Utrustning för utvinning av cannabis – Fördelen med ultraljudsbehandling
Ultraljudsextraktionsutrustning har många fördelar som gör den till den överlägsna extraktionsmetoden för hampa och marijuana. Även om extraktion av bioaktiva föreningar som THC och CBD från cannabis kan utföras med olika tekniker, erbjuder ultraljudsbehandling många fördelar. På grund av dess höga avkastning, högkvalitativa extrakt, snabba process, låga investerings- och driftskostnader, säker och användarvänlig drift, är ultraljudsextraktion den föredragna metoden för extraktionsprocesser i små såväl som i industriell cannabisextraktproduktion.
Fördelar med ultraljud cannabis extraktion
Ultraljudsapparater av sondtyp är en typ av extraktionsutrustning som använder ultraljudsvågor för att bryta ner växtmaterial och extrahera önskade föreningar. Denna metod har visat sig konkurrera ut traditionella extraktionsmetoder inom cannabisextraktion av flera skäl:
- Effektivitet: Ultraljudssonder kan extrahera en högre andel målföreningar från växtmaterial än traditionella extraktionsmetoder som lösningsmedelsextraktion eller ångdestillation. Detta beror på att ultraljudssonder använder högfrekventa ljudvågor för att bryta ner växtmaterial på cellulär nivå, vilket gör det lättare att extrahera de önskade föreningarna.
- Snabb extraktion: Ultraljudssonder kan extrahera målföreningar från växtmaterial på några minuter, medan traditionella extraktionsmetoder kan ta timmar eller till och med dagar. Detta innebär att ultraljudssonder kan bearbeta mer material på kortare tid, vilket gör det till en mer effektiv extraktionsmetod.
- Fullt spektrum: Ultraljudsapparater av sondtyp extraherar hela utbudet av bioaktiva föreningar. Detta gör det möjligt att producera fullspektrumextrakt med ultraljudssonder, som är kända för sin entourage-effekt, vilket kan vara viktigt för medicinska eller forskningsändamål.
- Säkerhet: Ultraljudssonder anses vara en säkrare extraktionsmetod jämfört med traditionella metoder som lösningsmedelsextraktion, vilket kan innebära användning av brandfarliga och potentiellt giftiga lösningsmedel eller superkritiska CO2-extraktorer, som drivs under höga tryck. Ultraljud är kompatibelt med alla typer av lösningsmedel inklusive vatten och vattenhaltig etanol, vilket gör det till en säkrare och mer miljövänlig extraktionsmetod.
Kort sammanfattat har cannabisextraktion med hjälp av ultraljudssonder flera fördelar jämfört med traditionella extraktionsmetoder, inklusive högre effektivitet, hastighet, selektivitet och säkerhet.
Ultraljud utdrag UIP2000hdT (2kW) för industriell produktion av helt naturliga, ekologiska cannabisextrakt.
Ultraljudsapparater vs CO2-extraktor för cannabisutvinning
Superkritisk CO2-extraktion är en konventionell metod för produktion av cannabisextrakt. Men på grund av höga kostnader, säkerhetsfrågor och komplex drift har ultraljudsapparater ersatt många installerade CO2-extraktorer. Läs nedan de fördelar med vilka ultraljudsbehandling konkurrerar ut superkritisk CO2-extraktion.
- Avkastning: Ultraljud extraktion har visat sig ge högre utbyten av önskade föreningar jämfört med CO2-extraktion. Detta beror på att ultraljud extraktion kan bryta ner växtmaterial på cellulär nivå, vilket möjliggör effektivare extraktion av målföreningarna.
- Hastighet: Ultraljudsextraktion kan slutföras på några minuter, medan CO2-extraktion kan ta flera timmar. Detta innebär att ultraljudsextraktion är en snabbare metod och kan bearbeta större volymer material på kortare tid.
- Selektivitet: Ultraljud extraktion ger bredspektrum extrakt, som innehåller ett brett spektrum av bioaktiva föreningar. Bredspektrumextrakt är värdefulla för sin så kallade entourage-effekt, där ämnen stöder och förstärker sina specifika effekter synergistiskt. Detta gör ultraljud extraktion ett utmärkt alternativ för terapeutiska extrakt samt för forskningsändamål.
- Energieffektivitet: Ultraljudsextraktion använder mindre energi än CO2-extraktion, vilket gör det till ett mer miljövänligt alternativ.
- Kostnad för utrustning: Ultraljudsextraktionsutrustning är i allmänhet billigare än CO2-extraktionsutrustning, vilket kan göra det till ett mer tillgängligt alternativ för småskaliga producenter.
