Швидка та проста ультразвукова екстракція канабісу
За допомогою ультразвукових екстракційних систем Hielscher можна швидше вилучати канабіноїди, терпени та інші цінні сполуки конопель. Потужний ультразвук посилює масообмін, руйнує клітини рослин і сприяє ефективному вивільненню активних сполук у вибраний розчинник – від етанолу та харчових олій до спеціалізованих екстрагентів.
Ультразвукове обладнання для екстракції канабісу, що забезпечує вищий вихід та прискорює процес обробки
Незалежно від того, чи розробляєте ви лабораторний протокол, проводите валідацію пілотного процесу чи переходите до промислового виробництва, ультразвукові апарати Hielscher забезпечують точний контроль амплітуди, температури, тиску, часу перебування та параметрів розчинника. Це робить ультразвукову екстракцію надійним вибором для отримання відтворюваних екстрактів конопель та конопляної рослини з коротким часом обробки та масштабованою пропускною здатністю.
Чому виробники обирають ультразвукову екстракцію від компанії Hielscher:
- Швидше вилучення канабіноїдів і терпенів
- Висока ефективність екстракції та стабільна якість продукції
- М'яка, нетермічна обробка для теплочутливих сполук
- Сумісний із поширеними розчинниками для екстракції, зокрема з етанолом та оліями-носіями
- Просте масштабування від лабораторних випробувань до повномасштабного промислового виробництва
- Консультації з технологічних питань, перевірка техніко-економічної доцільності та супровід монтажу від інженерів компанії Hielscher
Повідомте нам, яку сировину, розчинник, обсяг партії або швидкість потоку ви використовуєте, а також який екстракт плануєте отримати. Ми підберемо для вас відповідну ультразвукову установку та параметри процесу, що відповідатимуть вашим потребам.
Звуковий апарат UP400St для екстракції канабісу
| Метод | Проблеми та занепокоєння | Переваги ультразвукової екстракції |
|---|---|---|
| Вимочування | Тривалий час обробки | Швидший масообмін та скорочення часу екстракції |
| Сокслет | Вплив високих температур та потреба у розчинниках | Більш м'яка екстракція при нижчій температурі |
| надкритичний CO2 | Капітальні витрати та обмеження пропускної здатності | Можна комбінувати або модернізувати для підвищення ефективності витяжки |
| Екстракція етанолу | Урожайність, швидкість, збереження терпенів | Більш ефективне руйнування клітин та відтворювані параметри |
Ультразвукові апарати Hielscher для екстракції канабісу – Науково доведена ефективність!
Казірагі та його колеги з італійського Міланського університету порівняли три методи екстракції канабісу: ультразвукову екстракцію, екстракцію Сокслета та мацерацію.
Метою дослідження було вивчення ефективності ультразвукової екстракції для екстракції канабіноїдів з канабісу сатіви та порівняння її з іншими методами екстракції, такими як екстракція Сокслета та мацерація.
Дослідники використовували ультразвуковий процесор Hielscher UP200Ht (див. малюнок ліворуч) для процесу екстракції, і вони виявили, що метод екстракції за допомогою ультразвуку був більш ефективним у вилученні канабіноїдів, ніж два інші методи. Ультразвукова екстракція також була швидшою, ефективнішою та менш трудомісткою, ніж інші методи.
Екстракція проводилася з використанням оливкової олії в якості розчинника. Рослинну сировину додавали в розчинник і проводили ультразвукове дослідження протягом 10 хвилин з амплітудою 60% за допомогою ультразвукового апарату UP200Ht.
Після етапу ультразвукового дослідження екстракт фільтрували, а розчинник випарювали під зниженим тиском для отримання концентрованого екстракту. Потім екстракт був проаналізований на вміст канабіноїдів за допомогою високоефективної рідинної хроматографії (ВЕРХ).
В цілому, результати цього дослідження показали, що ультразвукова екстракція канабіноїдів КБД і ТГК в оливковій олії є ефективним методом екстракції канабіноїдів з рослинної сировини Cannabis sativa, з високою врожайністю і чистотою.
