Брза и једноставна ултразвучна екстракција канабиса
Екстрахујте канабиноиде, терпене и друга вредна једињења канабиса брже уз Hielscher системе за ултразвучну екстракцију. Ултразвук велике снаге интензивира пренос масе, разара биљне ћелије и помаже ефикасном ослобађању активних једињења у растварач који сте изабрали – од етанола и јестивих уља до специјализованих медијума за екстракцију.
Опрема за ултразвучну екстракцију канабиса за веће приносе и бржу обраду
Било да развијате лабораторијски протокол, валидирате пилот-процес или повећавате обим до индустријске производње, Hielscher ултразвучни уређаји омогућавају вам прецизну контролу амплитуде, температуре, притиска, времена задржавања и услова у погледу растварача. То чини ултразвучну екстракцију поузданим избором за добијање екстраката канабиса и конопље са поновљивим својствима, кратким временом обраде и капацитетом обраде који се може повећавати.
Зашто прерађивачи бирају Hielscher ултразвучну екстракцију:
- Бржа екстракција канабиноида и терпена
- Висока ефикасност екстракције и поновљив квалитет производа
- Блага, нетермичка обрада једињења осетљивих на топлоту
- Компатибилност са уобичајеним растварачима за екстракцију, укључујући етанол и носећа уља
- Лако повећање обима од лабораторијских испитивања до пуне индустријске производње
- Саветовање о процесу, испитивање изводљивости и подршка при инсталацији коју пружају инжењери компаније Hielscher
Наведите своју сировину, растварач, величину шарже или проток и жељени екстракт. Препоручићемо одговарајућу ултразвучну поставку и параметре процеса за вашу примену.
Соникатор UP400St за екстракцију канабиса
| Метода | Изазови и проблеми | Предности ултразвучне екстракције |
|---|---|---|
| Мацерација | Дуго време обраде | Бржи пренос масе и краћа екстракција |
| Сокслет | Излагање топлоти и потреба за растварачем | Блажа екстракција на нижој температури |
| Суперкритични CO₂ | Капитални трошкови и ограничења капацитета обраде | Може се комбиновати или накнадно уградити ради побољшања екстракције |
| Екстракција етанолом | Принос, брзина, очување терпена | Боље разарање ћелија и поновљиви параметри |
Hielscher ултразвучни уређаји за екстракцију канабиса – научно доказана ефикасност!
Casiraghi и колеге са италијанског Универзитета у Милану упоредили су три методе екстракције канабиса: ултразвучну екстракцију, Сокслетову екстракцију и мацерацију.
Циљ студије био је да се испита ефикасност ултразвучне екстракције канабиноида из биљке cannabis sativa и да се она упореди са другим методама екстракције, као што су Сокслетова екстракција и мацерација.
Истраживачи су за процес екстракције користили ултразвучни процесор Hielscher UP200Ht (видети слику лево) и утврдили су да је метода екстракције потпомогнуте ултразвуком била ефикаснија у екстракцији канабиноида од друге две методе. Ултразвучна екстракција је такође била бржа, ефикаснија и захтевала је мање рада од других метода.
Екстракција је обављена уз употребу маслиновог уља као растварача. Биљни материјал је додат у растварач и соникован 10 минута при амплитуди од 60% ултразвучним уређајем UP200Ht.
Након соникације, екстракт је филтриран, а растварач је испарен под сниженим притиском да би се добио концентровани екстракт. Затим је садржај канабиноида у екстракту анализиран течном хроматографијом високих перформанси (HPLC).
Свеукупно, резултати ове студије показали су да је ултразвучна екстракција канабиноида CBD и THC у маслиновом уљу ефикасна метода за екстракцију канабиноида из биљног материјала Cannabis sativa, уз високе приносе и чистоћу.
Једна од предности ултразвучне екстракције помоћу уређаја UP200Ht јесте то што може да обезбеди веће приносе канабиноида за краће време од традиционалних метода екстракције. Истраживачи су такође приметили да је ултразвучна екстракција еколошки прихватљивија метода у поређењу са другим методама екстракције, јер захтева мање растварача и енергије. Поред тога, ултразвучна екстракција може се лако пренети на индустријски обим производње, што је чини перспективном методом за производњу CBD екстраката у великом обиму.
У закључку, студија указује на то да је ултразвучна екстракција помоћу уређаја UP200Ht перспективна метода за екстракцију канабиноида из биљке cannabis sativa у медицинске сврхе.
Ултразвучна екстракција је веома ефикасна метода за екстракцију канабиноида као што су CBD и THC. Маслиново уље је коришћено као растварач, а ултразвучна екстракција је обављена помоћу уређаја UP200ST.
