Ултразвучна екстракција коришћењем конопље као сировине
- За биљку цаннабис сатива могу се разликовати две врсте: марихуана и конопља.
- Ултразвук је добро познат као супериорна метода за изоловање канабиноида и из марихуане и из конопље.
Ултразвучна екстракција канабиноида
Технологија ултразвучне екстракције је веома ефикасна за ослобађање активних једињења (тј. канабиноида (ЦБД, ТХЦ, ЦБГ), есенцијална уља, терпени итд.) из биљног материјала као што су пупољци, листови и стабљике.
Ултразвучна екстракција надмашује конвенционалне технике екстракције због различитих предности:
Ултразвучно потпомогнута екстракција (УАЕ) је добро позната као техника интензивирања процеса, која побољшава пренос масе и ослобађа веће приносе биоактивних једињења као што су канабиноиди, терпени итд.
Ултрасоницатион производи висококвалитетне екстракте јер ултразвучна екстракција не захтева употребу оштрих, токсичних растварача за ослобађање канабиноида. Ултразвучна екстракција се може извести са водом, мешавином воде и алкохола, алкохолом или уљем (маслиново, кокосово) као растварачима, на пример. Ово чини ултразвучну екстракцију (УАЕ) значајно еколошки прихватљивијом.
Прочитајте више о правом избору растварача за ултразвучну екстракцију!
Благи услови екстракције ултразвучне обраде резултирају екстрактом, који нуди иста, али појачана својства сировине (нпр. конопља, марихуана) – нудећи супериорне здравствене ефекте, укус и мирис.
Хиелсцхер ултразвучни екстрактори се могу прецизно контролисати. Пуном контролом параметара процеса као што су интензитет и температура, може се постићи изузетно висок квалитет екстракта. Пошто је соникација метода нетермичке обраде, избегава се термичка деградација компоненти осетљивих на топлоту. Температуре екстракције између 0-60°Ц су оптималне за врхунске екстракте.
Још једна предност ултразвучне екстракције је брз процес: цео процес екстракције траје само неколико минута да се канабиноиди ослободе из биљних ћелија, док друге технике екстракције захтевају сате или чак дане времена обраде.
И инвестициони и оперативни трошкови су минимални у поређењу са алтернативним екстракторима, нпр. суперкритичним ЦО2 екстракторима. Ултразвучни системи за екстракцију обезбеђују веома брз поврат улагања.
Caution: Video "duration" is missing
УП400Ст за екстракцију канабиноида из конопље
- Екстракти високог квалитета
- Потпуна екстракција
- висока стопа екстракције
- Екстракт пуног спектра
- Употреба различитих растварача
- Нетоксичан
- Нетермална (хладна) метода
- Брзи процес екстракције
- Безбедан и једноставан за употребу
- линеарна скалабилност
Конопља против марихуане
Канабис је породица биљака која се може сврстати у Ц. Индица и Ц. Сатива. Конопља и марихуана су врсте Цаннабис Сатива.
Када упоредимо конопљу и марихуану, постоји огромна разлика; док конопља садржи веома ниску концентрацију ТХЦ-а (0,3% или мање), марихуана обилује ТХЦ-ом са концентрацијама између 15% и 40%.
Стога се до недавно конопља гајила првенствено у индустријске сврхе. Данас је конопља цењена и због приноса ЦБД-а. ЦБД је непсихоактивни канабиноид који има антиинфламаторна, анксиолитичка својства. Марихуана се углавном узгаја због садржаја ТХЦ-а, који се користи у рекреативне и медицинске сврхе.
Конопљино уље и ЦБД, главни канабиноид који се налази у конопљи, су обећавајуће супстанце које се примењују у циљу помоћи код медицинских стања као што су анксиозност, хроничне упале, аутоимуне болести, бол, главобоља и мигрена, гастроинтестинални поремећаји, поред других.
Соникатор типа сонде УП400Ст је популаран ултразвучни екстрактор који се користи за изолацију ЦБД, ТХЦ, ЦБГ, ЦБН, других канабиноида, као и терпена из конопље и марихуане.
Ултразвучни екстрактори високих перформанси
Хиелсцхер Ултрасоницс нуди мали, средње величине и индустријским ултразвучни процесори, којима се може управљати 24/7. У зависности од ваше сировине и обима процеса, у могућности смо да вам понудимо ултразвучни систем екстракције који одговара вашим потребама. Можете бирати између серијске и континуиране екстракције. Касније скалирање на веће капацитете процеса може се лако извршити јер се ултразвучни процеси могу линеарно скалирати.
