Быстрая и простая ультразвуковая экстракция каннабиса
Извлекайте каннабиноиды, терпены и другие ценные соединения каннабиса быстрее с помощью систем ультразвуковой экстракции Hielscher. Мощный ультразвук интенсифицирует массоперенос, разрушает растительные клетки и помогает эффективно высвобождать активные соединения в выбранный вами растворитель – от этанола и пищевых масел до специализированных экстракционных сред.
Оборудование для ультразвуковой экстракции каннабиса для повышения выхода и ускорения обработки
Разрабатываете ли вы лабораторный протокол, валидируете пилотный процесс или масштабируете его до промышленного производства, ультразвуковые аппараты Hielscher обеспечивают точный контроль амплитуды, температуры, давления, времени пребывания и условий использования растворителя. Благодаря этому ультразвуковая экстракция становится надёжным выбором для получения воспроизводимых экстрактов каннабиса и конопли с коротким временем обработки и масштабируемой производительностью.
Почему производители выбирают ультразвуковую экстракцию Hielscher:
- Более быстрая экстракция каннабиноидов и терпенов
- Высокая эффективность экстракции и воспроизводимое качество продукта
- Мягкая нетермическая обработка термочувствительных соединений
- Совместимость с распространёнными экстракционными растворителями, включая этанол и масла-носители
- Простое масштабирование от лабораторных испытаний до полноценного промышленного производства
- Консультации по технологическому процессу, испытания на осуществимость и поддержка при установке от инженеров Hielscher
Сообщите нам, какое сырьё и растворитель вы используете, объём партии или расход, а также какой экстракт хотите получить. Мы порекомендуем подходящую ультразвуковую установку и параметры процесса для вашей задачи.
Ультразвуковой аппарат UP400St для экстракции каннабиса
| Метод | Сложности и проблемные аспекты | Преимущества ультразвуковой экстракции |
|---|---|---|
| Мацерация | Длительное время обработки | Более быстрый массоперенос и более короткая экстракция |
| Экстракция по Сокслету | Воздействие тепла и потребность в растворителе | Более мягкая экстракция при более низкой температуре |
| Сверхкритический CO₂ | Капитальные затраты и ограничения производительности | Возможно сочетание с ультразвуком или дооснащение ультразвуковым оборудованием для улучшения экстракции |
| Экстракция этанолом | Выход, скорость, сохранение терпенов | Более эффективное разрушение клеток и воспроизводимые параметры |
Ультразвуковые аппараты Hielscher для экстракции каннабиса – научно доказанная эффективность!
Casiraghi и коллеги из Миланского университета в Италии сравнили три метода экстракции каннабиса: ультразвуковую экстракцию, экстракцию по Сокслету и мацерацию.
Целью исследования было изучить эффективность ультразвуковой экстракции каннабиноидов из cannabis sativa и сравнить её с другими методами экстракции, такими как экстракция по Сокслету и мацерация.
Исследователи использовали ультразвуковой процессор Hielscher UP200Ht (см. изображение слева) для проведения экстракции и обнаружили, что метод экстракции с помощью ультразвука был более эффективен для извлечения каннабиноидов, чем два других метода. Ультразвуковая экстракция также была более быстрой, более эффективной и менее трудоёмкой, чем другие методы.
Экстракцию проводили с использованием оливкового масла в качестве растворителя. Растительный материал добавляли в растворитель и обрабатывали ультразвуком в течение 10 минут при амплитуде 60% с помощью ультразвукового аппарата UP200Ht.
После этапа обработки ультразвуком экстракт фильтровали, а растворитель выпаривали при пониженном давлении для получения концентрированного экстракта. Затем содержание каннабиноидов в экстракте анализировали с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (HPLC).
В целом результаты этого исследования показали, что ультразвуковая экстракция каннабиноидов CBD и THC в оливковом масле является эффективным методом извлечения каннабиноидов из растительного материала Cannabis sativa, обеспечивающим высокий выход и высокую чистоту.
