Snabb och enkel ultraljud cannabis extraktion
Extrahera cannabinoider, terpener och andra värdefulla cannabisämnen snabbare med Hielschers ultraljudsextraktionssystem. Kraftfullt ultraljud intensifierar massöverföringen, bryter upp växtcellerna och bidrar till att de aktiva ämnena effektivt frigörs i det lösningsmedel du valt – från etanol och matoljor till specialiserade extraktionsmedel.
Utrustning för ultraljudsextraktion av cannabis för högre utbyte och snabbare bearbetning
Oavsett om du tar fram ett laboratorieprotokoll, validerar en pilotprocess eller skalar upp till industriell produktion, ger Hielschers ultraljudsapparater dig exakt kontroll över amplitud, temperatur, tryck, uppehållstid och lösningsmedelsförhållanden. Detta gör ultraljudsextraktion till ett pålitligt val för reproducerbara cannabis- och hampaxtrakt med korta bearbetningstider och skalbar genomströmning.
Varför livsmedelsproducenter väljer Hielschers ultraljudsextraktion:
- Snabbare extraktion av cannabinoider och terpener
- Hög utvinningsgrad och reproducerbar produktkvalitet
- Skonsam, icke-termisk bearbetning av värmekänsliga föreningar
- Kompatibel med vanliga extraktionslösningsmedel, däribland etanol och bäraroljor
- Enkel uppskalning från laboratorieförsök till fullskalig industriell produktion
- Processrådgivning, genomförbarhetsstudier och installationsstöd från Hielschers ingenjörer
Ange vilken råvara, vilket lösningsmedel, vilken satsstorlek eller flödeshastighet du har, samt vilket extrakt du vill få fram. Vi rekommenderar då en lämplig ultraljudsutrustning och processparametrar för just din tillämpning.
Ultraljudsbehandling UP400St för extraktion av cannabis
| Metod | Utmaningar och farhågor | Fördelar med ultraljud extraktion |
|---|---|---|
| Maceration | Lång handläggningstid | Snabbare massöverföring och kortare extraktionstid |
| Soxhlet | Värmeexponering och behov av lösningsmedel | Mildare extraktion vid lägre temperatur |
| superkritisk CO2 | Kapitalkostnad och kapacitetsbegränsningar | Kan kombineras eller eftermonteras för att förbättra utsugningen |
| Extraktion av etanol | Avkastning, hastighet, bevarande av terpener | Effektivare celluppbrytning och reproducerbara parametrar |
Hielscher ultraljudsapparater för cannabisutvinning – Vetenskapligt bevisad effektivitet!
Casiraghi och kollegor från det italienska universitetet i Milano jämförde tre metoder för extraktion av cannabis: ultraljudsextraktion, Soxhlet-extraktion och maceration.
Studien syftade till att undersöka effektiviteten av ultraljudsextraktion för extraktion av cannabinoider från cannabis sativa och att jämföra den med andra extraktionsmetoder, såsom Soxhlet-extraktion och maceration.
Forskarna använde Hielschers ultraljudsprocessor UP200Ht (se bilden till vänster) för extraktionsprocessen, och de fann att den ultraljudsassisterade extraktionsmetoden var mer effektiv för att extrahera cannabinoider än de andra två metoderna. Ultraljud extraktion var också snabbare, effektivare och mindre arbetskrävande än de andra metoderna.
Extraktionen utfördes med olivolja som lösningsmedel. Växtmaterialet tillsattes till lösningsmedlet och sonikerades i 10 minuter vid 60% amplitud med ultraljudsapparaten UP200Ht.
Efter ultraljudsbehandling steget, extraktet filtrerades och lösningsmedlet förångades under reducerat tryck för att erhålla ett koncentrerat extrakt. Extraktet analyserades sedan för cannabinoidinnehåll med hjälp av högpresterande vätskekromatografi (HPLC).
Sammantaget visade resultaten av denna studie att ultraljudsextraktion av cannabinoiderna CBD och THC i olivolja är en effektiv metod för att extrahera cannabinoider från Cannabis sativa-växtmaterial, med hög avkastning och renhet.