- Säkerhet: Ultraljudsextraktion kan köras utan att använda brandfarliga eller giftiga lösningsmedel. Vatten eller vattenhaltig etanol är de vanligaste lösningsmedlen för cannabisextraktion. Däremot kräver CO2-extraktion användning av CO2 under högt tryck. Med dessa höga tryck kommer risken för CO2-läckage eller utrustningsfel och de relaterade farorna med högt tryck. Därför anses ultraljudsextraktion vara en säkrare metod för både operatörer och miljön.
Ultraljud cannabis extraktion – Arbetsprincipen för ultraljud vid extraktion
Extraktion med ultraljud baseras på principen om akustisk kavitation. Appliceringen av ultraljud med hög effekt på vätskor och uppslamningar resulterar i intensiva kavitations- och skjuvkrafter. I en uppslamning av blad, knoppar, blommor, stjälkar och andra växtdelar störs den vegetabiliska cellen av ultraljudsskjuvkrafter och de bioaktiva föreningarna som cannabidiol (CBD) och tetrahydrocannabinol (THC) frigörs. Ultraljud extraktion är väl etablerad som mycket effektiv och tillförlitlig teknik för att isolera bioaktiva växtföreningar. Speciellt vid produktion av högkvalitativa cannabisoljor har ultraljudsbehandling övertygat på grund av dess höga avkastningar (högre extraktproduktion), utmärkt kvalitet (fullt spektrum) och snabb bearbetningstid. Appliceringen av ultraljudsvågor är en mekanisk behandling som är giftfri, säker och miljövänlig.
120L ultraljud batch extraktion av cannabis med UIP2000hdT och omrörare
- Högre avkastning
- Hög kvalitet
- Ingen termisk nedbrytning
- Snabb extraktion
- Enkel och säker drift
- Grön utvinning
I korthet – Fördelarna med Hielscher ultraljudsutsug
Effektivitet
- Högre avkastning
- Snabb extraktionsprocess – inom några minuter
- Extrakt av hög kvalitet – Mild, icke-termisk extraktion
- Gröna lösningsmedel (vatten, etanol, glycerin, vegetabiliska oljor etc.)
Enkelhet
- Plug-and-play – installation och drift inom några minuter
- Hög genomströmning – För storskalig extraktproduktion
- Batchvis eller kontinuerlig inline-drift
- Enkel installation och uppstart
- Bärbar / Rörlig – Bärbara enheter eller byggda på hjul
- Linjär uppskalning – lägg till ytterligare ett ultraljudssystem parallellt för att öka kapaciteten
- Fjärrövervakning och styrning – via dator, smartphone eller surfplatta
- Ingen processövervakning krävs – installation och drift
- Högpresterande – designad för kontinuerlig 24/7 produktion
- Robusthet och lågt underhåll
- Hög kvalitet – designad och byggd i Tyskland
- Snabb lastning och lossning mellan partier
- Lätt att rengöra
Säkerhet
- Enkel och säker att köra
- Lösningsmedelsfri eller lösningsmedelsbaserad extraktion (vatten, etanol, vegetabiliska oljor, glycerin, etc.)
- Inga höga tryck och temperaturer
- ATEX-certifierade explosionssäkra system finns tillgängliga
- Lätt att styra (även via fjärrkontroll)
UP400St Ultraljud extraktion av växter som cannabis i 8L Batch
Ultraljudsutrustning för cannabisextraktion
Hielscher Ultrasonic är din pålitliga partner när det kommer till högpresterande ultraljudsextraktionsutrustning för extraktion av cannabis och andra växter. Med otaliga installationer över hela världen är Hielscher ultraljudsutsug välkända för sin höga extraktionshastighet, tillförlitlighet och robusthet.
Från mindre kompakta bänk-top ultraljudsapparater som UP400St (400W) till den världens mest kraftfulla UIP16000hdT, Hielscher täcker hela utbudet av ultraljud extraktion utrustning. Detta gör att vi kan rekommendera dig den ultraljudsutsug som är mest lämplig för dina processkrav.
Design, tillverkning och rådgivning – Kvalitet tillverkad i Tyskland
Hielscher ultraljudsapparater är välkända för sina högsta kvalitets- och designstandarder. Robusthet och enkel drift möjliggör en smidig integration av våra ultraljudsapparater i industriella anläggningar. Tuffa förhållanden och krävande miljöer hanteras enkelt av Hielscher ultraljudsapparater.