Одно из преимуществ ультразвуковой экстракции с использованием UP200Ht заключается в том, что она позволяет получать более высокий выход каннабиноидов за более короткое время, чем традиционные методы экстракции. Исследователи также отметили, что ультразвуковая экстракция является более экологичным методом по сравнению с другими методами экстракции, поскольку требует меньше растворителя и энергии. Кроме того, ультразвуковую экстракцию можно легко масштабировать до промышленного производства, что делает её перспективным методом крупномасштабного производства экстрактов CBD.
В заключение исследование позволяет предположить, что ультразвуковая экстракция с использованием UP200Ht является перспективным методом извлечения каннабиноидов из cannabis sativa для медицинских целей.
Ультразвуковая экстракция – высокоэффективный метод извлечения каннабиноидов, таких как CBD и THC. В качестве растворителя использовали оливковое масло, ультразвуковую экстракцию проводили с помощью UP200St.
(изображение и исследование: © Casiraghi et al., 2022)
Промышленный ультразвуковой аппарат UIP2000hdT с мешалкой в бочке для крупномасштабной экстракции каннабиса
Условия обработки ультразвуком и экстракции
Ультразвуковые экстракторы Hielscher обеспечивают полный контроль всех значимых параметров процесса, включая амплитуду, время обработки ультразвуком, давление, температуру, расход и состав растворителя. Это позволяет оптимизировать процесс экстракции по выходу, профилю экстракта, производительности и требованиям последующей обработки.
Процесс обработки каннабиса ультразвуком
Экстракция с помощью ультразвука основана на повторяющихся циклах высокого и низкого давления. Эти чередующиеся циклы высокого и низкого давления, повторяющиеся 20 000 раз в секунду при обработке ультразвуком, создают интенсивные сдвиговые усилия и струи жидкости. Такое экстремальное воздействие преодолевает избирательность мембраны, перфорирует и разрушает клеточную стенку и приводит к интенсивному массопереносу между внутренним содержимым клетки и окружающим растворителем. Ультразвуковая экстракция позволяет добиться более высокого выхода и сократить продолжительность экстракции. Поскольку ультразвуковая экстракция является воспроизводимым процессом, её результаты можно повторять для обеспечения стандартизированного качества экстракта.
Ультразвуковые экстракторы Hielscher обеспечивают полный контроль важных параметров экстракции. Регулируя амплитуду, продолжительность, давление и состав жидкости, можно точно контролировать и воспроизводить результат процесса экстракции.
Растворители для экстракции каннабиса
Ультразвуковая экстракция совместима со всеми распространёнными растворителями, позволяя использовать выбранную вами среду, например воду, растворители и масла (например, H2O, CO2, этанол, метанол, бутан, пропан, оливковое масло, кокосовое масло и т. д.).
Распространённые растворители и экстракционные среды включают:
Для продуктов, предназначенных для приёма внутрь, часто предпочитают растворители пищевого качества и масла-носители. Для аналитических испытаний и контроля качества могут использоваться лабораторные растворители. Для промышленной экстракции каннабиноидов распространённым выбором являются этанол и процессы на основе CO2. Обработка ультразвуком может улучшать массоперенос во многих из этих систем растворителей и, таким образом, помогать сокращать время экстракции, повышать эффективность экстракции или способствовать стандартизации процесса.
Температура экстракции
Во многих процессах экстракции растительного сырья эффективная ультразвуковая экстракция достигается при температуре процесса от 0°C до 60°C. Более низкие температуры могут помогать сохранять летучие ароматические соединения и термочувствительные ингредиенты, тогда как умеренные температуры могут улучшать растворимость и повышать скорость экстракции. Идеальная температура зависит от растворителя, биомассы, целевых соединений и спецификаций конечного продукта.
Ультразвуковые системы Hielscher можно интегрировать с охлаждающими рубашками, теплообменниками и реакторами с регулированием температуры, чтобы поддерживать процесс экстракции в желаемом температурном диапазоне.
