP200Ht.
После стадии ультразвуковой обработки экстракт фильтровали и растворитель испаряли при пониженном давлении для получения концентрированного экстракта. Затем экстракт был проанализирован на содержание каннабиноидов с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ).
В целом, результаты этого исследования показали, что ультразвуковая экстракция каннабиноидов КБД и ТГК в оливковом масле является эффективным методом экстракции каннабиноидов из растительного сырья Cannabis sativa, с высокой урожайностью и чистотой.
Одним из преимуществ ультразвуковой экстракции с использованием UP200Ht является то, что она может производить более высокие выходы каннабиноидов за более короткий промежуток времени, чем традиционные методы экстракции. Исследователи также отметили, что ультразвуковая экстракция является более экологичным методом по сравнению с другими методами экстракции, так как требует меньше растворителя и энергии. Кроме того, ультразвуковая экстракция может быть легко масштабирована для промышленного производства, что делает ее перспективным методом для крупномасштабного производства экстрактов CBD.
В заключение можно сделать вывод о том, что ультразвуковая экстракция с использованием UP200Ht является перспективным методом экстракции каннабиноидов из конопли сативы в медицинских целях.
Ультразвуковая экстракция является высокоэффективным методом извлечения каннабиноидов, таких как КБД и ТГК. В качестве растворителя использовали оливковое масло, проводили ультразвуковую экстракцию с UP200ST.
(фото и исследование: © Casiraghi et al., 2022)
Промышленный ультразвуковой аппарат UIP2000hdT с мешалкой в бочке для крупнотоннажной экстракции конопли
Условия обработки ультразвуком и экстракции
Ультразвуковые экстракторы Hielscher обеспечивают полный контроль над всеми важными параметрами процесса, включая амплитуду, время ультразвуковой обработки, давление, температуру, расход и состав растворителя. Это позволяет оптимизировать процесс экстракции с учетом требуемого выхода, состава экстракта, производительности и требований последующих этапов обработки.
Процесс ультразвуковой обработки каннабиса
Ультразвуковая экстракция основана на повторяющихся циклах высокого и низкого давления. Эти чередующиеся циклы высокого и низкого давления 20 000 раз в секунду создают интенсивные силы сдвига и струи жидкости. Это экстремальное напряжение преодолевает селективность мембраны, перфорирует и разрушает клеточную стенку, что приводит к высокому массообмену между внутренней клеткой и окружающим растворителем. С помощью ультразвуковой экстракции можно добиться более высокого выхода и более короткой продолжительности экстракции. Поскольку ультразвуковая экстракция является воспроизводимым процессом, результаты экстракции могут быть повторены для получения стандартизированного качества экстракта.
Ультразвуковые экстракторы Hielscher дают вам полный контроль над важными параметрами экстракции. Регулируя амплитуду, продолжительность, давление и состав жидкости, можно точно контролировать и воспроизводить производительность процесса экстракции.
Растворители для экстракции каннабиса
Ультразвуковая экстракция совместима со всеми распространенными растворителями, что позволяет использовать растворитель по вашему выбору, например воду, другие растворители и масла (например, H₂O, CO₂, этанол, метанол, бутан, пропан, оливковое масло, кокосовое масло и т. д.).
К распространенным растворителям и экстрагентам относятся:
Для продуктов, предназначенных для перорального применения, часто предпочтительны растворители пищевого качества и базовые масла. Для аналитических испытаний и контроля качества могут использоваться лабораторные растворители. При промышленной экстракции каннабиноидов широко применяются процессы на основе этанола и CO₂. Ультразвуковая обработка может улучшить массообмен во многих из этих растворительных систем и, следовательно, способствовать сокращению времени экстракции, повышению эффективности экстракции или стандартизации процесса.
Температура экстракции
При многих процессах экстракции растительного сырья эффективная ультразвуковая экстракция достигается при температуре от 0 °C до 60 °C. Более низкие температуры помогают сохранить летучие ароматические соединения и термочувствительные ингредиенты, в то время как умеренные температуры могут повысить растворимость и скорость экстракции. Оптимальная температура зависит от растворителя, биомассы, целевых соединений и технических характеристик конечного продукта.