Однією з переваг ультразвукової екстракції з використанням UP200Ht є те, що вона може давати більш високі виходи канабіноїдів за коротший проміжок часу, ніж традиційні методи екстракції. Дослідники також зазначили, що ультразвукова екстракція є більш екологічним методом порівняно з іншими методами екстракції, оскільки вимагає менше розчинника та енергії. Крім того, ультразвукова екстракція може бути легко масштабована для промислового виробництва, що робить її перспективним методом для великомасштабного виробництва екстрактів КБД.
На закінчення, дослідження говорить про те, що ультразвукова екстракція за допомогою UP200Ht є перспективним методом екстракції канабіноїдів з канабісу сатива в медичних цілях.
Ультразвукова екстракція є високоефективним методом екстракції канабіноїдів, таких як КБД і ТГК. В якості розчинника використовувалася оливкова олія, за допомогою UP200ST проводилася ультразвукова екстракція.
(малюнок і дослідження: © Casiraghi et al., 2022)
Промисловий ультразвуковий апарат UIP2000HDT з мішалкою в бочці для екстракції канабісу в великих масштабах
Умови УЗД і екстракції
Ультразвукові екстрактори Hielscher забезпечують повний контроль над усіма важливими параметрами процесу, зокрема амплітудою, тривалістю обробки ультразвуком, тиском, температурою, швидкістю потоку та складом розчинника. Це дозволяє оптимізувати процес екстракції з урахуванням виходу продукту, складу екстракту, пропускної здатності та вимог до подальшої обробки.
Процес ультразвукового випромінювання канабісу
Екстракція за допомогою ультразвуку заснована на повторенні циклів високого та низького тиску. Ці чергування циклів високого та низького тиску 20 000 разів на секунду звуку створюють інтенсивні сили зсуву та струмені рідини. Цей екстремальний стрес долає селективність мембрани, перфорує та розриває клітинну стінку, що призводить до високого перенесення маси між внутрішньою клітиною та навколишнім розчинником. За допомогою ультразвукової екстракції можна досягти більш високих виходів і коротких тривалостей екстракції. Оскільки ультразвукова екстракція є відтворюваним процесом, результати екстракції можуть бути повторені для отримання стандартизованої якості екстракту.
Ультразвукові екстрактори Hielscher дають вам повний контроль над важливими параметрами екстракції. Регулюючи амплітуду, тривалість, тиск і склад рідини, можна точно контролювати та відтворювати вихід процесу екстракції.
Розчинники для екстракції канабісу
Ультразвукова екстракція сумісна з усіма поширеними розчинниками, що дозволяє використовувати розчинник на ваш вибір, наприклад воду, розчинники та олії (наприклад, H₂O, CO₂, етанол, метанол, бутан, пропан, оливкову олію, кокосову олію тощо).
До поширених розчинників та екстрагентів належать:
Для препаратів, призначених для перорального застосування, зазвичай віддають перевагу харчовим розчинникам та оліям-носіям. Для аналітичних досліджень та контролю якості можуть використовуватися лабораторні розчинники. Для промислової екстракції канабіноїдів найчастіше застосовуються процеси на основі етанолу та СО2. Ультразвукова обробка може покращити масообмін у багатьох з цих розчинних систем і, отже, може допомогти скоротити час екстракції, підвищити ефективність екстракції або сприяти стандартизації процесу.
Температура екстракції
У багатьох процесах екстракції рослинної сировини ефективна ультразвукова екстракція досягається при температурі від 0 °C до 60 °C. Нижчі температури допомагають зберегти леткі ароматичні сполуки та чутливі до температури інгредієнти, тоді як помірні температури можуть покращити розчинність і швидкість екстракції. Ідеальна температура залежить від розчинника, біомаси, цільових сполук та технічних характеристик кінцевого продукту.
Ультразвукові системи Hielscher можна інтегрувати з охолоджувальними сорочками, теплообмінниками та реакторами з регулюванням температури, щоб підтримувати процес екстракції в межах заданого температурного діапазону.