(слика и студија: © Casiraghi et al., 2022)
Индустријски соникатор UIP2000hdT са мешалицом у бурету за екстракцију канабиса у великом обиму
Услови соникације и екстракције
Ултразвучни екстрактори Hielscher пружају вам потпуну контролу над свим релевантним процесним параметрима, укључујући амплитуду, време соникације, притисак, температуру, проток и састав растварача. То вам омогућава да оптимизујете процес екстракције у погледу приноса, профила екстракта, производног капацитета и захтева накнадне обраде.
Процес соникације канабиса
Екстракција потпомогнута ултразвуком заснива се на понављању циклуса високог и ниског притиска. Ови наизменични циклуси високог и ниског притиска, који се током соникације понављају 20.000 пута у секунди, стварају интензивне силе смицања и млазеве течности. Ово екстремно напрезање превазилази селективност мембране, перфорира и разара ћелијски зид и доводи до интензивног преноса масе између унутрашњости ћелије и околног растварача. Ултразвучном екстракцијом могу се постићи већи приноси и краће трајање екстракције. Пошто је ултразвучна екстракција поновљив процес, резултати екстракције могу се поновити како би се постигао стандардизован квалитет екстракта.
Ултразвучни екстрактори Hielscher пружају вам потпуну контролу над важним параметрима екстракције. Подешавањем амплитуде, трајања, притиска и састава течности, резултат процеса екстракције може се прецизно контролисати и поновити.
Растварачи за екстракцију канабиса
Ултразвучна екстракција је компатибилна са свим уобичајеним растварачима, што вам омогућава да користите медијум по свом избору, као што су вода, растварачи и уља (нпр. H2O, CO2, етанол, метанол, бутан, пропан, маслиново уље, кокосово уље итд.).
Уобичајени растварачи и медијуми за екстракцију обухватају:
За производе за оралну употребу често се предност даје растварачима прехрамбеног квалитета и носећим уљима. За аналитичка испитивања и контролу квалитета могу се користити лабораторијски растварачи. За индустријску екстракцију канабиноида уобичајен избор су етанол и поступци засновани на CO2. Ултразвучни третман може побољшати пренос масе у многим од ових система растварача и стога може помоћи у скраћивању времена екстракције, побољшању ефикасности екстракције или стандардизацији процеса.
Температура екстракције
У многим процесима екстракције биљних материјала, ефикасна ултразвучна екстракција постиже се при процесним температурама између 0°C и 60°C. Ниже температуре могу помоћи у очувању испарљивих ароматичних једињења и састојака осетљивих на температуру, док умерене температуре могу побољшати растворљивост и брзину екстракције. Идеална температура зависи од растварача, биомасе, циљних једињења и спецификација крајњег производа.
Ултразвучни системи Hielscher могу се интегрисати са расхладним плаштевима, измењивачима топлоте и реакторима са контролисаном температуром како би се процес екстракције одржавао у жељеном температурном опсегу.
Комбиноване методе екстракције – синергије
Накнадна уградња ултразвучног уређаја у постојеће постројење за екстракцију канабиса може помоћи у побољшању учинка екстракције, повећању капацитета прераде, скраћивању времена екстракције или побољшању поновљивости процеса.
Ултразвучна екстракција може се лако комбиновати са притиском, топлотом, условима суперкритичне екстракције или Сокслетовим екстрактором ради побољшања резултата и/или прилагођавања система за екстракцију специфичним захтевима. Накнадна уградња ултразвучног уређаја у постојеће постројење за екстракцију канабиса посебно је занимљива ако постојећа метода екстракције не постиже жељени учинак и обим производње.
Постојеће машине за екстракцију могу се лако унапредити уградњом ултразвучног екстрактора. Радо ћемо вам помоћи у процени процеса, избору опреме, осмишљавању уградње и интеграцији у ваше постојеће производне линије.
Прочитајте више о суперкритичној екстракцији помоћу CO2 побољшаној ултразвуком!
Области примене ултразвучне екстракције канабиса
Прецизна контрола процеса и линеарна скалабилност омогућавају пренос параметара екстракције са лабораторијских испитивања на пилот-производњу и производњу у пуном обиму. То омогућава прерађивачима да развију поуздану методу екстракције, потврде њену ваљаност у мањем обиму и са сигурношћу повећају обим производње.
Канабиноиди, терпени и други активни састојци биљке канабиса екстрахују се за многобројне намене. Ултразвучна екстракција је поуздана метода за добијање екстраката биљке канабиса за
- медицинску/ фармацеутску производњу
- производе од канабиса за рекреативну употребу
- производњу нутрацеутика и хране
- пре даље прераде, нпр. наноемулговања
- испитивање потентности дроге
- форензичку/хемијску анализу
Ултразвучни екстрактори – за мали и велики обим производње
Hielscher Ultrasonics је ваш партнер за ултразвучну опрему за екстракцију високих перформанси. Без обзира на то да ли желите да производите мање шарже висококвалитетних CBD екстраката за свој бутик бренд или да прерађујете велике количине конопље или марихуане у индустријском обиму – Hielscher Ultrasonics има идеалну ултразвучну опрему за екстракцију за вас!
