Mycket effektiv extraktion av cannabidiol (CBD) från cannabis
Hielscher ultraljudsextraktorer är den senaste tekniken när det gäller tillförlitlig och effektiv extraktion av hampa och CBD-oljor. Ultraljud är välkänt som en mycket potent extraktionsteknik för att frigöra värdefulla föreningar från botaniska ämnen. I jämförelse med andra extraktionsmetoder som superkritisk CO2-extraktion överträffar ultraljudstekniken i effektivitet, enkel drift och mångsidig användning.
Ultraljud extraktion
Ultraljud extraktion är välkänt och en långsiktigt etablerad process för att extrahera värdefulla föreningar från växter. Därför är sonifiering den idealiska tekniken för att producera CBD-oljor av hög kvalitet. Genom exakt kontrollerbar ultraljudskavitation perforeras växtceller och lösningsmedlet trycks in i cellen, där det absorberar intracellulära föreningar som cannabinoider, terpener, flavonoider etc.
En stor fördel med ultraljud är temperaturområdet, där extraktionen kan utföras. Ultraljudsextraktion kan utföras från varm/varm etanol ner till kryogen etanol (-70 °C). Detta möjliggör riktad isolering av de önskade föreningarna. Ultraljudsbehandling i kryogen etanol ger främst i cannabinoider och terpener, medan en varm / het etanol extraktion resulterar i det stora utbudet av fytokemiska föreningar (t.ex. aldehyder, estrar, etyler, ketoner). Fullspektrumsextrakt innehåller en mängd cannabinoider, terpener och andra fytokemikalier. Enligt entourage-effekten har fytokemikalier (t.ex. cannabinoider) synergistiska effekter och fungerar därmed bättre tillsammans med andra botaniska kemikalier. Detta innebär att en CBD-olja som innehåller CBD plus andra cannabinoider, terpener och fytokemikalier kommer att ha en betydligt högre terapeutisk effekt än en CBD-olja som endast innehåller CBD. Klorofyllextraktion undviks dock eftersom det ger extraktet en obehaglig smak.
Steg för steg
- Ultraljud extraktion: Ultraljudsextraktion kan enkelt utföras i batch- eller kontinuerligt genomströmningsläge – beroende på din processvolym. Extraktionsprocessen är mycket snabb och ger en hög mängd aktiva föreningar.
- Filtrering: Filtrera växt-vätskeblandningen genom ett pappersfilter eller en filterpåse för att ta bort de fasta växtdelarna från vätskan.
- Avdunstning: För att separera CBD-oljan från lösningsmedlet används vanligtvis en rotorförångare. Lösningsmedlet, t.ex. etanol, kan återvinnas och återanvändas.
- Nano-emulgering: Genom ultraljudsbehandling kan den renade CBD-oljan bearbetas till en stabil nanoemulsion, som erbjuder utmärkt biotillgänglighet.
Ladda ner dina detaljerade steg-för-steg-instruktioner här!
Hög utvinningshastighet
Hielschers ultraljudsutsug kan ställas in exakt för optimala utsugningsförhållanden – Extrahera den högsta mängden och kvaliteten från ditt råmaterial (cannabisblad, knoppar, stjälkar etc.). Ultraljudsintensiteten är avgörande när det kommer till extraktion av botaniska föreningar som högkvalitativ CBD-olja från cannabis. Våra ultraljudsapparater UP400St, UIP500hdT, UIP1000hdT och UIP2000hdT är utrustade med exakt amplitudkontroll, temperatursensor och tidsstyrning så att du kan arbeta under optimala förhållanden. Den färgade pekskärmen och webbläsarkontrollen gör drift och övervakning enkel och tillförlitlig.
120L ultraljud Batch CBD-extraktion av cannabis med UIP2000hdT och omrörare
UP400St för extraktion av cannabinoider från cannabis
Lösningsmedel för ultraljudsextraktion
Etanol används ofta som lösningsmedel för extraktion av cannabinoider. Hielschers ultraljudsapparater öppnar ditt urval av lösningsmedel drastiskt: vatten-etanolblandning, kryogen etanol, etanol, översäker alkohol, glycerin etc.