En av fördelarna med ultraljudsextraktion med UP200Ht är att den kan producera högre utbyten av cannabinoider på kortare tid än traditionella extraktionsmetoder. Forskarna noterade också att ultraljudsextraktion var en mer miljövänlig metod jämfört med andra extraktionsmetoder, eftersom det kräver mindre lösningsmedel och energi. Dessutom kan ultraljudsextraktion enkelt skalas upp för industriell produktion, vilket gör det till en lovande metod för storskalig produktion av CBD-extrakt.
Sammanfattningsvis tyder studien på att ultraljudsextraktion med hjälp av UP200Ht är en lovande metod för extraktion av cannabinoider från cannabis sativa för medicinska ändamål.
Ultraljudsextraktion är en mycket effektiv metod för att extrahera cannabinoider som CBD och THC. Olivolja användes som lösningsmedel, ultraljudsextraktion utfördes med UP200ST.
(Bild och studie: © Casiraghi et al., 2022)
Industriell sonikator UIP2000hdT med omrörare i en tunna för storskalig cannabisextraktion
Ultraljudsbehandling och extraktion villkor
Hielschers ultraljudsextraktionsapparater ger dig full kontroll över alla relevanta processparametrar, inklusive amplitud, ultraljudstid, tryck, temperatur, flödeshastighet och lösningsmedelssammansättning. Detta gör att du kan optimera extraktionsprocessen med avseende på utbyte, extraktprofil, genomströmning och krav på efterföljande bearbetning.
Ultraljudsbehandling av cannabis
Den ultraljudsassisterade extraktionen är baserad på upprepade högtrycks- och lågtryckscykler. Dessa alternerande högtrycks- och lågtryckscykler på 20 000 gånger per sekund av ultraljudsbehandling skapar intensiva skjuvkrafter och flytande strålar. Denna extrema stress övervinner membranets selektivitet, perforerar och bryter cellväggen och resulterar i en hög massöverföring mellan den inre cellen och det omgivande lösningsmedlet. Genom ultraljud extraktion, högre utbyten och kortare utvinningstider kan realiseras. Eftersom ultraljud extraktion är en reproducerbar process, kan extraktionsresultaten upprepas för en standardiserad extrakt kvalitet.
Hielschers ultraljudsutdrag ger dig full kontroll över de viktiga extraktionsparametrarna. Genom att justera amplitud, varaktighet, tryck och vätskesammansättning kan utdata från extraktionsprocessen kontrolleras och reproduceras exakt.
Lösningsmedel för cannabisextraktion
Ultraljudsextraktion är kompatibel med alla vanliga lösningsmedel, vilket gör att du kan använda det lösningsmedel du föredrar, såsom vatten, lösningsmedel och oljor (t.ex. H₂O, CO₂, etanol, metanol, butan, propan, olivolja, kokosolja m.fl.).
Vanliga lösningsmedel och extraktionsmedel är bland annat:
För produkter avsedda för oral användning föredras ofta lösningsmedel av livsmedelskvalitet och bäraroljor. För analytiska tester och kvalitetskontroll kan laboratorielösningsmedel användas. Vid industriell extraktion av cannabinoider är etanol- och koldioxidbaserade processer vanliga val. Ultraljudsbehandling kan förbättra massöverföringen i många av dessa lösningsmedelssystem och kan därför bidra till att minska extraktionstiden, förbättra extraktionseffektiviteten eller stödja processstandardisering.
Extraktionstemperatur
Vid många botaniska extraktionsprocesser uppnås effektiv ultraljudsextraktion vid processtemperaturer mellan 0 °C och 60 °C. Lägre temperaturer kan bidra till att bevara flyktiga aromämnen och temperaturkänsliga ingredienser, medan måttliga temperaturer kan förbättra lösligheten och extraktionshastigheten. Den optimala temperaturen beror på lösningsmedlet, biomassan, målföreningarna och slutproduktens specifikationer.
Hielschers ultraljudssystem kan integreras med kylmantlar, värmeväxlare och temperaturreglerade reaktorer för att hålla extraktionsprocessen inom det önskade temperaturintervallet.
Kombinerade extraktionsmetoder – Synergier
Att eftermontera en ultraljudsenhet i en befintlig anläggning för cannabisextraktion kan bidra till att förbättra extraktionsresultatet, öka genomströmningen, minska extraktionstiden eller göra processen mer reproducerbar.
