Ультразвуковая экстракция с использованием конопли в качестве сырья
- Для растения cannabis sativa можно выделить два вида: марихуана и конопля.
- Ультразвук хорошо известен как превосходный метод выделения каннабиноидов как из марихуаны, так и из конопли.
Ультразвуковая экстракция каннабиноидов
Технология ультразвуковой экстракции обладает высокой эффективностью для высвобождения активных соединений (т.е. каннабиноидов (КБД, ТГК, КБГ), эфирные масла, терпены и т.д.) из растительного материала, такого как почки, листья и стебли.
Ультразвуковая экстракция превосходит традиционные методы экстракции благодаря различным преимуществам:
Ультразвуковая экстракция (ЭМА) хорошо известна как метод интенсификации процесса, который улучшает массоперенос и высвобождает более высокие выходы биологически активных соединений, таких как каннабиноиды, терпены и т. д.
Ультразвуковая экстракция позволяет получать высококачественные экстракты, поскольку ультразвуковая экстракция не требует использования агрессивных, токсичных растворителей для высвобождения каннабиноидов. Ультразвуковую экстракцию можно проводить, например, с водой, водно-спиртовой смесью, спиртом или маслом (оливковым, кокосовым) в качестве растворителей. Это делает ультразвуковую экстракцию (ОАЭ) значительно более экологичной.
Узнайте больше о правильном выборе растворителей для ультразвуковой экстракции!
Мягкие условия экстракции ультразвуком приводят к получению экстракта, который обладает теми же, но усиленными свойствами сырья (например, конопли, марихуаны) – обеспечивает превосходный эффект для здоровья, вкус и запах.
Ультразвуковые экстракторы Hielscher могут быть точно управляемы. Благодаря полному контролю над параметрами процесса, такими как интенсивность и температура, можно получить исключительно высокое качество экстракта. Поскольку ультразвук является нетермическим методом обработки, можно избежать термической деградации термочувствительных компонентов. Температура экстракции в диапазоне 0-60°C является оптимальной для получения высококачественных экстрактов.
Еще одним преимуществом ультразвуковой экстракции является быстрый процесс: весь процесс экстракции занимает всего несколько минут, чтобы высвободить каннабиноиды из растительных клеток, в то время как другие методы экстракции требуют часов или даже дней обработки времени.
Как инвестиционные, так и эксплуатационные затраты минимальны по сравнению с альтернативными экстракторами, например, сверхкритическими CO2-экстракторами. Ультразвуковые системы экстракции обеспечивают очень быструю окупаемость инвестиций.
УП400Ст для экстракции каннабиноидов из конопли
- Высококачественные экстракты
- Более полное извлечение
- высокая скорость экстракции
- Экстракт полного спектра действия
- Использование различных растворителей
- Не токсичен
- Нетермический (холодный) метод
- Быстрый процесс экстракции
- Безопасный и простой в использовании
- Линейная масштабируемость
Конопля против марихуаны
Каннабис — это семейство растений, которые можно классифицировать на С. Индика и С. Сатива. Конопля и марихуана являются разновидностями Cannabis Sativa.
При сравнении конопли и марихуаны существует огромная разница; в то время как конопля содержит очень низкую концентрацию ТГК (0,3% или меньше), марихуана в изобилии содержит ТГК с концентрацией от 15% до 40%.
Поэтому до недавнего времени коноплю выращивали преимущественно в промышленных целях. В настоящее время конопля также ценится за урожайность CBD. КБД – это непсихоактивный каннабиноид, обладающий противовоспалительными, анксиолитическими свойствами. Марихуана в основном выращивается из-за содержания в ней ТГК, который используется в рекреационных и медицинских целях.
Конопляное масло и КБД, основной каннабиноид, содержащийся в конопле, являются многообещающими веществами, которые назначаются для помощи при таких заболеваниях, как тревога, хроническое воспаление, аутоиммунные заболевания, боль, головные боли и мигрень, желудочно-кишечные расстройства, среди прочего.
Ультразвуковой ультразвуковой аппарат УП400Ст является популярным ультразвуковым экстрактором, используемым для выделения CBD, THC, CBG, CBN, других канабиноидов, а также терпенов из конопли и марихуаны.
Высокопроизводительные ультразвуковые экстракторы
Hielscher Ultrasonics предлагает маленький, среднего размера и промышленный ультразвуковые процессоры, которыми можно управлять в режиме 24/7. В зависимости от вашего сырья и технологического объема мы можем предложить вам ультразвуковую экстракционную систему, которая соответствует вашим потребностям. Вы можете выбрать между периодической и непрерывной экстракцией. Последующее масштабирование до больших технологических мощностей может быть легко выполнено, поскольку ультразвуковые процессы могут быть масштабированы линейно.
