Rýchla a jednoduchá ultrazvuková extrakcia kanabisu
- Na uspokojenie rastúceho dopytu a na dodávku kanabinoidov vysokej kvality je účinná a spoľahlivá metóda extrakcie kanabisu. Ultrazvuková extrakcia preukázateľne skracuje čas extrakcie a výrazne zvyšuje výťažnosť.
- Vďaka výkonovému ultrazvuku je extrakcia kanabisu rýchlejšia, úplnejšia a vysoko účinná. Ultrazvuková extrakcia je jednoduchá a spoľahlivá.
- Hielscher vyrába ultrazvukové extraktory na izoláciu kanabinoidov v laboratórnom až plnom priemyselnom meradle.
Ultrazvuková extrakcia kanabinoidov a terpénov
Ultrazvukom asistovaná extrakcia je dlho overená a priemyselne zavedená extrakčná technika, ktorá je známa vysokými výťažkami extraktu, rýchlym spracovaním a jednoduchou obsluhou. Sonikácia aplikuje na médium intenzívne šmykové sily a napätie, čím sa rozbije bunkové steny rastlinného materiálu konope. Z rozbitých buniek sa vo veľmi krátkom čase extrakcie účinne uvoľňuje veľké množstvo bioaktívnych zlúčenín, ako sú kanabinoidy. To znamená, že proces extrakcie účinných látok, ako sú kanabinoidy a terpény z rastliny konope, je možné ultrazvukom podstatne predĺžiť.
Ultrazvukovú extrakciu je možné vykonať pomocou širokej škály rozpúšťadiel. V závislosti od jeho následného použitia sa účinné látky z kanabisu extrahujú napr. v butáne, CO2, propáne atď., keď sa extrakty používajú na inhaláciu. Na prípravu extraktov na perorálne požitie sa ako rozpúšťadlá uprednostňujú etanol, cyklohexán, izopropanol, olivový olej, kokosový olej atď.
Spoločnosť Hielscher Ultrasonics vám ponúka vhodné odsávacie zariadenie – či už potrebujete malý alebo stredne veľký odsávač, pilotný alebo priemyselný systém, ultrazvukové prístroje Hielscher spĺňajú vaše požiadavky.
Ultrazvuk UP400St s miešadlom na extrakciu kanabisu
- krátky čas extrakcie
- vysoká rýchlosť odsávania
- Kompletnejšia extrakcia
- mierne, netepelné ošetrenie
- jednoduchá integrácia a bezpečná prevádzka
- Žiadne nebezpečné / toxické chemikálie, žiadne nečistoty
- nízke náklady
- energeticky efektívne
- Zelená ťažba: šetrná k životnému prostrediu
Ultrazvukové prístroje Hielscher na extrakciu kanabisu – Vedecky dokázaná účinnosť!
Casiraghi a kolegovia z talianskej univerzity v Miláne porovnali tri metódy extrakcie kanabisu: ultrazvukovú extrakciu, Soxhletovu extrakciu a maceráciu.
Cieľom štúdie bolo preskúmať účinnosť ultrazvukovej extrakcie na extrakciu kanabinoidov z cannabis sativa a porovnať ju s inými extrakčnými metódami, ako je Soxhletova extrakcia a macerácia.
Vedci použili na extrakčný proces ultrazvukový procesor Hielscher UP200Ht (pozri obrázok vľavo) a zistili, že metóda extrakcie pomocou ultrazvuku bola pri extrakcii kanabinoidov účinnejšia ako ostatné dve metódy. Ultrazvuková extrakcia bola tiež rýchlejšia, efektívnejšia a menej náročná na prácu ako iné metódy.
Extrakcia sa uskutočnila s použitím olivového oleja ako rozpúšťadla. Rastlinný materiál sa pridal do rozpúšťadla a sonikoval 10 minút pri 60 % amplitúde pomocou ultrazvuku UP200Ht.
Po kroku sonikácie sa extrakt prefiltroval a rozpúšťadlo sa odparilo pod zníženým tlakom, aby sa získal koncentrovaný extrakt. Extrakt bol potom analyzovaný na obsah kanabinoidov pomocou vysokoúčinnej kvapalinovej chromatografie (HPLC).
Celkovo výsledky tejto štúdie ukázali, že ultrazvuková extrakcia kanabinoidov CBD a THC v olivovom oleji je účinnou metódou extrakcie kanabinoidov z rastlinného materiálu Cannabis sativa s vysokými výnosmi a čistotou.
Jednou z výhod ultrazvukovej extrakcie pomocou UP200Ht je, že dokáže produkovať vyššie výťažky kanabinoidov za kratší čas ako tradičné extrakčné metódy. Vedci tiež poznamenali, že ultrazvuková extrakcia je v porovnaní s inými extrakčnými metódami šetrnejšia k životnému prostrediu, pretože vyžaduje menej rozpúšťadiel a energie. Okrem toho je možné ultrazvukovú extrakciu ľahko rozšíriť pre priemyselnú výrobu, čo z nej robí sľubnú metódu pre rozsiahlu výrobu extraktov CBD.