Комбинированные методы экстракции – синергия
Дооснащение существующей установки для экстракции каннабиса ультразвуковым аппаратом может помогать повышать результативность экстракции, увеличивать производительность, сокращать время экстракции или делать процесс более воспроизводимым.
Ультразвуковую экстракцию можно легко сочетать с давлением, нагревом, сверхкритическими условиями экстракции или экстрактором Сокслета для улучшения результатов и/или адаптации экстракционной установки к конкретным требованиям. Дооснащение существующей установки для экстракции каннабиса ультразвуковым аппаратом представляет особый интерес, если существующий метод экстракции не обеспечивает желаемой результативности и объёма выпуска.
Уже имеющиеся экстракционные машины можно легко модернизировать, внедрив ультразвуковой экстрактор. Мы будем рады помочь вам с оценкой процесса, выбором оборудования, разработкой вариантов установки и интеграцией в существующие производственные линии.
Узнайте больше об экстракции сверхкритическим CO2, улучшенной с помощью ультразвука!
Области применения ультразвуковой экстракции каннабиса
Точный контроль процесса и линейная масштабируемость позволяют переносить параметры экстракции из лабораторных испытаний в пилотное и полномасштабное производство. Это позволяет производителям разрабатывать надёжный метод экстракции, валидировать его в меньшем масштабе и уверенно увеличивать масштаб.
Каннабиноиды, терпены и другие активные ингредиенты растения каннабис извлекают для самых разных целей. Ультразвуковая экстракция – надёжный метод получения экстрактов растения каннабис для следующих целей:
- медицинское/фармацевтическое производство
- рекреационные продукты из каннабиса
- производство нутрицевтиков и пищевых продуктов
- подготовка к последующей обработке, например наноэмульгированию
- определение активности препаратов
- судебно-экспертный/химический анализ
Ультразвуковые экстракторы – для малых и больших масштабов
Hielscher Ultrasonics – ваш партнёр в области высокопроизводительного оборудования для ультразвуковой экстракции. Хотите ли вы производить небольшие партии высококачественных экстрактов CBD для своего нишевого бренда или перерабатывать большие объёмы конопли или марихуаны в промышленном масштабе – у Hielscher Ultrasonics есть идеальное оборудование для ультразвуковой экстракции для вас!
Линейная масштабируемость и точный контроль процесса позволяют получать надёжные результаты в любом масштабе. Узнайте больше о масштабировании процессов ультразвуковой экстракции!
Мы помогаем вам: наши услуги консультирования и оптимизации процессов
Hielscher Ultrasonics обладает многолетним опытом обработки ультразвуком и глубоким пониманием процессов ультразвуковой экстракции. Мы помогаем вам рекомендациями по выбору наиболее подходящего ультразвукового аппарата для вашего процесса и обучаем наиболее эффективному использованию наших устройств. Наши инженеры доступны для выполнения монтажных работ по всему миру.
В нашей полностью оснащённой лаборатории ультразвуковых процессов в Германии команда инженеров-технологов и химиков может разработать и оптимизировать ваш процесс для вас или совместно с вами.
- короткое время экстракции
- высокая скорость экстракции
- более полная экстракция
- мягкая нетермическая обработка
- простая интеграция и безопасная эксплуатация
- отсутствие опасных/токсичных химических веществ и примесей
- низкие затраты
- энергоэффективность
- зелёная экстракция: экологичность
Что такое ультразвуковая экстракция каннабиса?
Ультразвуковая экстракция каннабиса – это метод экстракции, использующий ультразвук высокой мощности для высвобождения каннабиноидов, терпенов и других биоактивных соединений из растительного материала каннабиса или конопли. Ультразвуковая кавитация создаёт интенсивные сдвиговые усилия в жидкости, которые разрушают растительные клетки и улучшают массоперенос между растительным материалом и растворителем.
Как ультразвук улучшает экстракцию каннабиноидов?
Ультразвук улучшает экстракцию каннабиноидов, разрушая клеточные стенки, усиливая проникновение растворителя и ускоряя высвобождение соединений из растительной матрицы. Это может сокращать время экстракции и повышать её эффективность по сравнению с медленными пассивными методами, такими как мацерация.