Hielscher Ultrasonics är ett ISO-certifierat företag och lägger särskild vikt vid högpresterande ultraljudsapparater med den senaste tekniken och användarvänligheten. Naturligtvis är Hielscher ultraljudsapparater CE-kompatibla och uppfyller kraven i UL, CSA och RoHs.
Tabellen nedan ger dig en indikation på den ungefärliga bearbetningskapaciteten hos våra ultraljudsapparater:
| Batchvolym | Flöde | Rekommenderade enheter |
|---|---|---|
| 1 till 500 ml | – | UP100H |
| 10 till 8000 ml | – | UP200Ht, UP400St |
| 0.5-150L | 0.2 till 4L/min | UIP2000hdT |
| 1 till 300L | 2 till 10L/min | UIP4000hdT |
| – | 10 till 100 L/min | UIP16000 |
| – | Större | kluster av UIP16000 |
Fakta som är värda att veta
Översikt och jämförelse av de vanligaste metoderna för extraktion av cannabis
Ultraljud extraktion
Produkt: Ultraljudsextraktion ger ett högkvalitativt fullspektrumsextrakt. Råextraktet raffineras genom filtrering, destillation och/eller vinterisering.
Kostnad för utrustning: från cirka 5 000 USD upp till flera 100 000 USD beroende på kapacitet och konfiguration
Installationen: i batch-/fat- eller kontinuerlig inline-drift
Tekniska färdigheter: Enkel och säker att hantera och använda
Lösningsmedel: alla typer av lösningsmedel kan användas såsom vatten, vatten-alkoholblandning, isopropylalkohol, hexan, etanol, metanol, butan, vegetabiliska oljor (olivolja kokosolja), glycerin, etc.
Målinriktade föreningar: fullt spektrum (alla tillgängliga cannabinoider och terpener)
De viktigaste fördelarna: Hög avkastning, lätt att använda, billig, enkel uppskalning till industriell produktion
Extraktion av lösningsmedel (alkohol, etanol)
Produkt: Vanligtvis ett råextrakt som kräver ytterligare förfining såsom vinterisering eller filtrering. Vanligtvis raffineras etanolextraktet ytterligare genom destillation efter vinterisering och filtrering.
Kostnad för utrustning: mellan 5 000 dollar och miljoner beroende på storlek, kapacitet eller automatiseringsförmåga.
Tekniska färdigheter: Utbildad i grundläggande kemi/måttlig.
Målinriktade föreningar: Alla tillgängliga cannabinoider, resulterande extrakt har låga mängder monoterpener.
CO2 Extraktion
Produkt: Råextrakt som kräver ytterligare förfining, t.ex. vinterisering eller filtrering
Kostnad för utrustning: mellan 100 000 USD och miljontals USD, beroende på storlek, kapacitet eller automatisering
Tekniska färdigheter: utbildad för att använda flytande CO2 (högtryckssystem – säkerhet)
Målinriktade föreningar: cannabinoider med endast låga mängder monoterpener
Utvinning av kolväten
Produkt: splitter, knoppar, vax, HTFSE, HCFSE eller råextrakt för destillation, eller terpener som ska tillsättas till destillat
Kostnad för utrustning: $5,000 till $100,000 beroende på storlek och kapacitet
Tekniska färdigheter: Utbildad i kemi och säkerhet (användning av brandfarliga vätskor, flytande butan)
Målinriktade föreningar: Alla cannabinoider
Applicering av ultraljudsvågor för extraktion
När högpresterande ultraljud appliceras på flytande system (inklusive slurryer och viskösa pastor) genereras akustisk kavitation. Akustisk kavitation beskriver fenomenet med generering, tillväxt och slutlig implosion av kavitationsbubblorna. Under utbredningen av ultraljudsvågorna oscillerar vakuumbubblorna, växer och kollapsar vid den punkt då bubblan inte kan absorbera mer energi. Bubbelimplosionen skapar lokalt extrema förhållanden med mycket höga temperaturer, tryck, uppvärmnings- och kylningshastigheter samt tryckskillnader och vätskestrålar. De extrema förhållandena resulterar i termiska, mekaniska och kemiska effekter. Cellstörningen och frisättningen av bioaktiva föreningar (= extraktion) är en mekanisk effekt, som är mycket effektiv och ändamålsenlig.
Akustisk kavitation, genererad av högintensivt, lågfrekvent ultraljud, skapar intensiva skjuvkrafter och lokalt förekommande högtrycks- och temperaturskillnader, vilket ger den nödvändiga effekten för cellstörning, intensiv blandning och massöverföring. Dessa ultraljudsskjuvkrafter används framgångsrikt för cannabisextraktion.