Na záver štúdia naznačuje, že ultrazvuková extrakcia pomocou UP200Ht je sľubnou metódou extrakcie kanabinoidov z cannabis sativa na liečebné účely.
(porovnaj Casiraghi a kol., 2022)
Ultrazvuková extrakcia je vysoko účinná metóda extrakcie kanabinoidov, ako sú CBD a THC. Ako rozpúšťadlo sa používal olivový olej, ultrazvuková extrakcia sa vykonávala s UP200ST.
(obrázok a štúdia: © Casiraghi et al., 2022)
Podmienky sonikácie a extrakcie
Proces sonikácie kanabisu
Ultrazvukom asistovaná extrakcia je založená na opakujúcich sa vysokotlakových a nízkotlakových cykloch. Tieto striedavé vysokotlakové a nízkotlakové cykly 20 000-krát za sekundu sonikácie vytvárajú intenzívne šmykové sily a prúdy kvapaliny. Toto extrémne namáhanie prekonáva selektivitu membrány, perforuje a rozbíja bunkovú stenu a vedie k vysokému prenosu hmoty medzi vnútornou bunkou a okolitým rozpúšťadlom. Ultrazvukovou extrakciou je možné dosiahnuť vyššie výťažky a kratšie trvanie extrakcie. Keďže ultrazvuková extrakcia je reprodukovateľný proces, výsledky extrakcie je možné opakovať pre štandardizovanú kvalitu extraktu.
Ultrazvukové odsávače spoločnosti Hielscher vám poskytujú plnú kontrolu nad dôležitými parametrami odsávania. Nastavením amplitúdy, trvania, tlaku a zloženia kvapaliny je možné presne kontrolovať a reprodukovať výstup extrakčného procesu.
Rozpúšťadlá na extrakciu kanabisu
Na ultrazvukovú extrakciu je možné použiť všetky bežné rozpúšťadlá. V závislosti od toho, či sa extrakty vyrábajú na perorálne alebo inhalačné lieky, analýzu, kontrolu kvality alebo iné účely, sú niektoré rozpúšťadlá obzvlášť vhodné na špecifické účely. Ultrazvuková extrakcia umožňuje použitie rôznych rozpúšťadiel vrátane vody, rozpúšťadiel a olejov (napr. H2O, CO2, etanol, metanol, bután, propán, olivový olej, kokosový olej atď.).
Teplota extrakcie
Najlepšie výsledky pri ultrazvukovej extrakcii rastlinných extraktov (napr. účinných látok z bylín, liečivých rastlín atď.) sa dosahujú pri procesnej teplote medzi 0-60 °C. Ultrazvuková extrakcia je netepelná, a teda mierna metóda, aby sa zabránilo degradácii extrahovaných účinných látok.
Kombinované metódy extrakcie
Ultrazvukovú extrakciu je možné ľahko kombinovať s tlakom, teplom, superkritickými podmienkami extrakcie alebo Soxhletovým extraktorom na zlepšenie výsledkov a/alebo prispôsobenie nastavenia extrakcie špecifickým požiadavkám. Dodatočná montáž ultrazvuku do existujúceho zariadenia na extrakciu kanabisu je mimoriadne zaujímavá, ak existujúca metóda extrakcie nefunguje s požadovaným výkonom a výkonom.
Už existujúce extrakčné stroje je možné jednoducho rozšíriť implementáciou ultrazvukového odsávača. Radi vám pomôžeme s inštaláciou na dodatočnú montáž ultrazvuku do vášho nastavenia odsávania.
Prečítajte si viac o ultrazvukovo vylepšenej superkritickej extrakcii CO2!
Oblasti použitia ultrazvukovej extrakcie kanabisu
Kanabinoidy, terpény a ďalšie účinné látky rastliny konope sa extrahujú na rôzne účely. Ultrazvuková extrakcia je dôveryhodnou metódou na získanie extraktov z rastliny konope pre
- Lekárska/farmaceutická výroba
- Rekreačné produkty z kanabisu
- nutraceutická a potravinárska výroba
- pred následným spracovaním, napr. nanoemulgáciou
- testovanie účinnosti liekov
- forenzná/chemická analýza
Ultrazvukové odsávače – Pre malé aj veľké
Spoločnosť Hielscher Ultrasonics je vaším partnerom pre vysokovýkonné ultrazvukové odsávacie zariadenia. Či už chcete vyrábať menšie dávky vysokokvalitných CBD extraktov pre svoju butikovú značku alebo spracovávať veľké množstvá konope alebo marihuany v priemyselnom meradle – Spoločnosť Hielscher Ultrasonics má pre vás ideálne ultrazvukové extrakčné zariadenie!
Lineárna škálovateľnosť a presné riadenie procesov umožňujú spoľahlivé výsledky na akejkoľvek úrovni. Prečítajte si viac o rozšírení procesov ultrazvukovej extrakcie!
Pomôžeme vám: Naše procesné poradenstvo & služba
Spoločnosť Hielscher Ultrasonics má dlhoročné skúsenosti s ultrazvukovým spracovaním a má hlboké znalosti o procesoch ultrazvukovej extrakcie. Pomôžeme vám s odporúčaniami najvhodnejšieho ultrazvuku pre váš proces a poučíme vás, ako naše zariadenia používať čo najefektívnejšie. Naši inžinieri sú k dispozícii pre inštalačný servis po celom svete.