Линеарна скалабилност и прецизна контрола процеса омогућавају поуздане резултате при сваком обиму производње. Прочитајте више о повећању обима процеса ултразвучне екстракције!
Помажемо вам: наша услуга саветовања и оптимизације процеса
Hielscher Ultrasonics има дугогодишње искуство у ултразвучној обради и дубоко разумевање процеса ултразвучне екстракције. Помажемо вам препорукама за ултрасоникатор који је најпогоднији за ваш процес и обучавамо вас да наше уређаје користите на најефикаснији начин. Наши инжењери су доступни за услуге инсталације широм света.
У нашој потпуно опремљеној лабораторији за ултразвучне процесе у Немачкој, наш тим процесних инжењера и хемичара може да развије и оптимизује ваш процес за вас или заједно са вама.
- кратко време екстракције
- велика брзина екстракције
- потпунија екстракција
- блага, нетермичка обрада
- једноставна интеграција и безбедан рад
- без опасних / токсичних хемикалија, без нечистоћа
- ниски трошкови
- енергетски ефикасна
- зелена екстракција: еколошки прихватљива
Шта је ултразвучна екстракција канабиса?
Ултразвучна екстракција канабиса је метода екстракције која користи ултразвук велике снаге за ослобађање канабиноида, терпена и других биоактивних једињења из биљног материјала канабиса или конопље. Ултразвучна кавитација ствара интензивне силе смицања у течности, које разарају биљне ћелије и побољшавају пренос масе између биљног материјала и растварача.
Како ултразвук побољшава екстракцију канабиноида?
Ултразвук побољшава екстракцију канабиноида разарањем ћелијских зидова, повећањем продирања растварача и убрзавањем ослобађања једињења из биљног матрикса. То може скратити време екстракције и побољшати ефикасност екстракције у поређењу са спорим пасивним методама као што је мацерација.
Који канабиноиди се могу екстраховати ултразвучном екстракцијом?
Ултразвучна екстракција може се користити за екстракцију канабиноида као што су CBD, THC, THCA, CBDA, CBG и других једињења присутних у биомаси канабиса или конопље. Коначни канабиноидни профил зависи од биљног материјала, растварача, температуре, времена екстракције и услова накнадне обраде.
Може ли ултразвучна екстракција да очува терпене?
Да, ултразвучна екстракција може се спроводити на ниским и контролисаним температурама, што је корисно при обради једињења осетљивих на топлоту, као што су терпени. Контрола температуре, кратка времена екстракције и одговарајући избор растварача помажу у заштити испарљивих и осетљивих компоненти екстракта.
Који растварачи се могу користити за ултразвучну екстракцију канабиса?
Ултразвучна екстракција канабиса компатибилна је са многим уобичајеним екстракционим медијумима, укључујући етанол, смеше воде и етанола, јестива уља као што су маслиново или кокосово уље и друге раствараче специфичне за одређени процес. Најбољи растварач зависи од намераваног производа, регулаторних захтева, накнадне обраде и циљних једињења.
Да ли је ултразвучна екстракција погодна за екстракцију канабиса етанолом?
Да, етанол се често користи у ултразвучној екстракцији канабиса. Соникација може интензивирати екстракцију етанолом побољшањем контакта између растварача и биљног материјала, скраћивањем времена екстракције и омогућавањем поновљивих услова процеса.
Може ли се ултразвучна екстракција канабиса користити са уљима носачима?
Да, канабиноиди се могу екстраховати у уља носаче као што су маслиново или кокосово уље. То може бити корисно за формулације у којима уље служи директно као екстракциони медијум или као део формулације коначног производа.
Да ли је ултразвучна екстракција канабиса термички процес?
Не. Ултразвучна екстракција сматра се благом, нетермичком методом екстракције. Иако се температура процеса и даље мора пратити и контролисати, екстракциони ефекат је првенствено механички: кавитација, силе смицања, разарање честица и побољшан пренос масе.
Колико траје ултразвучна екстракција канабиса?
Време екстракције зависи од биљног материјала, величине честица, растварача, температуре, концентрације чврсте материје, амплитуде ултразвука и конфигурације опреме. У многим применама соникација значајно скраћује време екстракције у поређењу са конвенционалном мацерацијом.
Може ли се ултразвучна екстракција канабиса повећати до обима индустријске производње?
Да. Ултразвучна екстракција може се повећати од лабораторијских испитивања до пилотске и индустријске производње. Hielscher ултразвучни уређаји доступни су за испитивања малих шаржи, развој процеса и континуирану обраду великих размера.
Који су процесни параметри најважнији у ултразвучној екстракцији канабиса?