Комбіновані методи екстракції – Синергія
Впровадження ультразвукового апарату в існуючу установку з екстракції канабісу може сприяти підвищенню ефективності екстракції, збільшенню пропускної здатності, скороченню часу екстракції або забезпеченню більшої відтворюваності процесу.
Ультразвукова екстракція може бути легко поєднана з тиском, теплом, надкритичними умовами екстракції або екстрактором Сокслета для покращення результатів та/або адаптації установки екстракції до конкретних вимог. Модернізація ультразвукового апарату в існуючу установку з екстракції канабісу представляє особливий інтерес, якщо існуючий метод екстракції не забезпечує бажаної продуктивності та продуктивності.
Вже наявні екстрактори можна легко модернізувати, встановивши ультразвуковий екстрактор. Ми будемо раді допомогти вам з оцінкою технологічного процесу, підбором обладнання, розробкою схем монтажу та інтеграцією в існуючі виробничі лінії.
Дізнайтеся більше про ультразвуково покращену надкритичну екстракцію СО2!
Сфери застосування ультразвукової екстракції канабісу
Точний контроль процесу та лінійна масштабованість дають змогу переносити параметри екстракції з лабораторних випробувань на пілотне виробництво та повномасштабне виробництво. Це дозволяє переробникам розробити надійний метод екстракції, перевірити його в менших масштабах і впевнено збільшувати обсяги виробництва.
Канабіноїди, терпени та інші активні інгредієнти рослини канабісу видобуваються для різноманітних цілей. Ультразвукова екстракція є надійним методом отримання екстрактів рослини канабісу для
- медичне/фармацевтичне виробництво
- Рекреаційні продукти з канабісу
- Нутрицевтичне та харчове виробництво
- перед подальшою обробкою, наприклад, наноемульгуванням
- Тест на ефективність препарату
- Судово-медичний/хімічний аналіз
Ультразвукові екстрактори – Для малого та великого масштабу
Hielscher Ultrasonics - ваш партнер у виробництві високопродуктивного обладнання для ультразвукової екстракції. Незалежно від того, чи хочете ви виробляти менші партії високоякісних екстрактів CBD для свого бренду бутика або переробляти велику кількість конопель або марихуани в промислових масштабах – Hielscher Ultrasonics має ідеальне обладнання для ультразвукової екстракції для вас!
Лінійна масштабованість і точне управління процесами дозволяють отримувати надійні результати на будь-якому рівні. Дізнайтеся більше про масштабування процесів ультразвукової екстракції!
Ми допоможемо вам: Наші консультаційні послуги & Послуги з оптимізації процесів
Hielscher Ultrasonics має багаторічний досвід роботи з ультразвуковою обробкою та має глибоке розуміння процесів ультразвукової екстракції. Ми допомагаємо вам з рекомендаціями щодо найбільш підходящого ультразвукового апарату для вашого процесу та навчаємо вас, як використовувати наші пристрої найбільш ефективно. Наші інженери доступні для обслуговування установок по всьому світу.
У нашій повністю обладнаній лабораторії ультразвукового процесу в Німеччині наша команда інженерів-технологів та хіміків може розробити та оптимізувати ваш процес для вас або разом із вами.
- короткий час екстракції,
- висока швидкість екстракції
- Більш повна екстракція
- м'яка, не термічна обробка
- Проста інтеграція та безпечна експлуатація
- Без небезпечних / токсичних хімікатів, без домішок
- невисока вартість,
- енергоефективний
- Екологічний видобуток: екологічно чистий
Що таке ультразвукова екстракція канабісу?
Ультразвукова екстракція канабісу — це метод екстракції, в якому для вилучення канабіноїдів, терпенів та інших біоактивних сполук із рослинної сировини канабісу або конопель використовується ультразвук високої потужності. Ультразвукова кавітація створює в рідині інтенсивні зсувні сили, які руйнують клітини рослин і покращують масообмін між рослинною сировиною та розчинником.
Як ультразвук покращує процес екстракції канабіноїдів?