Etanol är ett mycket populärt lösningsmedel eftersom det löser upp både polära (hydrofila) och opolära (hydrofoba/lipofila) ämnen. Blandningar av etanol / vatten i olika förhållanden kan också användas för ultraljudsextraktion. Fördelarna med etanol/vatten är bland annat minskade kostnader (på grund av mindre etanol) och högre säkerhet eftersom det är mindre brandfarligt. Ultraljudsextraktion med kryogen etanol (ca -70°C) ger mycket hög avkastning och kvalitet.
Enkel och säker drift
Våra ultraljudsenheter är utformade för optimal användarvänlighet, vilket innebär att våra ultraljudsutsug kan användas enkelt och säkert. Vi är glada att hjälpa våra kunder under deras installation och ge dem rekommendationer om ultraljudsinställning och parametrar. Vi erbjuder dig den mest lämpliga enheten – För batch- och inline-bearbetning.
Fördelar jämfört med CO2 Extraktion
Superkritisk CO2 Dammsugare är dyra att köpa och använda. Driften av CO2 Extraktion är komplicerat och kräver en expert som vet vilka tryck och temperaturer som är lämpliga för att erhålla de önskade cannabinoiderna och terpenerna. De höga trycken och de höga temperaturerna bidrar avsevärt till kostnadsökningen jämfört med konventionell vätskeextraktion. I jämförelse är ultraljud extraktion billigt att köpa och köra, utbyten i höga extrakt, som erhålls inom några minuter. Eftersom ultraljudsbehandling utförs vid omgivningstryck (eller något förhöjt) tryck och låga temperaturer, är ultraljudsextraktionen enkel och säker att använda. Hielscher sonikatorer är erkända och föredragna för sin höga extraktionshastighet, kompatibilitet med olika lösningsmedel, enkel användning och linjär skalbarhet.
Nanoemulsioner
För att få hög biotillgänglighet och bästa effekt av CBD bör CBD-oljedropparna administreras i nanoform.
Skönheten i Hielscher sonikatorer ligger i deras mångsidiga användning: Våra ultraljudssystem kan användas för cannabisextraktion OCH produktion av nanoemulsioner. Du behöver bara köpa en enhet för att extrahera CBD från cannabis och för att bearbeta CBD-oljan efteråt till en stabil, mycket biotillgänglig nanoemulsion.
Klicka här för att lära dig mer om ultraljud nanoemulgering av CBD!
Ultraljudssystem med hög effekt från labb till pilot och industriell skala.
Högpresterande ultraljudsutdragare
Hielscher Ultrasonics levererar ultraljudsextraktionsutrustning för cannabisextraktion och emulgering av nanoformuleringar.
Förutom deras exakta kontrollerbarhet och användarvänlighet är alla våra ultraljudsenheter byggda för 24/7-drift. Våra system är kapabla att leverera från låga upp till mycket höga amplituder. För extraktion av cannabinoider och terpener erbjuder vi speciella ultraljudssonotroder (även kända som ultraljudssonder eller horn) som är optimerade för känslig isolering av högkvalitativa aktiva substanser. Alla våra system kan användas för extraktion och efteråt emulgering av cannabinoider.
Robustheten hos Hielschers ultraljudsutrustning möjliggör 24/7 drift vid tung belastning och i krävande miljöer.
Kontakta oss idag! Vi är glada att kunna rekommendera dig den mest lämpliga ultraljudsinställningen för dina extraktionsbehov!
- Extrakt av hög kvalitet
- Mer fullständig extraktion
- Hög utvinningshastighet
- Fullt spektrum extrakt
- Användning av olika lösningsmedel
- Ej giftig
- Icke-termisk (kall) metod
- Snabb extraktionsprocess
- Säker och enkel att använda
- Linjär skalbarhet
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.
- Brenneisen R. (2007): Chemistry and Analysis of Phytocannabinoids and Other Cannabis Constituents. In: ElSohly M.A. (eds) Marijuana and the Cannabinoids. Forensic Science and Medicine.
