Zariadenia na extrakciu konopy – výhoda sonikácie
Zariadenia na ultrazvukovú extrakciu majú mnoho výhod, vďaka ktorým je táto metóda extrakcie technickej konopy a marihuany najlepšia. Hoci extrakciu bioaktívnych zlúčenín, ako sú THC a CBD, z konopy možno vykonávať rôznymi technikami, sonikácia ponúka početné výhody. Vďaka vysokým výťažkom, vysokej kvalite extraktov, rýchlemu procesu, nízkym investičným a prevádzkovým nákladom a bezpečnej, používateľsky prívetivej obsluhe je ultrazvuková extrakcia uprednostňovanou metódou extrakčných procesov pri výrobe konopných extraktov v malom aj priemyselnom meradle.
Výhody ultrazvukovej extrakcie konopy
Sondové ultrazvukové prístroje sú typom extrakčných zariadení, ktoré využívajú ultrazvukové vlny na rozrušenie rastlinného materiálu a extrakciu požadovaných zlúčenín. Ukázalo sa, že táto metóda prekonáva tradičné metódy extrakcie konopy z viacerých dôvodov:
- Účinnosť: Ultrazvukové sondy dokážu z rastlinného materiálu extrahovať vyšší podiel cieľových zlúčenín než tradičné extrakčné metódy, ako sú extrakcia rozpúšťadlom alebo destilácia vodnou parou. Je to preto, že ultrazvukové sondy využívajú vysokofrekvenčné zvukové vlny na rozrušenie rastlinného materiálu na bunkovej úrovni, čím uľahčujú extrakciu požadovaných zlúčenín.
- Rýchla extrakcia: Ultrazvukové sondy dokážu extrahovať cieľové zlúčeniny z rastlinného materiálu v priebehu niekoľkých minút, zatiaľ čo tradičné extrakčné metódy môžu trvať hodiny alebo dokonca dni. To znamená, že ultrazvukové sondy dokážu spracovať viac materiálu za kratší čas, vďaka čomu je táto extrakčná metóda efektívnejšia.
- Úplné spektrum: Sondové ultrazvukové prístroje extrahujú celé spektrum bioaktívnych zlúčenín. Pomocou ultrazvukových sond tak možno vyrábať extrakty s úplným spektrom, ktoré sú známe svojím sprievodným účinkom, čo môže byť dôležité na liečebné alebo výskumné účely.
- Bezpečnosť: Ultrazvukové sondy sa považujú za bezpečnejšiu metódu extrakcie v porovnaní s tradičnými metódami, ako sú extrakcia rozpúšťadlom, ktorá môže zahŕňať použitie horľavých a potenciálne toxických rozpúšťadiel, alebo extrakcia pomocou extraktorov so superkritickým CO2, ktoré pracujú pri vysokých tlakoch. Ultrazvuk je kompatibilný s akýmkoľvek druhom rozpúšťadla vrátane vody a vodného roztoku etanolu, vďaka čomu je táto extrakčná metóda bezpečnejšia a šetrnejšia k životnému prostrediu.
Stručne povedané, extrakcia konopy pomocou ultrazvukových sond má oproti tradičným extrakčným metódam niekoľko výhod vrátane vyššej účinnosti, rýchlosti, selektivity a bezpečnosti.
Ultrazvukový extraktor UIP2000hdT (2kW) na priemyselnú výrobu úplne prírodných konopných extraktov v bio kvalite.
Ultrazvukové prístroje verzus extraktor CO2 pri extrakcii konopy
Extrakcia superkritickým CO2 je konvenčná metóda výroby konopných extraktov. Vzhľadom na vysoké náklady, bezpečnostné problémy a zložitú obsluhu však ultrazvukové prístroje nahradili mnohé nainštalované extraktory CO2. Nižšie si prečítajte o výhodách, vďaka ktorým sonikácia prekonáva extrakciu superkritickým CO2.
- Výťažok: Ukázalo sa, že ultrazvuková extrakcia poskytuje vyššie výťažky požadovaných zlúčenín v porovnaní s extrakciou CO2. Je to preto, že ultrazvuková extrakcia dokáže rozrušiť rastlinný materiál na bunkovej úrovni, čo umožňuje účinnejšiu extrakciu cieľových zlúčenín.