Ультразвуковые системы Hielscher можно интегрировать с охлаждающими рубашками, теплообменниками и реакторами с регулируемой температурой, чтобы поддерживать процесс экстракции в заданном температурном диапазоне.
Комбинированные методы экстракции – Синергетический эффект
Внедрение ультразвукового устройства в существующую установку по экстракции каннабиса может способствовать повышению эффективности экстракции, увеличению производительности, сокращению времени экстракции или обеспечению большей воспроизводимости процесса.
Ультразвуковая экстракция может быть легко комбинирована с давлением, теплом, сверхкритическими условиями экстракции или экстрактором Сокслета для улучшения результатов и/или адаптации установки экстракции к конкретным требованиям. Модернизация ультразвукового аппарата в существующем предприятии по экстракции каннабиса представляет особый интерес, если существующий метод экстракции не обеспечивает желаемой производительности и производительности.
Уже имеющиеся экстракторы можно легко модернизировать, установив ультразвуковой экстрактор. Мы будем рады помочь вам в оценке технологического процесса, подборе оборудования, разработке схем монтажа и интеграции в ваши существующие производственные линии.
Узнайте больше о сверхкритической экстракции CO2 с помощью ультразвука!
Области применения для ультразвуковой экстракции каннабиса
Точное управление технологическим процессом и линейная масштабируемость позволяют переносить параметры экстракции из лабораторных испытаний на пилотное и промышленное производство. Это дает возможность переработчикам разработать надежный метод экстракции, проверить его в небольших масштабах и с уверенностью перейти к производству в промышленных масштабах.
Каннабиноиды, терпены и другие активные ингредиенты растения каннабис экстрагируются для различных целей. Ультразвуковая экстракция является надежным методом получения экстрактов растения каннабис для
- медицинское/фармацевтическое производство
- Рекреационные продукты каннабиса
- нутрицевтическое и пищевое производство
- перед последующей обработкой, например, наноэмульгированием
- Тестирование потенции препарата
- судебно-химический анализ
Ультразвуковые экстракторы – Для малого и крупного бизнеса
Hielscher Ultrasonics - ваш партнер в области высокопроизводительного ультразвукового экстракционного оборудования. Независимо от того, хотите ли вы производить небольшие партии высококачественных экстрактов CBD для своего бутикового бренда или перерабатывать большое количество конопли или марихуаны в промышленных масштабах – У Hielscher Ultrasonics есть идеальное оборудование для ультразвуковой экстракции для вас!
Линейная масштабируемость и точное управление процессом позволяют получать надежные результаты на любом уровне. Узнайте больше о масштабировании процессов ультразвуковой экстракции!
Мы поможем вам: наши консультационные услуги & Услуги по оптимизации процессов
Компания Hielscher Ultrasonics имеет многолетний опыт работы с ультразвуковой обработкой и обладает глубоким пониманием процессов ультразвуковой экстракции. Мы поможем вам с рекомендациями по выбору наиболее подходящего ультразвукового аппарата для вашего технологического процесса и научим вас наиболее эффективно использовать наши устройства. Наши инженеры доступны для монтажных работ по всему миру.
В нашей полностью оборудованной лаборатории ультразвуковых процессов в Германии наша команда инженеров-технологов и химиков может разработать и оптимизировать ваш процесс для вас или вместе с вами.
- Короткое время экстракции
- высокая скорость экстракции
- Более полное извлечение
- мягкая, нетермическая обработка
- Простая интеграция и безопасная эксплуатация
- Без опасных/токсичных химикатов, без примесей
- низкая стоимость
- Энергоэффективность
- Зеленая добыча: экологичность
Что такое ультразвуковая экстракция каннабиса?
Ультразвуковая экстракция каннабиса — это метод экстракции, при котором с помощью мощного ультразвука из растительного сырья каннабиса или конопли извлекаются каннабиноиды, терпены и другие биологически активные соединения. Ультразвуковая кавитация создает в жидкости сильные сдвиговые силы, которые разрушают растительные клетки и улучшают массообмен между растительным сырьем и растворителем.
Как ультразвук способствует улучшению экстракции каннабиноидов?