Fakta som är värda att veta
Fördelar med ultraljudsextraktion
Ultraljudsextraktion är baserad på principen om akustisk Kavitation. Kavitation uppstår som ett resultat av högpresterande ultraljud i vätska och kännetecknas av energitäta mekaniska effekter, som äger rum i så kallade hot-spots.
Ultraljud extraktion – Kavitationella effekter
När kraftfulla ultraljudsvågor kopplas ihop till en vätska (t.ex. en suspension bestående av botaniskt material i ett lösningsmedel), färdas ultraljudsvågorna genom vätskan och orsakar omväxlande högtrycks- och lågtryckscykler. Under lågtryckscykler skapas små vakuumbubblor (så kallade kavitationsbubblor) som växer över flera tryckcykler. Vid en viss storlek, när bubblorna inte kan absorbera mer energi, imploderar de våldsamt under en högtryckscykel. Bubbelimplosionen karakteriseras av intensiva kavitationskrafter, inklusive mikroturbulens och vätskeströmmar med hastigheter på upp till 100 m/s. Dessa kavitationella skjuveffekter är också kända som sonomekaniska effekter. Ultraljud extraktion av bioaktiva molekyler orsakas huvudsakligen av sonomekaniska effekter:
De extraordinära förhållandena för ultraljudskavitation perforerar och/eller stör cellväggar och membran och möjliggör större penetration av lösningsmedel i provet. Ultraljudsextraktion uppnår därför en mycket snabb isolering av föreningar – Överträffar konventionella extraktionsmetoder i kortare processtid, högre utbyte och vid lägre temperaturer. Som en mild (sono-)mekanisk behandling förhindrar ultraljudsextraktion termisk nedbrytning av bioaktiva föreningar och överträffar andra tekniker som konventionell lösningsmedelsextraktion, hydrodestillation eller Soxhlet-extraktion, som är kända för att förstöra värmekänsliga molekyler. Dessa fördelar gör ultraljud extraktion den föredragna tekniken för frisättning av temperaturkänsliga aktiva föreningar från botaniska ämnen.
Därför är ultraljudsextraktion den föredragna tekniken för att extrahera bioaktiva molekyler som polyfenoler, terpener, eteriska oljor och cannabinoider från växtmaterialen.
De extraordinära förhållandena för ultraljudskavitation perforerar och/eller stör cellväggar och membran och möjliggör större penetration av lösningsmedel i provet. Ultraljudsextraktion uppnår därför en mycket snabb isolering av föreningar – Överträffar konventionella extraktionsmetoder i kortare processtid, högre utbyte och vid lägre temperaturer. Som en mild mekanisk behandling förhindrar ultraljudsextraktion termisk nedbrytning av bioaktiva föreningar och överträffar andra tekniker som konventionell lösningsmedelsextraktion, hydrodestillation eller Soxhlet-extraktion, som är kända för att förstöra värmekänsliga molekyler. Dessa fördelar gör ultraljud extraktion den föredragna tekniken för frisättning av temperaturkänsliga aktiva föreningar från botaniska ämnen.
Ultraljudsextraktion från växtceller: den mikroskopiska tvärsnittet (TS) visar verkningsmekanismen under ultraljudsextraktion från celler (förstoring 2000x) [resurs: Vilkhu et al. 2011]
cannabinoider
Cannabinoider är naturligt förekommande föreningar som finns i Cannabis sativa-växten. Det finns över 480 olika föreningar i cannabisväxten. Cannabis (även kallad marijuana) är en utomordentligt kraftfull medicinsk ört. Av det stora utbudet av terapeutiskt aktiva föreningar kallas 85 fytokemikalier cannabinoider (och fler kan upptäckas). CBD och THC (tetrahydrocannabinol / Δ9-THC) är de mest framträdande cannabinoiderna. Det viktigaste särskiljande kännetecknet är att CBD är icke-psykotropiskt, medan THC visar psykoaktiva effekter.