- Rýchlosť: Ultrazvukovú extrakciu možno dokončiť v priebehu niekoľkých minút, zatiaľ čo extrakcia CO2 môže trvať niekoľko hodín. To znamená, že ultrazvuková extrakcia je rýchlejšia metóda a dokáže spracovať väčšie objemy materiálu za kratší čas.
- Selektivita: Ultrazvuková extrakcia poskytuje širokospektrálne extrakty, ktoré obsahujú široké spektrum bioaktívnych zlúčenín. Širokospektrálne extrakty sú cenené pre svoj takzvaný sprievodný účinok, pri ktorom látky synergicky podporujú a zosilňujú svoje špecifické účinky. Vďaka tomu je ultrazvuková extrakcia výbornou voľbou na výrobu extraktov na terapeutické použitie aj na výskumné účely.
- Energetická účinnosť: Ultrazvuková extrakcia spotrebuje menej energie než extrakcia CO2, vďaka čomu je šetrnejšou voľbou k životnému prostrediu.
- Náklady na zariadenie: Zariadenia na ultrazvukovú extrakciu sú vo všeobecnosti lacnejšie než zariadenia na extrakciu CO2, čo z nich môže robiť dostupnejšiu možnosť pre malých výrobcov.
- Bezpečnosť: Ultrazvukovú extrakciu možno vykonávať bez použitia horľavých alebo toxických rozpúšťadiel. Najčastejšie používanými rozpúšťadlami na extrakciu konopy sú voda alebo vodný roztok etanolu. Naproti tomu extrakcia CO2 vyžaduje použitie CO2 pod vysokým tlakom. S týmito vysokými tlakmi sa spája riziko úniku CO2 alebo poruchy zariadenia a súvisiace nebezpečenstvá vyplývajúce z vysokého tlaku. Ultrazvuková extrakcia sa preto považuje za bezpečnejšiu metódu pre obsluhu aj životné prostredie.
Ultrazvuková extrakcia konopy – princíp pôsobenia ultrazvuku pri extrakcii
Extrakcia ultrazvukom je založená na princípe akustickej kavitácie. Pôsobenie vysokovýkonného ultrazvuku na kvapaliny a suspenzie vedie k intenzívnej kavitácii a vzniku šmykových síl. V suspenzii listov, púčikov, kvetov, stoniek a iných častí rastlín sa rastlinné bunky narúšajú ultrazvukovými šmykovými silami a uvoľňujú sa bioaktívne zlúčeniny, ako sú kanabidiol (CBD) a tetrahydrokanabinol (THC). Ultrazvuková extrakcia je osvedčenou, vysoko účinnou a spoľahlivou technikou izolácie bioaktívnych rastlinných zlúčenín. Najmä pri výrobe vysokokvalitných konopných olejov sa sonikácia osvedčila vďaka vysokej výťažnosti (väčšiemu množstvu získaného extraktu), vynikajúcej kvalite (plné spektrum) a krátkemu času spracovania. Pôsobenie ultrazvukových vĺn predstavuje mechanické spracovanie, ktoré je netoxické, bezpečné a šetrné k životnému prostrediu.
120L ultrazvuková vsádzková extrakcia konopy pomocou UIP2000hdT a miešadla
- Vyššia výťažnosť
- Vysoká kvalita
- Bez tepelnej degradácie
- Rýchla extrakcia
- Jednoduchá a bezpečná obsluha
- Ekologická extrakcia
Stručný prehľad – výhody ultrazvukových extraktorov Hielscher
Účinnosť
- Vyššia výťažnosť
- Rýchly proces extrakcie – v priebehu niekoľkých minút
- Vysokokvalitné extrakty – šetrná, netepelná extrakcia
- Ekologické rozpúšťadlá (voda, etanol, glycerín, rastlinné oleje atď.)