Ультразвук покращує екстракцію канабіноїдів, руйнуючи клітинні стінки, підвищуючи проникність розчинника та прискорюючи вивільнення сполук із рослинної матриці. Це дозволяє скоротити час екстракції та підвищити її ефективність порівняно з повільними пасивними методами, такими як мацерація.
Які канабіноїди можна вилучити за допомогою ультразвукової екстракції?
Ультразвукову екстракцію можна застосовувати для вилучення канабіноїдів, таких як КБД, ТГК, ТГКА, КБДА, КБГ та інших сполук, що містяться в біомасі конопель або конопляної рослини. Кінцевий профіль канабіноїдів залежить від рослинної сировини, розчинника, температури, тривалості екстракції та умов подальшої обробки.
Чи дозволяє ультразвукова екстракція зберегти терпени?
Так, ультразвукова екстракція може здійснюватися при низьких і контрольованих температурах, що є корисним під час обробки термочутливих сполук, таких як терпени. Контроль температури, короткий час екстракції та правильний вибір розчинника допомагають зберегти леткі та чутливі компоненти екстракту.
Які розчинники можна використовувати для ультразвукової екстракції канабісу?
Ультразвукова екстракція канабісу сумісна з багатьма поширеними екстрагентами, зокрема з етанолом, водно-етаноловими сумішами, харчовими оліями, такими як оливкова або кокосова олія, а також іншими розчинниками, що використовуються в конкретних технологічних процесах. Вибір оптимального розчинника залежить від кінцевого продукту, нормативних вимог, подальшої переробки та цільових сполук.
Чи підходить ультразвукова екстракція для вилучення канабісу за допомогою етанолу?
Так, етанол часто використовують при ультразвуковій екстракції канабісу. Ультразвукова обробка дозволяє підвищити ефективність екстракції етанолом завдяки покращенню контакту між розчинником і рослинною сировиною, скороченню часу екстракції та забезпеченню стабільних умов процесу.
Чи можна застосовувати ультразвукову екстракцію канабісу з використанням олій-носіїв?
Так, канабіноїди можна екстрагувати в олії-носії, такі як оливкова олія або кокосова олія. Це може бути корисно для рецептур, у яких олія використовується безпосередньо як середовище для екстракції або як складова кінцевого продукту.
Чи є ультразвукова екстракція канабісу термічним процесом?
Ні. Ультразвукова екстракція вважається м’яким, нетермічним методом екстракції. Хоча температуру процесу все одно необхідно контролювати та регулювати, екстракційний ефект має переважно механічний характер: кавітація, зсувні сили, руйнування частинок та покращений масообмін.
Скільки часу займає ультразвукова екстракція канабісу?
Час екстракції залежить від рослинної сировини, розміру частинок, розчинника, температури, концентрації твердої речовини, амплітуди ультразвуку та конфігурації обладнання. У багатьох випадках застосування ультразвукова обробка значно скорочує час екстракції порівняно зі звичайною мацерацією.
Чи можна масштабувати ультразвукову екстракцію канабісу до рівня промислового виробництва?
Так. Ультразвукову екстракцію можна масштабувати від лабораторних випробувань до пілотного та промислового виробництва. Ультразвукові апарати Hielscher підходять як для випробувань невеликих партій, розробки технологічних процесів, так і для великомасштабної безперервної обробки.
Які параметри процесу мають найбільше значення при ультразвуковій екстракції канабісу?
До важливих параметрів належать амплітуда ультразвуку, час обробки ультразвуком, температура, тиск, тип розчинника, співвідношення розчинника до біомаси, розмір частинок, а також умови перемішування або протікання. Точне регулювання цих параметрів допомагає забезпечити стабільну якість екстракту.
Чи можна інтегрувати ультразвукову екстракцію в існуючу лінію з виробництва екстрактів канабісу?
Так. Ультразвукові пристрої часто можна інтегрувати в існуючі екстракційні системи для поліпшення масообміну, скорочення часу обробки або підвищення ефективності екстракції. Оптимальна схема інтеграції залежить від поточного методу екстракції, системи подачі розчинника, пропускної здатності та наявного технологічного простору.