Ultraljudsextraktionen kan enkelt kombineras med tryck, värme, superkritiska extraktionsförhållanden eller Soxhlet-extraktor för att förbättra resultaten och / eller anpassa extraktionsinställningen till specifika krav. Eftermontering av en ultraljudsapparat i en befintlig cannabisextraktionsanläggning är av särskilt intresse, om en befintlig extraktionsmetod inte fungerar med önskad prestanda och effekt.
Befintliga extraktionsmaskiner kan enkelt uppgraderas genom att man installerar en ultraljudsextraktor. Vi hjälper gärna till med processutvärdering, val av utrustning, installationskoncept och integration i era befintliga produktionslinjer.
Läs mer om ultraljudsförbättrad superkritisk CO2-extraktion!
Användningsområden för ultraljud cannabis extraktion
Tack vare noggrann processkontroll och linjär skalbarhet går det att överföra extraktionsparametrar från laboratorieförsök till pilotproduktion och fullskalig tillverkning. Detta gör det möjligt för tillverkare att ta fram en tillförlitlig extraktionsmetod, validera den i mindre skala och sedan skala upp den med fullt förtroende.
Cannabinoider, terpener och andra aktiva ingredienser i cannabisväxten extraheras för många olika ändamål. Ultraljudsextraktionen är en pålitlig metod för att få extrakt av cannabisväxten för
- Medicinsk/farmaceutisk produktion
- Cannabisprodukter för rekreationsbruk
- Närings- och livsmedelsproduktion
- före nedströmsbearbetning, t.ex. nanoemulgering
- Testning av läkemedelsstyrka
- Rättsmedicinsk/kemisk analys
Ultraljud extraktorer – För liten och stor skala
Hielscher Ultrasonics är din partner för högpresterande ultraljudsextraktionsutrustning. Oavsett om du vill producera mindre partier av högkvalitativa CBD-extrakt för ditt boutiquemärke eller bearbeta stora mängder hampa eller marijuana i industriell skala – Hielscher Ultrasonics har den perfekta ultraljudsextraktionsutrustningen för dig!
Linjär skalbarhet och exakt processtyrning möjliggör tillförlitliga resultat på alla nivåer. Läs mer om uppskalning av ultraljudsextraktionsprocesser!
Vi hjälper dig: Vår rådgivning & Tjänst för processoptimering
Hielscher Ultrasonics har lång erfarenhet av ultraljudsbehandling och har en djup förståelse för ultraljudsextraktionsprocesser. Vi hjälper dig med rekommendationer för den mest lämpliga ultraljudsapparaten för din process och utbildar dig hur du använder våra enheter mest effektivt. Våra ingenjörer är tillgängliga för installationsservice, över hela världen.
I vårt fullt utrustade ultraljudsprocesslaboratorium i Tyskland kan vårt team av processingenjörer och kemister utveckla och optimera din process för dig eller tillsammans med dig.
- kort extraktionstid
- Hög utvinningshastighet
- Mer fullständig extraktion
- Mild, icke-termisk behandling
- Enkel integration och säker drift
- Inga farliga / giftiga kemikalier, inga föroreningar
- Låg kostnad
- energisnål
- Grön utvinning: miljövänlig
Vad är ultraljudsextraktion av cannabis?
Ultraljudsextraktion av cannabis är en extraktionsmetod där man använder kraftfullt ultraljud för att frigöra cannabinoider, terpener och andra bioaktiva ämnen från växtmaterial från cannabis- eller hampaväxter. Ultraljudskavitationen skapar kraftiga skjuvkrafter i vätskan, vilket bryter ned växtcellerna och förbättrar massöverföringen mellan växtmaterialet och lösningsmedlet.
Hur förbättrar ultraljud utvinningen av cannabinoider?
Ultraljud förbättrar utvinningen av cannabinoider genom att bryta ned cellväggarna, öka lösningsmedlets genomslagskraft och påskynda frisättningen av föreningar från växtmaterialet. Detta kan förkorta utvinningsprocessen och förbättra utvinningseffektiviteten jämfört med långsamma passiva metoder som maceration.
Vilka cannabinoider kan extraheras med ultraljudsextraktion?