V našom plne vybavenom ultrazvukovom procesnom laboratóriu v Nemecku je náš tím procesných inžinierov a chemikov schopný vyvinúť a optimalizovať váš proces pre vás alebo s vami spoločne.
Ultrazvuková extrakcia rastlinných látok pomocou ultrazvuku UP400St
Literatúra/Referencie
- 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.
- 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.
- Djenni, Zoubida; Pingret, Daniella; Mason, Timothy J.; Chemat, Farid (2012): Sono–Soxhlet: In Situ Ultrasound-Assisted Extraction of Food Products. Food Analytical Methods. 2012.
- Karami, Z.; Yousefi, G.; Alipour, M.; Emam Djomeh, Z.(2013): Modeling and Optimization of Ultrasonic Assisted Extraction (UAE) of Oil from Cannabis with RSM.
- Suslick, K.S. (2001): Sonoluminescence and Sonochemistry. Encyclopedia of Physical Science and Technology; R.A. Meyers (ed.): Academic Press, San Diego, 2001.
Základné informácie
ultrazvuková extrakcia
Výkonový ultrazvuk je osvedčená metóda na efektívnu a spoľahlivú extrakciu účinných látok vrátane bylinných/liečivých zlúčenín, oleja, bielkovín a bioaktívnych látok (napr. flavónov, polyfenolov, antokyánov, aróm) z rastlinných látok, bylín, kvetov a semien.
Pri ultrazvukovej extrakcii sa do zmesi rastlín a rozpúšťadiel spájajú silné ultrazvukové vlny, takže dochádza k akustickej kavitácii. Akustická kavitácia je opísaná ako ultrazvukom spôsobená tvorba, rast a imploziívny kolaps bublín v kvapalinách.
“Počas kavitácie kolaps bublín vytvára intenzívne lokálne zahrievanie a vysoké tlaky s veľmi krátkou životnosťou. V oblakoch kavitujúcich bublín majú tieto horúce miesta ekvivalentné teploty približne 5000 K, tlaky asi 1000 atmosfér a rýchlosť zahrievania a chladenia nad 1010 K/s. Pri kavitácii s jednou bublinou môžu byť podmienky ešte extrémnejšie. Kavitácia teda môže vytvoriť extrémne fyzikálne a chemické podmienky v inak studených kvapalinách. Ak sú kvapaliny obsahujúce pevné látky ožiarené ultrazvukom, môžu sa vyskytnúť súvisiace javy. V blízkosti rozšíreného pevného povrchu sa kolaps dutiny stáva nesférickým, čo poháňa vysokorýchlostné prúdy kvapaliny do pevného povrchu. Tieto prúdy a súvisiace rázové vlny môžu spôsobiť značné poškodenie povrchu a odhaliť čerstvé, vysoko vyhrievané povrchy. Okrem toho dôjde k vysokorýchlostným zrážkam medzi časticami počas ultrazvukového ožarovania kvapalno-práškových suspenzií prostredníctvom kavitácie a rázových vĺn, ktoré vytvára v takýchto suspenziách. Výsledné zrážky sú schopné vyvolať dramatické zmeny v morfológii, zložení a reaktivite povrchu.” [Suslick 2001: 2 a nasl.]
Tieto intenzívne podmienky ultrazvukovej kavitácie majú niekoľko účinkov na rastlinný materiál a jeho extrahovateľnosť:
- prekonanie selektivity bunkovej membrány
- zvýšený prenos hmoty medzi bunkou vo vnútri a okolitým rozpúšťadlom
- Rozbitie buniek
- uvoľňovanie intracelulárneho materiálu
Vďaka tomu je sonikácia vysoko účinnou extrakčnou metódou. Kvôli intenzívnym mechanickým silám je možné často použiť zelené a jemné rozpúšťadlá, ako je voda, etanol atď.
Ultrazvuková extrakcia skracuje čas extrakcie a umožňuje znížené a/alebo miernejšie použitie rozpúšťadla. To znamená, že ultrazvuková extrakcia má za následok vyššiu rýchlosť extrakcie a produkuje zdravšie extrakty. Je to spôsobené vlastnosťami jeho prevádzky pri nízkej teplote, aby sa znížili tepelné straty spôsobené teplotnými faktormi, ale aj aby sa zabránilo odparovaniu látok v dôsledku nízkej teploty varu a tiež aby sa zachovali biologicky účinné látky.
Ďalšia výhoda ultrazvukovej extrakcie spočíva v jednoduchom a bezpečnom používaní a jej presne kontrolovateľnej aplikácii. Ako netepelná metóda extrakcie sa sonikácia môže vykonávať pri nízkych teplotách, aby sa zabránilo degradácii tepelne labilných látok citlivých na teplo.
Ultrazvukové spracovanie: Hielscher vás podporuje od uskutočniteľnosti a optimalizácie až po komerčnú výrobu!