Hitra in enostavna ultrazvočna ekstrakcija konoplje
- Da bi zadovoljili naraščajoče povpraševanje in dobavili kanabinoide visoke kakovosti, je učinkovita in zanesljiva metoda ekstrakcije konoplje pomembna. Ultrazvočna ekstrakcija dokazano skrajša čas ekstrakcije in znatno poveča donos.
- Z ultrazvokom moči postane ekstrakcija konoplje hitrejša, popolnejša in zelo učinkovita. Ultrazvočna ekstrakcija je preprosta in zanesljiva.
- Hielscher proizvaja ultrazvočne ekstraktorje za izolacijo kanabinoidov v laboratoriju do polnega industrijskega obsega.
Ultrazvočna ekstrakcija kanabinoidov in terpenov
Ekstrakcija z ultrazvokom je dolgo dokazana in industrijsko uveljavljena tehnika ekstrakcije, ki je znana po visokih donosih ekstraktov, hitri obdelavi in enostavnem delovanju. Sonication uporablja intenzivne strižne sile in napetost na medij in s tem razbije celične stene rastlinskega materiala konoplje. Iz zlomljenih celic se v zelo kratkem času ekstrakcije učinkovito sproščajo velike količine bioaktivnih spojin, kot so kanabinoidi. To pomeni, da se lahko proces ekstrakcije aktivnih snovi, kot so kanabinoidi in terpeni iz rastline konoplje, znatno poveča z ultrazvokom.
Ultrazvočna ekstrakcija se lahko izvede s široko paleto topil. Glede na nadaljnjo uporabo se aktivne snovi iz konoplje ekstrahirajo, npr. v butanu, CO2, propanu itd., kadar se ekstrakti uporabljajo za inhalacijo. Za pripravo izvlečkov za peroralno zaužitje so kot topila prednostni etanol, cikloheksan, izopropanol, oljčno olje, kokosovo olje itd.
Hielscher Ultrasonics vam ponuja ustrezno opremo za ekstrakcijo – ne glede na to, ali potrebujete majhen ali srednje velik ekstraktor, pilotni ali industrijski sistem, Hielscher ultrazvočni aparati izpolnjujejo vaše zahteve.
Ultrazvočni aparat UP400St z mešalom za ekstrakcijo konoplje
- kratek čas ekstrakcije
- visoka hitrost ekstrakcije
- Popolnejša ekstrakcija
- blaga, netoplotna obdelava
- enostavna integracija in varno delovanje
- brez nevarnih / strupenih kemikalij, brez nečistoč
- nizki stroški
- energetsko učinkovit
- zeleno pridobivanje: okolju prijazno
Hielscher ultrazvočni aparati za ekstrakcijo konoplje – Znanstveno dokazana učinkovitost!
Casiraghi in sodelavci z italijanske univerze v Milanu so primerjali tri metode ekstrakcije konoplje: ultrazvočno ekstrakcijo, Soxhletovo ekstrakcijo in maceracijo.
Študija je bila namenjena raziskanju učinkovitosti ultrazvočne ekstrakcije za ekstrakcijo kanabinoidov iz konoplje sativa in jo primerjati z drugimi metodami ekstrakcije, kot sta Soxhletova ekstrakcija in maceracija.
Raziskovalci so za postopek ekstrakcije uporabili ultrazvočni procesor Hielscher UP200Ht (glej sliko levo) in ugotovili, da je bila metoda ekstrakcije z ultrazvokom učinkovitejša pri ekstrakciji kanabinoidov kot drugi dve metodi. Ultrazvočna ekstrakcija je bila tudi hitrejša, učinkovitejša in manj delovno intenzivna kot druge metode.
Ekstrakcija je bila izvedena z uporabo oljčnega olja kot topila. Rastlinski material je bil dodan topilu in sonikiran 10 minut pri 60% amplitudi z ultrazvočnim UP200Ht.
Po koraku ultrazvočnega razbijanja je bil ekstrakt filtriran in topilo je bilo izhlapeno pod znižanim tlakom, da se dobi koncentrirani ekstrakt. Ekstrakt je bil nato analiziran za vsebnost kanabinoidov z uporabo tekočinske kromatografije visoke ločljivosti (HPLC).
Na splošno so rezultati te študije pokazali, da je ultrazvočna ekstrakcija kanabinoidov CBD in THC v oljčnem olju učinkovita metoda za ekstrakcijo kanabinoidov iz rastlinskega materiala Cannabis sativa, z visokimi donosi in čistostjo.
Ena od prednosti ultrazvočne ekstrakcije z uporabo UP200Ht je, da lahko proizvede višje donose kanabinoidov v krajšem času kot tradicionalne metode ekstrakcije. Raziskovalci so tudi ugotovili, da je ultrazvočna ekstrakcija okolju prijaznejša metoda v primerjavi z drugimi metodami ekstrakcije, saj zahteva manj topila in energije. Poleg tega je ultrazvočno ekstrakcijo mogoče enostavno povečati za industrijsko proizvodnjo, zaradi česar je obetavna metoda za obsežno proizvodnjo izvlečkov CBD.