Пилотные и промышленные системы Hielscher могут обеспечивать очень высокую амплитуду – Это позволяет надежно работать с амплитудами до 200 мкм и непрерывно работать в режиме 24/7. Для еще более высоких амплитуд доступны индивидуальные ультразвуковые сонотроды. Прочность ультразвуковых аппаратов Hielscher позволяет работать в тяжелых условиях и в сложных условиях.
Являясь многолетним опытным производителем мощных ультразвуковых экстракторов, компания Hielscher является вашим надежным партнером в сложных вопросах экстракции. Мы совещаться и помогать нашим клиентам с помощью наших знаний и направлять их от технико-экономических испытаний до промышленной установки.
Свяжитесь с нами прямо сейчас! Мы будем рады обсудить с вами ваши требования к экстракции!
Свяжитесь с нами! / Спросите нас!
Установка Hielscher UIP4000hdT, ультразвуковой вытяжки мощностью 4 кВт, для промышленной экстракции.
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.
- 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.
Факты, которые стоит знать
Ультразвуковая экстракция стала наиболее эффективным и удобным методом, когда речь идет об извлечении биологически активных соединений из растительных компонентов. Наиболее ярким примером успешной экстракции может быть выделение КБД и других каннабиноидов из каннабиса.
Ультразвуковые и традиционные методы экстракции
Замачивание в этаноле является простым методом, но он очень трудоемкий, технологическая мощность ограничена, а затраты на растворители и энергию высоки. Остаточные растворители в конечном продукте мешают достижению цели получения высококачественного экстракта.
Добыча с использованием закрытой углеводородной системы требует использования ископаемого топлива, так что в конечном продукте могут быть обнаружены вызывающие рак вещества, такие как бензол.
Системы сверхкритической экстракции CO2 отличаются высокими инвестиционными затратами, а также энергопотреблением. Для работы сверхкритических экстракторов CO2 требуется хорошо обученный персонал, поскольку системы с высоким давлением CO2 опасны для эксплуатации. Когда CO2 утекает, это может вызвать удушье, смерть присутствующих рабочих.
Извлечение критически важной воды является экологически чистой альтернативой, которая является медленной и высвобождает лишь небольшую часть биологически активных соединений.
ультразвуковая экстракция
Ультразвуковая экстракция – это метод интенсификации экстракции, который может использоваться в сочетании с вода (без растворителей) а также с Растворители такие как этанол, этанол-вода, глицерин, метанол, растительные масла или другие растворители по выбору. Ультразвуковая экстракция способствует массопереносу таким образом, что выход экстракта 95-99% можно получить. Ультразвуковая обработка может быть легко масштабирована и позволяет получать высококачественные экстракты.
Малогабаритный ультразвуковой экстрактор, такой как UP400St (400 Вт) способен обрабатывать партию объемом до 10 л в течение 5-15 минут (в зависимости от параметров процесса, таких как сырье (свежее или высушенное; шишки, листья, стебли), растворитель, температура).
Мощный ультразвуковой экстрактор мощностью 2 кВт UIP2000hdT Может работать как встроенная система. В проточном режиме метод УИП2000HDT легко обрабатывает от 200 до 800 л/ч (также в зависимости от параметров процесса).
Инвестиционные затраты на ультразвуковой процессор невелики по сравнению с экстрактором CO2. Кроме того, можно пренебречь затратами на электроэнергию для эксплуатации. Ультразвуковые экстракторы очень безопасны в эксплуатации, легко чистятся и не требуют особого обслуживания.
конопля
Биологически активные соединения растения каннабиса (как конопли, так и марихуаны) привлекли большое внимание в недалеком прошлом. Особенно для каннабиноида каннабидиола (КБД) было показано множество преимуществ для здоровья, которые простираются от борьбы с раком и противовоспалительных свойств до обезболивающего и антидепрессивного эффекта. Помимо каннабидиола, растение каннабис содержит множество других каннабиноидов, таких как ТГК (тетрагидроканнабинол), каннабинол (КБН), каннабигерол (КБГ), каннабихромен (КБК) и каннабинодиол (КБНД). Каннабиноиды продемонстрировали огромный терапевтический потенциал и находятся в центре внимания многих научных исследований.
Взаимодействие различных каннабиноидов и других биологически активных соединений, таких как терпены, полифенолы, флавоноиды и алкалоиды, по-видимому, приводит к еще большей пользе для здоровья. Взаимодействие различных терпенов, различных каннабиноидов и других растительных соединений называется “Эффект антуража”. Благодаря этому эффекту антуража экстракты полного спектра, которые могут быть успешно получены с помощью ультразвуковой экстракции (ЭМА), известны исключительными терапевтическими эффектами.