Jednoduchosť
- Plug-and-play – nastavenie a uvedenie do prevádzky v priebehu niekoľkých minút
- Vysoká kapacita spracovania – na veľkoobjemovú výrobu extraktov
- Vsádzková alebo kontinuálna prietoková prevádzka
- Jednoduchá inštalácia a uvedenie do prevádzky
- Prenosné / premiestniteľné – prenosné jednotky alebo jednotky na kolieskach
- Lineárne zvyšovanie kapacity – pridajte paralelne ďalší ultrazvukový systém na zvýšenie kapacity
- Monitorovanie a ovládanie na diaľku – prostredníctvom PC, smartfónu alebo tabletu
- Bez potreby dohľadu nad procesom – nastavte a spustite
- Vysoký výkon – navrhnuté na nepretržitú výrobu 24/7
- Robustnosť a nízke nároky na údržbu
- Vysoká kvalita – navrhnuté a vyrobené v Nemecku
- Rýchle plnenie a vyprázdňovanie medzi šaržami
- Jednoduché čistenie
Bezpečnosť
- Jednoduchá a bezpečná prevádzka
- Extrakcia bez rozpúšťadiel alebo s rozpúšťadlami (voda, etanol, rastlinné oleje, glycerín atď.)
- Bez vysokých tlakov a teplôt
- K dispozícii sú systémy s ochranou proti výbuchu certifikované podľa ATEX
- Jednoduché ovládanie (aj na diaľku)
UP400St Ultrazvuková extrakcia rastlinných materiálov, ako je konopa, v 8L vsádzke
Ultrazvukové zariadenia na extrakciu konopy
Hielscher Ultrasonic je vaším dôveryhodným partnerom v oblasti vysokovýkonných ultrazvukových extrakčných zariadení na extrakciu konopy a iných rastlinných materiálov. Vďaka nespočetným inštaláciám po celom svete sú ultrazvukové extraktory Hielscher uznávané pre svoju vysokú rýchlosť extrakcie, spoľahlivosť a robustnosť.
Od menších kompaktných stolových ultrazvukových prístrojov, ako je UP400St (400W), až po najvýkonnejší prístroj na svete UIP16000hdT pokrýva Hielscher celý sortiment zariadení na ultrazvukovú extrakciu. To nám umožňuje odporučiť vám ultrazvukový extraktor, ktorý najlepšie vyhovuje požiadavkám vášho procesu.
Návrh, výroba a poradenstvo – kvalita vyrobená v Nemecku
Ultrazvukové prístroje Hielscher sú známe najvyššími štandardmi kvality a konštrukčného vyhotovenia. Robustnosť a jednoduchá obsluha umožňujú bezproblémovú integráciu našich ultrazvukových prístrojov do priemyselných prevádzok. Ultrazvukové prístroje Hielscher ľahko zvládajú drsné podmienky a náročné prostredia.
Hielscher Ultrasonics je spoločnosť s certifikáciou ISO a kladie osobitný dôraz na vysokovýkonné ultrazvukové prístroje s najmodernejšou technológiou a jednoduchou obsluhou. Ultrazvukové prístroje Hielscher sú samozrejme v zhode s požiadavkami CE a spĺňajú požiadavky UL, CSA a RoHs.
Nasledujúca tabuľka poskytuje predstavu o približnej spracovateľskej kapacite našich ultrazvukových prístrojov:
| Objem dávky | Prietok | Odporúčané zariadenia |
|---|---|---|
| 1 až 500mL | – | UP100H |
| 10 až 8000mL | – | UP200Ht, UP400St |
| 0,5–150L | 0,2 až 4L/min | UIP2000hdT |
| 1 až 300L | 2 až 10L/min | UIP4000hdT |
| – | 10 až 100L/min | UIP16000 |
| – | vyšší | zoskupenie zariadení UIP16000 |
Užitočné informácie
Prehľad a porovnanie najbežnejších metód extrakcie konopy
Ultrazvuková extrakcia
Produkt: Ultrazvukovou extrakciou sa získava vysokokvalitný plnospektrálny extrakt. Surový extrakt sa čistí filtráciou, destiláciou a/alebo winterizáciou.
Cena zariadenia: od približne US$5 000 až po niekoľko stoviek tisíc amerických dolárov (US$100 000) v závislosti od kapacity a konfigurácie
Usporiadanie: dávková prevádzka/v sude alebo kontinuálna prietoková prevádzka
Technické zručnosti: jednoduchá a bezpečná manipulácia a obsluha
Rozpúšťadlo: možno použiť všetky druhy rozpúšťadiel, napríklad vodu, zmes vody a alkoholu, izopropylalkohol, hexán, etanol, metanol, bután, rastlinné oleje (olivový olej, kokosový olej), glycerín atď.