Skratka, študija kaže, da je ultrazvočna ekstrakcija z uporabo UP200Ht obetavna metoda za ekstrakcijo kanabinoidov iz cannabis sativa za medicinske namene.
(prim. Casiraghi et al., 2022)
Ultrazvočna ekstrakcija je zelo učinkovita metoda za ekstrakcijo kanabinoidov, kot sta CBD in THC. Kot topilo je bilo uporabljeno oljčno olje, ultrazvočna ekstrakcija je bila izvedena z UP200ST.
(slika in študija: © Casiraghi et al., 2022)
Pogoji ultrazvočne in ekstrakcije
Postopek ultrazvočnega razbijanja konoplje
Ekstrakcija z ultrazvokom temelji na ponavljajočih se visokotlačnih in nizkotlačnih ciklih. Ti izmenični visokotlačni in nizkotlačni cikli 20.000-krat na sekundo ultrazvočnega razbijanja ustvarjajo intenzivne strižne sile in tekoče curke. Ta ekstremna obremenitev premaga selektivnost membrane, perforira in razbije celično steno ter povzroči visok prenos mase med notranjo celico in okoliškim topilom. Z ultrazvočno ekstrakcijo je mogoče doseči višje donose in krajše trajanje ekstrakcije. Ker je ultrazvočna ekstrakcija ponovljiv proces, se lahko rezultati ekstrakcije ponovijo za standardizirano kakovost ekstrakta.
Hielscherjevi ultrazvočni ekstraktorji vam omogočajo popoln nadzor nad pomembnimi parametri ekstrakcije. S prilagajanjem amplitude, trajanja, tlaka in sestave tekočine je mogoče natančno nadzorovati in reproducirati izhod postopka ekstrakcije.
Topila za ekstrakcijo konoplje
Vsa običajna topila se lahko uporabljajo za vašo ultrazvočno ekstrakcijo. Glede na to, ali so ekstrakti proizvedeni za peroralne ali inhalacijske farmacevtske izdelke, analizo, nadzor kakovosti ali druge namene, so nekatera topila še posebej primerna za posebne namene. Ultrazvočna ekstrakcija omogoča uporabo različnih topil, vključno z vodo, topili in olji (npr. H2O, CO2, etanol, metanol, butan, propan, oljčno olje, kokosovo olje itd.).
Temperatura ekstrakcije
Najboljše rezultate za ultrazvočno podprto ekstrakcijo rastlinskih izvlečkov (npr. aktivnih spojin iz zelišč, zdravilnih rastlin itd.) dosežemo pri procesni temperaturi med 0-60 °C. Ultrazvočna ekstrakcija je netermična in s tem blaga metoda, tako da se ekstrahirane aktivne sestavine preprečijo razgradnja.
Kombinirane metode ekstrakcije
Ultrazvočno ekstrakcijo lahko enostavno kombinirate s tlakom, toploto, superkritičnimi pogoji ekstrakcije ali Soxhletovim ekstraktorjem za izboljšanje rezultatov in / ali prilagoditev nastavitve ekstrakcije posebnim zahtevam. Naknadna vgradnja ultrazvočnega aparata v obstoječi objekt za ekstrakcijo konoplje je posebnega pomena, če obstoječa metoda ekstrakcije ne deluje z želeno zmogljivostjo in zmogljivostjo.
Že obstoječe ekstrakcijske stroje je mogoče enostavno nadgraditi z uporabo ultrazvočnega ekstraktorja. Z veseljem vam bomo pomagali pri namestitvi ultrazvočnega aparata v vašo nastavitev ekstrakcije.
Preberite več o ultrazvočno izboljšani superkritični ekstrakciji CO2!
Področja uporabe za ultrazvočno ekstrakcijo konoplje
Kanabinoidi, terpeni in druge aktivne sestavine rastline konoplje se ekstrahirajo za različne namene. Ultrazvočna ekstrakcija je zaupanja vredna metoda za pridobivanje izvlečkov rastline konoplje za
- medicinska/farmacevtska proizvodnja
- Izdelki iz rekreacijske konoplje
- proizvodnja nutracevtikov in živil
- pred nadaljnjo predelavo, npr. nanoemulgiranjem
- testiranje moči drog
- forenzična/kemijska analiza
Ultrazvočni ekstraktorji – Za majhen in večji obseg
Hielscher Ultrasonics je vaš partner za visoko zmogljivo ultrazvočno ekstrakcijsko opremo. Ne glede na to, ali želite proizvajati manjše serije visokokakovostnih izvlečkov CBD za svojo butično blagovno znamko ali predelati velike količine konoplje ali marihuane v industrijskem obsegu – Hielscher Ultrasonics ima idealno ultrazvočno ekstrakcijsko opremo za vas!