Хиелсцхер пилот и индустријски системи могу да испоруче веома велике амплитуде – омогућавајући поуздано покретање амплитуда до 200 µм и континуирани рад 24/7. За још веће амплитуде, доступне су прилагођене ултразвучне сонотроде. Робусност Хиелсцхер соникатора омогућава рад у тешким условима иу захтевним окружењима.
Као дугогодишњи искусан произвођач ултразвучних екстрактора велике снаге, Хиелсцхер је ваш поуздан партнер за софистицирану екстракцију. Ми консултовати и помажемо нашим клијентима нашим знањем и водимо их од тестирања изводљивости до индустријске инсталације.
Контактирајте нас одмах! Драго нам је да разговарамо о вашим захтевима за екстракцију са вама!
Контактирајте нас!? Питајте нас!
Инсталација Хиелсцхер УИП4000хдТ, ултразвучног екстрактора од 4кВ, за индустријску екстракцију.
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.
- 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.
Чињенице које вреди знати
Ултразвучна екстракција је постала најефикаснија и најприкладнија техника када је у питању екстракција биоактивних једињења из биљака. Најистакнутији пример успешне екстракције може бити изолација ЦБД-а и других канабиноида из канабиса.
Ултразвучне у односу на конвенционалне методе екстракције
Потапање у етанол је једноставна метода, али је веома дуготрајна, капацитет процеса је ограничен, а трошкови растварача и енергије су високи. Преостали растварач у финалном производу ометају циљ да се добије висококвалитетни екстракт.
Екстракција помоћу затвореног система угљоводоника захтева употребу фосилних горива, тако да се супстанце које изазивају рак, попут бензена, могу наћи у финалном производу.
Суперкритични системи за екстракцију ЦО2 имају високу цену улагања као и потрошњу енергије. Суперкритични ЦО2 екстрактори захтевају добро обучено особље за рад јер су ЦО2 системи под високим притиском опасни за рад. Када ЦО2 цури, може изазвати смрт присутних радника од гушења.
Екстракција критичне воде је еколошки прихватљива алтернатива, која је спора и ослобађа само мали део биоактивних једињења.
ултразвучна екстракција
Ултразвучна екстракција је интензивирајућа техника екстракције која се може користити у комбинацији са вода (без растварача) као и са растварачи као што су етанол, етанол-вода, глицерин, метанол, биљна уља или други растварачи по избору. Ултразвучна екстракција промовише пренос масе тако да принос екстракта од 95-99% може се добити. Соникација се лако може повећати и производи висококвалитетне екстракте.
Мали ултразвучни екстрактор као што је УП400Ст (400В) може да обради серију до 10Л у року од 5-15мин (у зависности од параметара процеса као што су сировина (свежа или осушена; пупољци, листови, стабљике), растварач, температура).
Снажни ултразвучни екстрактор од 2кВ УИП2000хдТ може радити као инлине систем. У проточном режиму, УИП2000хдТ лако обрађује 200 до 800Л/х (такође у зависности од параметара процеса).
Трошкови улагања за ултразвучни процесор су ниски у поређењу са ЦО2 екстрактором. Такође, трошкови енергије за рад су занемарљиви. Ултразвучни екстрактори су веома безбедни за рад, лако се чисте и захтевају веома мало одржавања.
канабис
Биоактивна једињења биљке канабис (и конопља и марихуана) привукла су велику пажњу у ближој прошлости. Посебно за канабиноид канабидиол (ЦБД) су се показале многе здравствене предности, које сежу од борбе против рака и антиинфламаторних својстава до ефеката ублажавања болова и антидепресива. Поред канабидиола, биљка канабиса садржи мноштво других канабиноида као што су ТХЦ (тетрахидроканабинол), канабинол (ЦБН), канабигерол (ЦБГ), канабихромен (ЦБЦ) и канабинодиол (ЦБНД). Канабиноиди су показали огроман терапеутски потенцијал и у фокусу су многих истраживачких студија.
Чини се да интеракција различитих канабиноида и других биоактивних једињења као што су терпени, полифеноли, флавоноиди и алкалоиди резултира још бољим здравственим предностима. Међусобна игра различитих терпена, различитих канабиноида и других биљних једињења се назива “ефекат пратње”. Због ових ефеката окружења, екстракти пуног спектра, који се могу успешно добити ултразвучном екстракцијом (УАЕ), познати су по изузетним терапеутским ефектима.