Cieľové zlúčeniny: plné spektrum (všetky dostupné kanabinoidy a terpény)
Hlavné výhody: vysoký výťažok, jednoduchá obsluha, nízke náklady, jednoduché zväčšenie mierky na priemyselnú výrobu
Extrakcia rozpúšťadlom (alkohol, etanol)
Produkt: zvyčajne surový extrakt, ktorý si vyžaduje ďalšie čistenie, napríklad winterizáciou alebo filtráciou. Etanolový extrakt sa po winterizácii a filtrácii bežne ďalej čistí destiláciou.
Cena zariadenia: od $5 000 po milióny v závislosti od veľkosti, možností alebo možností automatizácie.
Technické zručnosti: základné vzdelanie v chémii/stredná úroveň.
Cieľové zlúčeniny: všetky dostupné kanabinoidy, výsledný extrakt obsahuje malé množstvá monoterpénov.
CO2 extrakcia
Produkt: surový extrakt, ktorý si vyžaduje ďalšie čistenie, napríklad winterizáciou alebo filtráciou
Cena zariadenia: od $100 000 po milióny USD v závislosti od veľkosti, možností alebo automatizácie
Technické zručnosti: vyškolenie na prácu s kvapalným CO2 (vysokotlakový systém – bezpečnosť)
Cieľové zlúčeniny: kanabinoidy len s malými množstvami monoterpénov
Extrakcia uhľovodíkmi
Produkt: shatter, budder, vosk, HTFSE, HCFSE alebo surový extrakt na destiláciu, prípadne terpény určené na pridanie do destilátu
Cena zariadenia: $5 000 až $100 000 v závislosti od veľkosti a možností
Technické zručnosti: vzdelanie v chémii a bezpečnosti (používanie horľavých kvapalín, kvapalného butánu)
Cieľové zlúčeniny: všetky kanabinoidy
Použitie ultrazvukových vĺn na extrakciu
Pri pôsobení vysokovýkonného ultrazvuku na kvapalné systémy (vrátane suspenzií a viskóznych pást) vzniká akustická kavitácia. Akustická kavitácia označuje jav vzniku, rastu a následnej implózie kavitačných bublín. Počas šírenia ultrazvukových vĺn vákuové bubliny kmitajú, rastú a kolabujú v okamihu, keď už bublina nedokáže absorbovať viac energie. Implózia bubliny vytvára lokálne extrémne podmienky s veľmi vysokými teplotami, tlakmi, rýchlosťami ohrevu a ochladzovania, ako aj tlakovými rozdielmi a prúdmi kvapaliny. Tieto extrémne podmienky vyvolávajú tepelné, mechanické a chemické účinky. Narušenie buniek a uvoľnenie bioaktívnych zlúčenín (= extrakcia) je mechanický účinok, ktorý je veľmi účinný a efektívny.
Akustická kavitácia vyvolaná ultrazvukom s vysokou intenzitou a nízkou frekvenciou vytvára intenzívne šmykové sily a lokálne vysoké rozdiely tlaku a teploty, ktoré zabezpečujú potrebný účinok na narušenie buniek, intenzívne miešanie a prenos hmoty. Tieto ultrazvukové šmykové sily sa úspešne využívajú pri extrakcii konopy.
Vďaka svojej vynikajúcej výťažnosti extraktu, vysokej rýchlosti extrakcie, rýchlemu priebehu procesu, ako aj jednoduchej a bezpečnej obsluhe sa ultrazvuková extrakcia úspešne využíva na extrakciu rozmanitých rastlinných zlúčenín.
Výkonné ultrazvukové vlny narúšajú bunkovú matricu biologických štruktúr a uvoľňujú bioaktívne zlúčeniny. Prenos hmoty medzi rastlinným materiálom a rozpúšťadlom sa zintenzívňuje. Vďaka týmto mechanizmom je ultrazvuková extrakcia pri extrakcii konopy vysoko účinná.
Medzi významné príklady využitia ultrazvukovej extrakcie patria konopa (kanabinoidy a konopný olej z marihuany a technickej konopy), kurkumín, čierne korenie, šafran, káva, horká tekvica, olivový olej, avokádový olej, hena, ajurvédske byliny, zázvor, čaj, a ďalšie liečivé byliny.