Linearna razširljivost in natančen nadzor procesov omogočata zanesljive rezultate na vseh ravneh. Preberite več o povečanju ultrazvočnih ekstrakcijskih procesov!
Pomagamo vam: Naše procesno svetovanje & storitev
Hielscher Ultrasonics ima dolgoletne izkušnje z ultrazvočno obdelavo in ima globoko razumevanje procesov ultrazvočne ekstrakcije. Pomagamo vam s priporočili za najprimernejši ultrazvočni aparat za vaš proces in vas poučimo, kako najučinkoviteje uporabljati naše naprave. Naši inženirji so na voljo za servis namestitve po vsem svetu.
V našem popolnoma opremljenem ultrazvočnem procesnem laboratoriju v Nemčiji lahko naša ekipa procesnih inženirjev in kemikov razvije in optimizira vaš proces za vas ali skupaj z vami.
Ultrazvočna ekstrakcija rastlin z ultrazvočnim UP400St
Literatura/Reference
- 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.
Osnovne informacije
Ultrazvočna ekstrakcija
Močni ultrazvok je preizkušena metoda za učinkovito in zanesljivo ekstrakcijo aktivnih spojin, vključno z zeliščnimi / zdravilnimi spojinami, oljem, beljakovinami in bioaktivnimi snovmi (npr. flavoni, polifenoli, antocianin, aroma) iz rastlin, zelišč, cvetov in semen.
Za ultrazvočno ekstrakcijo se močni ultrazvočni valovi povežejo v mešanico rastlin in topil, tako da pride do akustične kavitacije. Akustična kavitacija je opisana kot ultrazvočno povzročena tvorba, rast in implozivno propadanje mehurčkov v tekočinah.
“Med kavitacijo propad mehurčkov povzroči intenzivno lokalno segrevanje in visoke tlake z zelo kratko življenjsko dobo. V oblakih kavitacijskih mehurčkov imajo te vroče točke enakovredne temperature približno 5000 K, pritiske okoli 1000 atmosfer ter hitrosti ogrevanja in hlajenja nad 1010 K / s. Pri kavitaciji z enim mehurčkom so lahko pogoji še bolj ekstremni. Kavitacija lahko torej ustvari ekstremne fizikalne in kemične pogoje v sicer hladnih tekočinah. Če se tekočine, ki vsebujejo trdne snovi, obsevajo z ultrazvokom, se lahko pojavijo povezani pojavi. V bližini razširjene trdne površine postane propad votline nesferičen, kar poganja hitre curke tekočine v trdno površino. Ti curki in z njimi povezani udarni valovi lahko povzročijo znatne površinske poškodbe in izpostavijo sveže, zelo segrete površine. Poleg tega se bodo med ultrazvočnim obsevanjem suspenzij tekočega prahu s kavitacijo in udarnimi valovi, ki jih ustvarja v takih suspenzijah, pojavili trki med delci visoke hitrosti. Nastali trki lahko povzročijo dramatične spremembe v površinski morfologiji, sestavi in reaktivnosti.” [Suslick 2001: 2f.]
Ti intenzivni pogoji ultrazvočne kavitacije imajo več učinkov na rastlinski material in njihovo ekstrakcijo:
- premagati selektivnost celične membrane
- povečan prenos mase med celico v notranjosti in okoliškim topilom
- zlom celic
- sproščanje znotrajceličnega materiala
Zaradi tega je ultrazvočna razbijanje zelo učinkovita metoda ekstrakcije. Zaradi intenzivnih mehanskih sil se lahko pogosto uporabljajo zelena in blaga topila, kot so voda, etanol itd.
Ultrazvočna ekstrakcija skrajša čas ekstrakcije in omogoča zmanjšano in / ali blažjo uporabo topil. To pomeni, da ultrazvočna ekstrakcija povzroči višjo stopnjo ekstrakcije in proizvaja bolj zdrave izvlečke. To je posledica značilnosti njegovega delovanja pri nizki temperaturi, tako za zmanjšanje toplotnih izgub, ki jih povzročajo temperaturni dejavniki, kot tudi za preprečevanje izhlapevanja snovi zaradi nizkega vrelišča in tudi za ohranjanje bioloških aktivnih snovi.
Druga prednost ultrazvočne ekstrakcije je v preprosti in varni uporabi ter natančno nadzorovani uporabi. Kot netermična metoda ekstrakcije se lahko ultrazvočno razbijanje izvaja pri nizkih temperaturah, tako da se prepreči razgradnja toplotno občutljivih, toplotno labilnih snovi.
Ultrazvočna obdelava: Hielscher vas podpira od izvedljivosti in optimizacije do komercialne proizvodnje!