Ультразвук способствует улучшению экстракции каннабиноидов за счет разрушения клеточных стенок, усиления проникновения растворителя и ускорения высвобождения соединений из растительной матрицы. Это позволяет сократить время экстракции и повысить её эффективность по сравнению с медленными пассивными методами, такими как мацерация.
Какие каннабиноиды можно извлечь с помощью ультразвуковой экстракции?
Ультразвуковая экстракция может использоваться для извлечения каннабиноидов, таких как CBD, THC, THCA, CBDA, CBG и других соединений, содержащихся в биомассе каннабиса или конопли. Окончательный профиль каннабиноидов зависит от растительного сырья, растворителя, температуры, времени экстракции и условий последующей переработки.
Позволяет ли ультразвуковая экстракция сохранить терпены?
Да, ультразвуковая экстракция может осуществляться при низких и контролируемых температурах, что особенно полезно при работе с термочувствительными соединениями, такими как терпены. Контроль температуры, короткие сроки экстракции и правильный выбор растворителя помогают сохранить летучие и чувствительные компоненты экстракта.
Какие растворители можно использовать для ультразвуковой экстракции каннабиса?
Ультразвуковая экстракция каннабиса совместима со многими распространенными экстрагентами, включая этанол, водо-этанольные смеси, пищевые масла, такие как оливковое или кокосовое, а также другие растворители, специфичные для конкретного технологического процесса. Выбор оптимального растворителя зависит от конечного продукта, нормативных требований, последующей переработки и целевых соединений.
Подходит ли ультразвуковая экстракция для извлечения каннабиса с помощью этанола?
Да, этанол широко используется при ультразвуковой экстракции каннабиса. Ультразвуковая обработка позволяет повысить эффективность экстракции этанолом за счет улучшения контакта между растворителем и растительным сырьем, сокращения времени экстракции и обеспечения воспроизводимости технологических условий.
Можно ли применять ультразвуковую экстракцию каннабиса с использованием масел-носителей?
Да, каннабиноиды можно экстрагировать в масла-носители, такие как оливковое или кокосовое масло. Это может быть полезно при создании рецептур, в которых масло используется непосредственно в качестве экстракционной среды или входит в состав конечного продукта.
Является ли ультразвуковая экстракция каннабиса термическим процессом?
Нет. Ультразвуковая экстракция считается щадящим, нетермическим методом экстракции. Хотя температуру процесса по-прежнему необходимо отслеживать и регулировать, экстракционный эффект носит преимущественно механический характер: кавитация, сдвиговые силы, разрушение частиц и улучшение массообмена.
Сколько времени занимает ультразвуковая экстракция каннабиса?
Время экстракции зависит от растительного сырья, размера частиц, растворителя, температуры, концентрации твердых веществ, амплитуды ультразвука и конфигурации оборудования. Во многих случаях применение ультразвука позволяет значительно сократить время экстракции по сравнению с традиционным мацерационным методом.
Можно ли масштабировать ультразвуковую экстракцию каннабиса до уровня промышленного производства?
Да. Ультразвуковую экстракцию можно масштабировать от лабораторных испытаний до пилотного и промышленного производства. Ультразвуковые аппараты Hielscher подходят как для испытаний небольших партий, так и для разработки технологических процессов и крупномасштабной непрерывной переработки.
Какие параметры процесса имеют наибольшее значение при ультразвуковой экстракции каннабиса?
К важным параметрам относятся амплитуда ультразвука, время обработки ультразвуком, температура, давление, тип растворителя, соотношение растворителя к биомассе, размер частиц, а также условия перемешивания или прохождения потока. Точное регулирование этих параметров позволяет добиться стабильного качества экстракта.
Можно ли добавить ультразвуковую экстракцию к существующей линии по экстракции каннабиса?
Да. Ультразвуковые устройства часто можно интегрировать в существующие системы экстракции для улучшения массообмена, сокращения времени обработки или повышения эффективности экстракции. Оптимальная схема интеграции зависит от используемого метода экстракции, системы подачи растворителя, производительности и доступного технологического пространства.