Какие каннабиноиды можно извлекать с помощью ультразвуковой экстракции?
Ультразвуковая экстракция может использоваться для извлечения каннабиноидов, таких как CBD, THC, THCA, CBDA, CBG, и других соединений, присутствующих в биомассе каннабиса или конопли. Конечный каннабиноидный профиль зависит от растительного материала, растворителя, температуры, времени экстракции и условий последующей обработки.
Может ли ультразвуковая экстракция сохранять терпены?
Да, ультразвуковую экстракцию можно проводить при низких и контролируемых температурах, что полезно при обработке термочувствительных соединений, таких как терпены. Контроль температуры, короткое время экстракции и выбор подходящего растворителя помогают защищать летучие и чувствительные компоненты экстракта.
Какие растворители можно использовать для ультразвуковой экстракции каннабиса?
Ультразвуковая экстракция каннабиса совместима со многими распространёнными экстракционными средами, включая этанол, водно-этанольные смеси, пищевые масла, такие как оливковое или кокосовое масло, и другие растворители, подходящие для конкретного процесса. Наилучший растворитель зависит от предполагаемого продукта, нормативных требований, последующей обработки и целевых соединений.
Подходит ли ультразвуковая экстракция для экстракции каннабиса этанолом?
Да, этанол широко используется при ультразвуковой экстракции каннабиса. Обработка ультразвуком может интенсифицировать экстракцию этанолом, улучшая контакт между растворителем и растительным материалом, сокращая время экстракции и способствуя воспроизводимости условий процесса.
Можно ли использовать масла-носители для ультразвуковой экстракции каннабиса?
Да, каннабиноиды можно извлекать в масла-носители, такие как оливковое или кокосовое масло. Это может быть полезно для составов, в которых масло служит непосредственно экстракционной средой или частью состава конечного продукта.
Является ли ультразвуковая экстракция каннабиса термическим процессом?
Нет. Ультразвуковая экстракция считается мягким нетермическим методом экстракции. Хотя температуру процесса всё же необходимо отслеживать и регулировать, экстракционный эффект имеет преимущественно механическую природу: кавитация, сдвиговые усилия, разрушение частиц и улучшенный массоперенос.
Сколько времени занимает ультразвуковая экстракция каннабиса?
Время экстракции зависит от растительного материала, размера частиц, растворителя, температуры, концентрации твёрдой фазы, амплитуды ультразвука и конфигурации оборудования. Во многих областях применения обработка ультразвуком значительно сокращает время экстракции по сравнению с традиционной мацерацией.
Можно ли масштабировать ультразвуковую экстракцию каннабиса до промышленного производства?
Да. Ультразвуковую экстракцию можно масштабировать от лабораторных испытаний до пилотного и промышленного производства. Ультразвуковые аппараты Hielscher доступны для испытаний с небольшими партиями, разработки процессов и крупномасштабной непрерывной обработки.
Какие параметры процесса наиболее важны при ультразвуковой экстракции каннабиса?
К важным параметрам относятся амплитуда ультразвука, время обработки ультразвуком, температура, давление, тип растворителя, соотношение растворителя и биомассы, размер частиц, а также условия перемешивания или потока. Точный контроль этих параметров помогает обеспечить воспроизводимое качество экстракта.
Можно ли добавить ультразвуковую экстракцию в существующую линию экстракции каннабиса?
Да. Ультразвуковые аппараты часто можно интегрировать в существующие экстракционные системы для улучшения массопереноса, сокращения времени обработки или повышения эффективности экстракции. Наилучший вариант интеграции зависит от текущего метода экстракции, обращения с растворителем, производительности и доступного пространства для технологического оборудования.
Какой ультразвуковой аппарат Hielscher подходит для экстракции каннабиса?
Выбор подходящего ультразвукового аппарата зависит от требуемого объёма партии, расхода, растворителя, растительного материала и производственной цели. Небольшие устройства подходят для испытаний на осуществимость и разработки протоколов в лабораторном масштабе, тогда как промышленные ультразвуковые аппараты серии UIP предназначены для экстракции в пилотном и производственном масштабе.