Ultraljudsextraktion kan användas för att extrahera cannabinoider som CBD, THC, THCA, CBDA, CBG och andra föreningar som finns i cannabis- eller hampabiomassa. Den slutliga cannabinoidprofilen beror på växtmaterialet, lösningsmedlet, temperaturen, extraktionstiden och förhållandena vid den efterföljande bearbetningen.
Kan ultraljudsextraktion bevara terpenerna?
Ja, ultraljudsextraktion kan utföras vid låga och kontrollerade temperaturer, vilket är fördelaktigt vid bearbetning av värmekänsliga föreningar såsom terpener. Temperaturkontroll, korta extraktionstider och val av lämpligt lösningsmedel bidrar till att skydda flyktiga och känsliga beståndsdelar i extraktet.
Vilka lösningsmedel kan användas vid ultraljudsextraktion av cannabis?
Ultraljudsextraktion av cannabis kan användas med många vanliga extraktionsmedel, däribland etanol, blandningar av vatten och etanol, matoljor som olivolja eller kokosolja samt andra processpecifika lösningsmedel. Vilket lösningsmedel som är bäst beror på den avsedda produkten, lagkrav, efterföljande bearbetning och vilka föreningar man vill utvinna.
Är ultraljudsextraktion lämplig för extraktion av cannabis med etanol?
Ja, etanol används ofta vid ultraljudsextraktion av cannabis. Ultraljudsbehandling kan effektivisera etanolextraktionen genom att förbättra kontakten mellan lösningsmedlet och växtmaterialet, förkorta extraktionstiden och bidra till reproducerbara processförhållanden.
Kan ultraljudsextraktion av cannabis användas tillsammans med basoljor?
Ja, cannabinoider kan extraheras till bäraroljor som olivolja eller kokosolja. Detta kan vara användbart i formuleringar där oljan används direkt som extraktionsmedel eller som en del av den slutliga produktformuleringen.
Är ultraljudsextraktion av cannabis en termisk process?
Nej. Ultraljudsextraktion betraktas som en skonsam, icke-termisk extraktionsmetod. Även om processtemperaturen fortfarande måste övervakas och regleras, är extraktionseffekten i första hand mekanisk: kavitation, skjuvkrafter, partikelsönderdelning och förbättrad massöverföring.
Hur lång tid tar ultraljudsextraktion av cannabis?
Extraktionstiden beror på växtmaterialet, partikelstorleken, lösningsmedlet, temperaturen, koncentrationen av fasta ämnen, ultraljudsvågornas amplitud och utrustningens konfiguration. I många tillämpningar förkortar ultraljudsbehandling extraktionstiden avsevärt jämfört med traditionell maceration.
Kan ultraljudsextraktion av cannabis skalas upp till industriell produktion?
Ja. Ultraljudsextraktion kan skalas upp från laboratorietester till pilot- och industriell produktion. Hielschers ultraljudsapparater finns tillgängliga för småskaliga försök, processutveckling och kontinuerlig bearbetning i stor skala.
Vilka processparametrar är viktigast vid ultraljudsextraktion av cannabis?
Viktiga parametrar är bland annat ultraljudsamplitud, ultraljudstid, temperatur, tryck, typ av lösningsmedel, förhållandet mellan lösningsmedel och biomassa, partikelstorlek samt blandnings- eller flödesförhållanden. En noggrann reglering av dessa parametrar bidrar till att uppnå en reproducerbar extraktkvalitet.
Kan ultraljudsextraktion integreras i en befintlig produktionslinje för cannabisextraktion?
Ja. Ultraljudsenheter kan ofta integreras i befintliga extraktionssystem för att förbättra massöverföringen, minska bearbetningstiden eller öka extraktionseffektiviteten. Vilket integrationskoncept som är bäst beror på den aktuella extraktionsmetoden, hanteringen av lösningsmedel, genomströmningen och det tillgängliga processutrymmet.
Vilken Hielscher-ultraljudsapparat är lämplig för extraktion av cannabis?
Valet av rätt ultraljudsapparat beror på önskad satsstorlek, flödeshastighet, lösningsmedel, växtmaterial och produktionsmål. Mindre enheter lämpar sig för genomförbarhetstester och utveckling av protokoll i laboratorieskala, medan de industriella ultraljudsapparaterna i UIP-serien är konstruerade för extraktion i pilot- och produktionsskala.