Важни параметри обухватају амплитуду ултразвука, време соникације, температуру, притисак, врсту растварача, однос растварача и биомасе, величину честица и услове мешања или протока. Прецизна контрола ових параметара помаже у постизању поновљивог квалитета екстракта.
Може ли се ултразвучна екстракција додати постојећој линији за екстракцију канабиса?
Да. Ултразвучни уређаји често се могу интегрисати у постојеће системе за екстракцију ради побољшања преноса масе, скраћивања времена обраде или повећања ефикасности екстракције. Најбољи концепт интеграције зависи од тренутне методе екстракције, руковања растварачем, производног капацитета и расположивог простора за процес.
Који Hielscher ултразвучни уређај је погодан за екстракцију канабиса?
Одговарајући ултразвучни уређај зависи од потребне величине шарже, запреминског протока, растварача, биљног материјала и производног циља. Мањи уређаји погодни су за испитивања изводљивости и развој протокола у лабораторијском обиму, док су индустријски ултразвучни уређаји серије UIP пројектовани за екстракцију у пилотском и производном обиму.
Како да изаберем одговарајућу поставку за ултразвучну екстракцију?
Да бисте изабрали одговарајућу поставку, одредите врсту биомасе, циљне канабиноиде или терпене, растварач, величину шарже или запремински проток при континуираном раду, температурна ограничења и кораке накнадне обраде. Hielscher ће на основу ових захтева препоручити ултразвучни процесор, сонотроду, реактор и процесне параметре.
Основне информације о ултразвучној екстракцији
Ултразвук високе снаге је доказана метода за ефикасну и поуздану екстракцију активних једињења, укључујући биљна/ лековита једињења, уље, протеине и биоактивне супстанце (нпр. флавоне, полифенолна једињења, антоцијанин, арому), из биљних сировина, биља, цветова и семена.
При ултразвучној екстракцији, снажни ултразвучни таласи уводе се у смешу биљног материјала и растварача, тако да долази до акустичне кавитације. Акустична кавитација описује се као ултразвучно изазвано формирање, раст и имплозивни колапс мехурића у течностима.
„Током кавитације, колапс мехурића изазива интензивно локално загревање и високе притиске, који трају веома кратко. У облацима кавитационих мехурића, ове вруће тачке имају еквивалентне температуре од приближно 5000 K, притиске од око 1000 атмосфера и брзине загревања и хлађења изнад 1010 K/s. При кавитацији појединачног мехурића, услови могу бити још екстремнији. Кавитација, дакле, може створити екстремне физичке и хемијске услове у иначе хладним течностима. Ако се течности које садрже чврсте материје излажу ултразвуку, могу се јавити сродне појаве. У близини простране чврсте површине, колапс кавитационе шупљине постаје несферичан, што усмерава млазеве течности велике брзине ка чврстој површини. Ови млазеви и пратећи ударни таласи могу проузроковати знатна оштећења површине и изложити свеже, снажно загрејане површине. Поред тога, током ултразвучног озрачивања суспензија праха у течности долазиће до међучестичних судара великим брзинама услед кавитације и ударних таласа које она ствара у таквим суспензијама. Настали судари могу изазвати драстичне промене у морфологији, саставу и реактивности површине.“ [Suslick 2001: 2f.]
Ови интензивни услови ултразвучне кавитације имају неколико ефеката на биљни материјал и могућност екстракције из њега:
- превазилажење селективности ћелијске мембране
- повећан пренос масе између унутрашњости ћелије и околног растварача
- разарање ћелија
- ослобађање унутарћелијског материјала
То чини соникацију веома ефикасном методом екстракције. Захваљујући интензивним механичким силама, често се могу користити еколошки прихватљиви и благи растварачи као што су вода, етанол итд.
Ултразвучна екстракција скраћује време екстракције и омогућава употребу мање количине растварача и/или блажих растварача. То значи да ултразвучна екстракција омогућава већу брзину екстракције и даје здравије екстракте. То је последица њеног одвијања на ниској температури, чиме се смањују губици топлоте изазвани температурним факторима, избегава испаравање супстанци са ниском тачком кључања и очувавају биолошки активне супстанце.
Још једна предност ултразвучне екстракције јесте њена једноставна и безбедна употреба и примена која се може прецизно контролисати. Као нетермичка метода екстракције, соникација се може спроводити на ниским температурама, чиме се избегава разградња супстанци осетљивих на топлоту, односно термолабилних супстанци.
Литература/Референце
- 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.
Ултразвучна обрада: Hielscher вам пружа подршку од испитивања изводљивости и оптимизације до комерцијалне производње!
SonoStation: Мобилни систем по принципу „кључ у руке“ за ултразвучну обраду – који се састоји од ултразвучних диспергатора, пумпе, мешалице и резервоара