Dekarboxylácia
Dekarboxylácia je dôležitým krokom pri účinnej výrobe hlavných bioaktívnych zlúčenín v konope, ako sú Δ9-tetrahydrokanabinol (Δ9-THC), kanabidiol (CBD) a kanabigerol (CBG). Dekarboxylácia, známa aj ako „aktivácia“ alebo „decarbing“, sa používa ako predúprava na zvýšenie obsahu THC (delta9-tetrahydrokanabinolu) v rastlinnom materiáli. Z chemického hľadiska je dekarboxylácia reakcia, pri ktorej sa odštiepi karboxylová skupina (-COOH) a uvoľní sa oxid uhličitý (CO2). Na zvýšenie obsahu THC v konopnom rastlinnom materiáli sa používa procesný krok dekarboxylácie. Dekarboxyláciou možno množstvo nepsychoaktívnej kyseliny Δ9-tetrahydrokanabinolovej (THCA) premeniť na psychoaktívny THC. Kyselina Δ9-tetrahydrokanabinolová pri zahrievaní dekarboxyluje (približne na 105°C / 220°F počas 30 min. pri suchom materiáli, až 90min. pri vlhkom rastlinnom materiáli) a následne sa premieňa na psychoaktívnu zlúčeninu Δ9-tetrahydrokanabinol.
Podobným spôsobom možno konopný rastlinný materiál bohatý na CBD-A dekarboxylovať tepelným spracovaním, a tým premeniť na CBD. Pri winterizácii rastlinného materiálu sa vysušený nasekaný rastlinný materiál zahrieva približne na 160°C / 320°F počas 30–60min., aby sa iniciovala dekarboxylácia.
Teploty dekarboxylácie kanabinoidov:
CBD: 160°C / 320°F
CBC: 220°C / 428°F
THC: 155°C / 314,6°F
CBN: 185°C / 365°F
THCV: 220°C / 428°F
Následné procesy – filtrácia a destilácia
Po ultrazvukovej extrakcii sa musia častice konopy odfiltrovať z kvapaliny. Preto sa konopná suspenzia filtruje cez filter, napríklad filtračnú sieťovinu (napr. filtračný vak), alebo pomocou filtračného lisu. Výsledný materský lúh obsahujúci rozpúšťadlo (napr. etanol) a konopný extrakt sa potom koncentruje oddelením etanolu. Na odstraňovanie rozpúšťadiel destiláciou sa bežne používajú rotačné odparky alebo vákuové destilačné systémy.
Rotačná odparka (hovorovo roto-vap) sa bežne používa na oddeľovanie rozpúšťadiel, ako je etanol, od konopy, čím vzniká rafinovaný konopný olej. Regulovaná teplota a jednoduchá obsluha robia z rotačnej odparky dominantné destilačné zariadenie v konopnom priemysle.
Vákuová destilácia sa používa najmä na izoláciu CBD na farmaceutické a liečebné účely, pri ktorých je potrebné odstrániť terpény a/alebo THC. Keďže terpény, THC a CBD majú vysoké teploty varu (v rozmedzí 160–250°C / 310–482°F), destilácia pri atmosférických podmienkach by si vyžadovala spracovanie pri vysokej teplote, ktoré vedie k tepelnej degradácii kanabinoidov citlivých na teplo. Vystavenie kyslíku navyše iniciuje oxidačné reakcie, ktoré negatívne ovplyvňujú kvalitu kanabinoidov. Použitím vákua sa teploty varu znižujú. Okrem toho sa použitím vákua odstraňuje kyslík. Destilácia vo vákuu tak znižuje tepelnú a oxidačnú degradáciu extraktov.
Winterizácia
Winterizácia je proces odstraňovania rastlinných lipidov, tukov a voskov premývaním alkoholom s cieľom oddeliť kanabinoidy a terpény od nežiaducich látok, ako sú rastlinné vosky, tuky a chlorofyl. Pri winterizácii sa extrahovaný konopný olej pridá do etanolu a ochladí na teploty nižšie ako -20°C / -6°F. Pri týchto nízkych teplotách sa lipidy, tuky a vosky vyzrážajú a možno ich odstrániť.
Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory od laboratórnej až po priemyselnú veľkosť.