Hur väljer jag rätt utrustning för ultraljudsextraktion?
För att välja rätt konfiguration ska du ange vilken typ av biomassa du har, vilka cannabinoider eller terpener du vill utvinna, vilket lösningsmedel som ska användas, batchstorlek eller kontinuerligt flöde, temperaturgränser samt efterföljande bearbetningssteg. Hielscher rekommenderar en ultraljudsprocessor, sonotrod, reaktor och processparametrar utifrån dessa krav.
Grundläggande information om ultraljudsextraktion
Power ultraljud är en beprövad metod för effektiv och tillförlitlig extraktion av aktiva föreningar inklusive växtbaserade / medicinska föreningar, olja, proteiner och bioaktiva ämnen (t.ex. flavoner, polyfenoler, antocyanin, arom) från växter, örter, blommor och frön.
För ultraljudsextraktion kopplas kraftfulla ultraljudsvågor in i växtlösningsmedelsblandningen, så att akustisk kavitation uppstår. Akustisk kavitation beskrivs som den ultraljudsorsakade bildningen, tillväxten och implosiva kollapsen av bubblor i vätskor.
“Under kavitation ger kollapsen av bubblor intensiv lokal uppvärmning och höga tryck, med mycket kort livslängd. I moln av kaviterande bubblor har dessa hotspots ekvivalenta temperaturer på ungefär 5000 K, tryck på cirka 1000 atmosfärer och uppvärmnings- och kylningshastigheter över 1010 K/s. Vid kavitation med en enda bubbla kan förhållandena vara ännu mer extrema. Kavitation kan då skapa extrema fysikaliska och kemiska förhållanden i annars kalla vätskor. Om vätskor som innehåller fasta ämnen bestrålas med ultraljud kan relaterade fenomen uppstå. Nära en utsträckt fast yta blir kavitetskollapsen icke-sfärisk, vilket driver höghastighetsstrålar av vätska in i den fasta ytan. Dessa jetstrålar och tillhörande stötvågor kan orsaka betydande ytskador och exponera färska, mycket uppvärmda ytor. Dessutom kommer kollisioner mellan partiklar med hög hastighet att inträffa under ultraljudsbestrålning av vätske-pulversuspensioner genom kavitation och de chockvågor som det skapar i sådana uppslamningar. De resulterande kollisionerna kan inducera dramatiska förändringar i ytmorfologi, sammansättning och reaktivitet.” [Suslick 2001: 2f.]
Dessa intensiva förhållanden med ultraljudskavitation har flera effekter på växtmaterial och deras extraherbarhet:
- överbryggning av cellmembranselektivitet
- Ökad massöverföring mellan cellen inuti och det omgivande lösningsmedlet
- Cellbrott
- frisättning av intracellulärt material
Detta gör ultraljudsbehandling till en mycket effektiv extraktionsmetod. På grund av de intensiva mekaniska krafterna kan ofta gröna och milda lösningsmedel som vatten, etanol etc. användas.
Ultraljudsextraktion förkortar extraktionstiden och möjliggör en minskad och / eller mildare användning av lösningsmedel. Detta innebär att ultraljud extraktion resulterar i högre extraktionshastigheter och producerar hälsosammare extrakt. Detta beror på egenskaperna hos dess drift vid låg temperatur, både för att minska värmeförlusten orsakad av temperaturfaktorer, men också för att undvika förångning av ämnen på grund av låg kokpunkt och även för att bibehålla biologiska aktiva ämnen.
En annan fördel med ultraljudsextraktion ligger i det enkla och säkra användningen och dess exakt kontrollerbara applikation. Som en icke-termisk extraktionsmetod kan ultraljudsbehandling utföras vid låga temperaturer så att nedbrytning av värmekänsliga, värmelabila ämnen undviks.
Litteratur/Referenser
- 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.
Ultraljudsbearbetning: Hielscher stöder dig från genomförbarhet och optimering till kommersiell produktion!
SonoStation: Mobilt nyckelfärdigt system för ultraljudsbearbetning – bestående av ultraljudsdispergeringsmedel, pump, omrörare och tank