Терпени канабиса
Терпеноиди су компоненте есенцијалног уља, које се могу наћи у ботаницима. Биљка канабиса је веома богата терпени. У канабису, терпени се праве у трихомима биљке. Трихоми су сјајни, лепљиви кристали који се лепе на листове и пупољке. Ови трихоми су природни одбрамбени механизам биљке канабиса, који штити биљку од инсеката и животиња. Због мирисног мириса, терпени делују као репелент. За нас људе, најуочљивија карактеристика терпена канабиса је њихов мирис. Ови терпени доприносе вишеструким здравственим предностима биљке канабиса (конопља и марихуана).
Поред своје ароме и мириса, молекули терпена су моћне ботаничке супстанце које нуде различите медицинске предности.
И марихуана и конопља из рода Цаннабис Сатива садрже изузетну количину терпеноида и садрже више од 100 различитих врста ових супстанци.
Сваки терпен има јединствена својства која се крећу од седатива до оживљавања. На пример, неролидол има седативне и анти-анксиозне ефекте, линалол помаже у управљању симптомима анксиозности и артритиса, док је познато да мирцен ублажава хронични бол. Терпени β-мирцен, Ɣ-пинен и хумулен смањују упалу и имају аналгетско дејство.
Различити терпени су јединствени за канабис, али многи терпени који се налазе у канабису присутни су и у неколико других биљака. Кариофилен се налази нпр. у зеленом лиснатом поврћу, хмеља као и у рузмарину и оригану. Лимонен је главни терпен који се налази у агрумима као што су лимуни и поморанџе.
Тхе Ентоураге Еффецт
Сваки терпен је познат по специфичним терапијским ефектима. Међутим, познато је да терпени и друга ботаничка једињења као што су полифеноли и флавоноиди показују изузетне синергијске ефекте, што резултира побољшаном симбиозом између канабиноида. Ова интеракција различитих биоактивних једињења је позната као “ефекат пратње“.
Ефекат окружења чини терпене биодоступнијим и помаже телу да ефикасније апсорбује канабиноиде.
Врсте биоактивних једињења
Број, концентрација и разноврсност биоактивних једињења су одговорни за лековита својства ботаничког екстракта. Ова биоактивна једињења се синтетишу као секундарни метаболити, који не доприносе расту или фотосинтези у биљкама. Међутим, они су кључни за биљке’ опстанак и интеракцију са својом околином. Ботаничка биоактивна једињења могу се широко класификовати у три класе терпена и терпеноида, алкалоида и фенолних једињења. Фенолна једињења су најраспрострањенија група секундарних метаболита у биљном царству и добро су позната и цењена због својих антиоксидативних ефеката. Друга важна класа нискомолекуларних фенолних једињења су флавоноиди, који такође показују веома јака антиоксидативна дејства.
Опсег фенолних једињења укључује фенолне киселине као што су бензојева и хидроксициметна киселина, флавоноиде као што су флавони и флавоноли, лигнани и стилбени. Екстракт пуног спектра (нпр. добијен од ултразвучна екстракција из канабиса) укључује сва ова различита ботаничка једињења, која показују најшири спектар здравствених ефеката.
Принцип рада ултразвучне екстракције
Ултразвучна екстракција се заснива на акустичним таласима (ултразвуку) спојеним у течни медијум. Интензивни ултразвучни таласи стварају циклусе високог/ниског притиска. Због разлика у притиску током простирања ултразвучних таласа кроз течност настају мехурићи кавитације. Имплозија ових кавитационих мехурића доводи до услова густе енергије.
Ултразвучна екстракција активних једињења и етеричних уља заснива се на принципу рада акустична кавитација. Слика изнад показује ефекат колапса кавитационог мехурића и резултирајућег ослобађања етеричног уља из биљног материјала
Услови у близини имплодирајућих мехурића кавитације могу бити екстремни – производећи температуре до 4500°Ц и притиске до 100 МПа. Илозија и резултујући диференцијали ресура доводе до веома великих сила смицања и турбуленција у жаришту кавитације. Комбинација ових фактора диференцијалног притиска, топлотне разлике и смицања промовише пренос масе, а тиме и процесе екстракције. Интензивним силама ултразвучне кавитације, ћелије (нпр. биљака, бактерија или ткива) се поремете и интрацелуларни материјал (као што су уља, липиди, протеини и активна једињења) се ослобађају у околни растварач.
Ултразвучна екстракција је стога пожељна метода за интензивирање процеса екстракције.
Ултразвучна екстракција се заснива на акустичној кавитацији и њеним хидродинамичким смичним силама
Ултразвучни екстрактори велике снаге од лабораторијских до пилотских и индустријских размера.