Терпены конопли
Терпеноиды – это компоненты эфирных масел, которые можно найти в растительных компонентах. Растение каннабис очень богато терпены. В каннабисе терпены образуются в трихомах растения. Трихомы — это блестящие, липкие кристаллы, которые прилипают к листьям и бутонам. Эти трихомы являются естественным защитным механизмом растения каннабиса, который защищает растение от насекомых и животных. Благодаря ароматному запаху терпены действуют как репеллент. Для нас, людей, наиболее заметной характеристикой терпенов каннабиса является их запах. Эти терпены способствуют многократной пользе для здоровья растения каннабиса (конопли и марихуаны).
Помимо своего аромата и запаха, молекулы терпена являются мощными растительными веществами, которые обладают различными медицинскими преимуществами.
Как марихуана, так и конопля рода Cannabis Sativa содержат исключительно большое количество терпеноидов и содержат более 100 различных видов этих веществ.
Каждый терпен обладает уникальными свойствами, которые варьируются от успокаивающих до поднимающих настроение. Например, неролидол обладает седативным и противотревожным действием, линалоол помогает справиться с симптомами тревоги и артрита, в то время как мирцен, как известно, облегчает хроническую боль. Терпены β-мирцен, Ɣ-пинен и гумулен уменьшают воспаление и оказывают обезболивающее действие.
Различные терпены уникальны для каннабиса, но многие терпены, содержащиеся в каннабисе, присутствуют и в нескольких других растениях. Кариофиллен обнаруживается, например, в зеленых листовых овощах, хмель а также в розмарине и орегано. Лимонен является основным терпеном, содержащимся в цитрусовых, таких как лимоны и апельсины.
Эффект антуража
Каждый терпен известен своим специфическим терапевтическим эффектом. Тем не менее, терпены и другие растительные соединения, такие как полифенолы и флавоноиды, как известно, проявляют исключительные синергетические эффекты, которые приводят к улучшению симбиоза между каннабиноидами. Это взаимодействие различных биологически активных соединений известно как “Эффект антуража“.
Эффект антуража делает терпены более биодоступными и помогает организму более эффективно усваивать каннабиноиды.
Виды биологически активных соединений
Количество, концентрация и разнообразие биоактивных соединений отвечают за лечебные свойства растительного экстракта. Эти биологически активные соединения синтезируются в виде вторичных метаболитов, которые не способствуют росту или фотосинтезу в растениях. Тем не менее, они имеют решающее значение для растений’ выживание и взаимодействие с окружающей средой. Растительные биологически активные соединения можно в целом классифицировать на три класса: терпены и терпеноиды, алкалоиды и фенольные соединения. Фенольные соединения являются наиболее широко распространенной группой вторичных метаболитов в растительном царстве и хорошо известны и ценятся за свои антиоксидантные эффекты. Другим важным классом низкомолекулярных фенольных соединений являются флавоноиды, которые также проявляют очень сильное антиоксидантное действие.
В спектр фенольных соединений входят фенольные кислоты, такие как бензойная и гидроксикоричная кислоты, флавоноиды, такие как флавоны и флавонолы, лигнаны и стильбены. Экстракт полного спектра действия (например, полученный путем ультразвуковая экстракция из конопли) включает в себя все эти различные растительные соединения, которые проявляют наиболее широкий спектр эффектов для здоровья.
Принцип работы ультразвуковой экстракции
Ультразвуковая экстракция основана на акустических волнах (ультразвуке), связанных с жидкой средой. Интенсивные ультразвуковые волны генерируют циклы высокого / низкого давления. Из-за перепадов давлений при распространении ультразвуковых волн через жидкость возникают кавитационные пузырьки. Имплозия этих кавитационных пузырьков приводит к созданию энергоемких условий.
Ультразвуковая экстракция активных соединений и эфирных масел основана на принципе работы акустическая кавитация. На рисунке выше показан эффект схлопывания кавитационного пузыря и последующего высвобождения эфирного масла из растительного сырья
источник: Altaf et al. 2018
Условия в непосредственной близости от схлопывающихся кавитационных пузырей могут быть экстремальными – при температуре до 4500°C и давлении до 100 МПа. Дифференциалы импроприации и результирующие дифференциалы приводят к очень высоким поперечным силам и турбулентностям в кавитационной горячей точке. Сочетание этих факторов перепадов давления, перепадов тепла и сдвига способствует массопереносу и, следовательно, процессам экстракции. Под действием интенсивных ультразвуковых кавитационных сил клетки (например, растений, бактерий или тканей) разрушаются, и внутриклеточный материал (такой как масла, липиды, белки и активные соединения) высвобождается в окружающий растворитель.
Поэтому ультразвуковая экстракция является предпочтительным методом интенсификации процессов экстракции.
Ультразвуковая экстракция основана на акустической кавитации и ее гидродинамических силах сдвига
Мощные ультразвуковые экстракторы от лабораторных до пилотных и промышленных масштабов.