Cannabinoider konsumeras av rekreations- och medicinska skäl.
Farmakokinetiska data för CBD:
Biotillgänglighet – oralt: 13–19 %, inhalerat: 11–45 % (medelvärde 31 %)
Halveringstid för eliminering: 9 timmar
I USA är CBD-produkter som innehåller mindre än 0,03 % THC, extraherade från frön eller stjälkar av industrihampa, federalt lagliga och kan lagligt köpas i alla stater, oavsett dess marijuanalagar.
Farmakokinetiska data för THC:
Biotillgänglighet – oralt: 6–20 %, inhalerat: 10–35 %
Halveringstid för eliminering: 1,6–59 timmar, 25–36 timmar (oralt administrerat dronabinol)
Nano formuleringar
Nano-cannabinoider är cannabisoljor formulerade till en olja-i-vatten-emulsion i nanostorlek, som erbjuder en hög biotillgänglighet (snabbare upptag och ökade hälsoeffekter) och därför kan administreras i lägre doser. Dessutom kan cannabisnanoemulsioner lätt blandas i medicinska produkter, drycker, ätbara produkter och kosmetiska produkter (t.ex. krämer, lotioner). Eftersom nanoemulsioner ofta är genomskinliga kan de enkelt formuleras i andra produkter utan att påverka utseendet.
För att få en högkvalitativ nanoemulsion är droppstorlek och polydispersitetsindex (PDI) viktiga faktorer som påverkar nanoemulsionens stabilitet avsevärt. Ett högt polydispersitetsindex indikerar förekomst av stora droppar, vilket destabiliserar emulsionen genom koalescens och Ostwald-mognad. En liten och smal droppstorleksfördelning är därför en viktig bidragande faktor för stabilitet och längre hållbarhet för (nano- / mikro-/mikro-) emulsionen.
Cannabis-nanoemulsioner: För hampolja eller CBD-nanoemulsioner blandas hampa / CBD-oljan till en högkvalitativ olja av livsmedelskvalitet. Typiska vegetabiliska oljor är MCT-olja, kokosolja, avokadoolja, olivolja, linfröolja, sötmandelolja och valnötsolja. Som emulgeringsmedel (ytaktivt ämne, vätmedel, stabilisator) har polysorbat 80, lecitin, quillaja saponiner, sojalecitin och tvålbark använts framgångsrikt. Xantangummi, pektin eller vassleprotein kan dessutom tillsättas för att förbättra reologi och emulsionsstabilitet.
CO2 Extraktion
CO2 Extraktion kan utföras på två sätt: superkritisk och subkritisk extraktion. När CO2 används som lösningsmedel, har det olika egenskaper som beror på dess flytande tillstånd. Subkritisk CO2 definierar CO2 vid tillståndet mellan 5-10°C (278.15-283.15K, 41-50°F) och ett tryck på mellan 800-1500psi (54.43-102.06atm, 5.51-10.24MPa). Vid denna temperatur och detta tryck, CO2 beter sig som en tjock vätska. När temperatur- och tryckförhållandena ökas och överstiger den kritiska temperaturen (304,25 K, 31,10 °C, 87,98 °F) och det kritiska trycket (72,9 atm, 7,39 MPa, 1 071 psi), expanderar CO2 i behållaren som en gas men med en densitet som en vätska. Detta är känt som superkritisk koldioxid (sCO2 eller SC-CO2)).
Subkritisk CO2 Extraktionen sker vid låg temperatur och lågt tryck och tar därmed längre tid. Subkritisk CO2 Extraktion ger mindre skördar och kan behålla en del terpener och oljor. För superkritisk CO2 extraktion, högre temperaturer och högre tryck appliceras, vilket kan skada terpener och andra fytokemikalier. För superkritisk CO2 utvinningar, en nedströmsprocess – Känd som vinterisering – krävs för att avlägsna oönskade föreningar som lipider och klorofyll. Under vinteriseringssteget fryses råextraktet i etanol för att separera de rena cannabinoiderna och terpenerna från andra biprodukter som avlägsnas under extraktionen.