Как выбрать подходящую установку для ультразвуковой экстракции?
Чтобы выбрать подходящую установку, определите тип биомассы, целевые каннабиноиды или терпены, растворитель, объём партии или расход при непрерывной обработке, температурные ограничения и этапы последующей обработки. На основе этих требований Hielscher порекомендует ультразвуковой процессор, сонотрод, реактор и параметры процесса.
Основная информация об ультразвуковой экстракции
Мощный ультразвук – проверенный метод эффективного и надёжного извлечения активных соединений, включая растительные/лекарственные соединения, масло, белки и биоактивные вещества (например, флавоны, полифенольные соединения, антоцианин, ароматические вещества), из растительного сырья, трав, цветов и семян.
При ультразвуковой экстракции мощные ультразвуковые волны передаются в смесь растительного материала и растворителя, вызывая акустическую кавитацию. Акустическая кавитация описывается как вызванные ультразвуком образование, рост и имплозивное схлопывание пузырьков в жидкостях.
«При кавитации схлопывание пузырьков вызывает интенсивный локальный нагрев и высокие давления, существующие в течение очень короткого времени. В облаках кавитирующих пузырьков эти горячие точки имеют эквивалентные температуры примерно 5000 K, давления около 1000 атмосфер и скорости нагрева и охлаждения выше 1010 K/s. При кавитации одиночного пузырька условия могут быть ещё более экстремальными. Таким образом, кавитация может создавать экстремальные физические и химические условия в жидкостях, которые в остальном остаются холодными. При облучении ультразвуком жидкостей, содержащих твёрдые вещества, могут возникать сходные явления. Вблизи протяжённой твёрдой поверхности схлопывание полости становится несферическим, вследствие чего высокоскоростные струи жидкости направляются на твёрдую поверхность. Эти струи и связанные с ними ударные волны могут вызывать существенное повреждение поверхности и обнажать свежие, сильно нагретые поверхности. Кроме того, при ультразвуковом облучении суспензий порошка в жидкости вследствие кавитации и создаваемых ею ударных волн в таких суспензиях происходят высокоскоростные столкновения частиц. Возникающие столкновения способны вызывать резкие изменения морфологии, состава и реакционной способности поверхности». [Suslick 2001: 2f.]
Эти интенсивные условия ультразвуковой кавитации оказывают несколько воздействий на растительный материал и возможность извлечения из него веществ:
- преодоление избирательности клеточной мембраны
- усиление массопереноса между внутренним содержимым клетки и окружающим растворителем
- разрушение клеток
- высвобождение внутриклеточного материала
Это делает обработку ультразвуком высокоэффективным методом экстракции. Благодаря интенсивным механическим усилиям часто можно использовать экологичные и мягкие растворители, такие как вода, этанол и т. д.
Ультразвуковая экстракция сокращает время экстракции и позволяет уменьшить количество используемого растворителя и/или применять более мягкий растворитель. Это означает, что ультразвуковая экстракция обеспечивает более высокую скорость извлечения и позволяет получать более полезные для здоровья экстракты. Это связано с особенностями её проведения при низкой температуре, что позволяет как уменьшать потери тепла, вызванные температурными факторами, так и предотвращать испарение веществ с низкой температурой кипения, а также сохранять биологически активные вещества.
Ещё одно преимущество ультразвуковой экстракции заключается в простоте и безопасности её использования и возможности точного контроля её применения. Как нетермический метод экстракции, обработка ультразвуком может проводиться при низких температурах, что позволяет избежать разрушения термочувствительных, термолабильных веществ.
Литература/источники
- 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.
Обработка ультразвуком: Hielscher поддерживает вас от оценки осуществимости и оптимизации до коммерческого производства!
SonoStation: мобильная система для обработки ультразвуком под ключ – состоящая из ультразвуковых диспергаторов, насоса, мешалки и резервуара