På grund av sin överlägsna extraktionseffekt, sin höga extraktionshastighet, processhastighet samt enkel och säker drift, används ultraljudsextraktion framgångsrikt för extraktionsgrenrörets botaniska föreningar.
Kraftfulla ultraljudsvågor stör cellmatrisen av biologiska strukturer och frigör de bioaktiva föreningarna. Massöverföringen mellan växtmaterialet och lösningsmedlet intensifieras. På grund av dessa mekanismer är ultraljudsextraktion mycket effektiv för cannabisextraktion.
Framträdande exempel på ultraljud extraktion är cannabis (cannabinoider och cannabisolja från marijuana och hampa), Curcumin, peppar, saffran, kaffe, bitter kalebass, olivolja, Avokadoolja, Henna, Ayurvediska örter, ingefära, te, och andra medicinska örter.
dekarboxylering
Dekarboxylering är ett viktigt steg för effektiv produktion av de viktigaste bioaktiva föreningarna i cannabis, såsom Δ9-tetrahydrocannabinol (Δ9-THC), cannabidiol (CBD) och cannabigerol (CBG). Dekarboxylering, även känd som "aktiverande" eller "dekarboxylering", appliceras som en förbehandling för att öka THC-innehållet (delta9-tetrahydrocannabinol) i växtmaterialet. Kemisk dekarboxylering är en reaktion där en karboxylgrupp (-COOH) avlägsnas och koldioxid (CO2) släpps. För att öka THC-innehållet i cannabisväxtmaterialet tillämpas processteget för dekarboxylering. Genom dekarboxylering kan mängden icke-psykoaktiv Δ9-tetrahydrocannabinolsyra (THCA) omvandlas till psykoaktiv THC. Δ9-tetrahydrokannabinolsyra dekarboxylerar vid upphettning (till ca 105 °C / 220 °F i 30 minuter vid torrt material, upp till 90 minuter för fuktigt växtmaterial) och omvandlar sedan till den psykoaktiva föreningen Δ9-tetrahydrokannabinol.
På liknande sätt kan CBD-A-rikt cannabisväxtmaterial dekarboxyleras genom värmebehandling och därmed omvandlas till CBD. För vinterisering av växtmaterial värms torkat hackat växtmaterial upp till ca 160°C / 320°F i 30-60 min. för att initiera dekarboxyleringen.
Dekarboxyleringstemperaturer för cannabinoider:
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
Nedströmsprocesser – Filtrering och destillation
Efter ultraljudsextraktion måste cannabispartiklarna filtreras från vätskan. Därför silas cannabisslurryn genom ett filter, t.ex. ett nät (t.ex. en filterstrumpa) eller med hjälp av en filterpress. Den resulterande moderluten av lösningsmedel (t.ex. etanol) och cannabisextrakt koncentreras sedan genom att etanolen separeras. Typiska destillationsmetoder för avlägsnande av lösningsmedel är roterande förångare eller vakuumdestillationssystem.
En roterande förångare (i vardagligt tal roto-vap) används vanligtvis för att separera lösningsmedel som etanol från cannabis och därigenom producera en raffinerad cannabisolja. Reglerad temperatur och enkel hantering gör den roterande förångaren till den dominerande destillationsutrustningen inom cannabisindustrin.
Vakuumdestillation används främst för att isolera CBD för farmaceutisk och medicinsk användning, där det är nödvändigt att avlägsna terpener och/eller THC. Eftersom terpener, THC och CBD har höga kokpunkter (mellan 160-250°C / 310-482°F), skulle en destillation under atmosfäriska förhållanden kräva högtemperaturbehandling, vilket kommer med termisk nedbrytning av de värmekänsliga cannabinoiderna. Dessutom initierar exponering för syre oxidativa reaktioner, vilket påverkar kvaliteten på cannabinoiderna negativt. Genom applicering av vakuum sänks kokpunkterna. Dessutom avlägsnas syre med applicering av vakuum. Därigenom sänker destillation under vakuumförhållanden den termiska och oxidativa nedbrytningen av extrakten.
Vinterförvaring
Vinterisering är processen att ta bort växtlipider, fetter och vaxer genom en alkoholtvätt för att separera cannabinoider och terpener från oönskade ämnen, såsom växtvaxer, fetter och klorofyll. För vinterisering placeras den extraherade cannabisoljan i etanol och kyls till temperaturer på mindre till -20°C / -6°F. Vid dessa låga temperaturer fälls lipider, fetter och vaxer ut och kan avlägsnas.
Hielscher Ultrasonics tillverkar högpresterande ultraljudshomogenisatorer från labb till industriell storlek.