Какой ультразвуковой аппарат Hielscher подходит для экстракции каннабиса?
Выбор подходящего ультразвукового аппарата зависит от требуемого объема партии, расхода, растворителя, растительного сырья и целей производства. Устройства меньших размеров подходят для проверочных испытаний и разработки протоколов в лабораторных условиях, тогда как промышленные ультразвуковые аппараты серии UIP предназначены для экстракции в промышленных и пилотных масштабах.
Как выбрать подходящую установку для ультразвуковой экстракции?
Чтобы выбрать подходящую конфигурацию, определите тип биомассы, целевые каннабиноиды или терпены, растворитель, размер партии или скорость непрерывного потока, температурные ограничения, а также последующие этапы обработки. Компания Hielscher порекомендует ультразвуковой процессор, сонотрод, реактор и технологические параметры с учетом этих требований.
Основная информация об ультразвуковой экстракции
Силовой ультразвук является проверенным методом эффективного и надежного извлечения активных соединений, включая растительные/лекарственные соединения, масло, белки и биологически активные вещества (например, флавоны, полифенолы, антоцианы, ароматизаторы) из растений, трав, цветов и семян.
При ультразвуковой экстракции мощные ультразвуковые волны соединяются со смесью растений и растворителей, так что происходит акустическая кавитация. Акустическая кавитация описывается как образование, рост и имплозивное схлопывание пузырьков в жидкостях, вызванное ультразвуком.
“Во время кавитации схлопывание пузырьков приводит к интенсивному локальному нагреву и высокому давлению с очень коротким временем жизни. В облаках кавитирующих пузырей эти горячие точки имеют эквивалентную температуру примерно 5000 К, давление около 1000 атмосфер и скорость нагрева и охлаждения выше 1010 К/с. При однопузырчатой кавитации условия могут быть еще более экстремальными. Таким образом, кавитация может создавать экстремальные физические и химические условия в холодных жидкостях. Если жидкости, содержащие твердые тела, облучаются ультразвуком, могут произойти связанные с этим явления. Вблизи вытянутой поверхности твердого тела коллапс полости становится несферическим, что приводит к тому, что высокоскоростные струи жидкости врезаются в поверхность твердого тела. Эти струи и связанные с ними ударные волны могут нанести существенный ущерб поверхности и обнажить свежие, сильно нагретые поверхности. Кроме того, высокоскоростные межчастичные столкновения будут происходить при ультразвуковом облучении жидкопорошковых суспензий за счет кавитации и создаваемых ею ударных волн в таких суспензиях. Возникающие в результате столкновения способны вызывать драматические изменения в морфологии, составе и реакционной способности поверхности.” [Suslick 2001: 2f.]
Эти интенсивные условия ультразвуковой кавитации оказывают несколько эффектов на растительный материал и его экстрагируемость:
- преодоление селективности клеточных мембран
- повышенный массоперенос между ячейкой внутри и окружающим растворителем
- Поломка клеток
- высвобождение внутриклеточного материала
Это делает ультразвук очень эффективным методом экстракции. Из-за интенсивных механических сил часто можно использовать зеленые и мягкие растворители, такие как вода, этанол и т. д.
Ультразвуковая экстракция сокращает время экстракции и позволяет сократить и/или снизить использование растворителя. Это означает, что ультразвуковая экстракция приводит к более высокой скорости экстракции и дает более полезные экстракты. Это связано с особенностями его работы при низких температурах как для снижения потерь тепла, вызванных температурными факторами, так и для предотвращения испарения веществ из-за низкой температуры кипения, а также для сохранения биологически активных веществ.
Еще одно преимущество ультразвуковой экстракции заключается в ее простом и безопасном использовании и точно контролируемом применении. В качестве нетермического метода экстракции ультразвук может проводиться при низких температурах, что позволяет избежать деградации термочувствительных, термолабилизированных веществ.
Литература/Литература
- 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.
Ультразвуковая обработка: Hielscher поддерживает вас от технико-экономического обоснования и оптимизации до коммерческого производства!
SonoStation: Мобильная система «под ключ» для ультразвуковой обработки – состоит из ультразвуковых диспергаторов, насоса, мешалки и бака