Який ультразвуковий апарат Hielscher підходить для екстракції канабісу?
Вибір відповідного ультразвукового апарата залежить від необхідного обсягу партії, швидкості потоку, розчинника, рослинної сировини та виробничих цілей. Менші апарати підходять для проведення попередніх випробувань та розробки лабораторних протоколів, тоді як промислові ультразвукові апарати серії UIP призначені для екстракції в пілотних та промислових масштабах.
Як вибрати відповідну установку для ультразвукової екстракції?
Щоб обрати оптимальну конфігурацію, визначте тип біомаси, цільові канабіноїди або терпени, розчинник, обсяг партії або швидкість безперервного потоку, температурні межі та етапи подальшої обробки. Компанія Hielscher порекомендує ультразвуковий процесор, сонотрод, реактор та технологічні параметри з урахуванням цих вимог.
Основна інформація про ультразвукову екстракцію
Потужний ультразвук є перевіреним методом ефективної та надійної екстракції активних сполук, включаючи рослинні/лікарські сполуки, олію, білки та біоактивні речовини (наприклад, флавони, поліфеноли, антоціани, ароматизатори) з рослинних компонентів, трав, квітів та насіння.
Для ультразвукової екстракції потужні ультразвукові хвилі з'єднуються з сумішшю рослина-розчинник, завдяки чому виникає акустична кавітація. Акустична кавітація описується як ультразвуково викликане утворення, зростання та імплозивне колапсування бульбашок у рідинах.
“Під час кавітації руйнування бульбашок викликає інтенсивний місцевий нагрів і високий тиск з дуже коротким терміном служби. У хмарах кавітуючих бульбашок ці гарячі точки мають еквівалентну температуру приблизно 5000 К, тиск близько 1000 атмосфер і швидкість нагрівання та охолодження вище 1010 К/с. При одиночній бульбашковій кавітації умови можуть бути ще більш екстремальними. Таким чином, кавітація може створювати екстремальні фізичні та хімічні умови в холодних рідинах. Якщо рідини, що містять тверді речовини, опромінювати ультразвуком, можуть виникати пов'язані з цим явища. Поблизу протяжної твердої поверхні колапс порожнини стає несферичним, що приводить в рух високошвидкісні струмені рідини в тверду поверхню. Ці струмені та пов'язані з ними ударні хвилі можуть спричинити значні пошкодження поверхні та оголити свіжі, сильно нагріті поверхні. Крім того, високошвидкісні міжчастинкові зіткнення будуть виникати при ультразвуковому опроміненні рідко-порошкових суспензій за допомогою кавітації і ударних хвиль, які вона створює в таких суспензіях. Зіткнення, що виникають в результаті, здатні викликати різкі зміни в морфології поверхні, складі та реакційній здатності.” [Суслік 2001: 2 і далі.]
Ці інтенсивні умови ультразвукової кавітації мають ряд впливів на рослинний матеріал і його екстрагування:
- подолання селективності клітинних мембран
- підвищене перенесення маси між клітиною всередині та навколишнім розчинником
- поломка клітини,
- Вивільнення внутрішньоклітинного матеріалу
Це робить ультразвук високоефективним методом екстракції. Через інтенсивні механічні сили часто можна використовувати зелені та м'які розчинники, такі як вода, етанол тощо.
Ультразвукова екстракція скорочує час екстракції та дозволяє використовувати розчинник менше та/або м'якше. Це означає, що ультразвукова екстракція призводить до більш високої швидкості екстракції та дає більш здорові екстракти. Це пов'язано з особливостями його роботи при низькій температурі як для зниження втрат тепла, викликаних температурними факторами, так і для уникнення випаровування речовин через низьку температуру кипіння, а також для збереження біологічно активних речовин.
Ще одна перевага ультразвукової екстракції полягає в її простому і безпечному використанні і точно контрольованому застосуванні. Як нетермічний метод екстракції, ультразвук можна проводити при низьких температурах, щоб уникнути деградації чутливих до тепла, термолабільних речовин.
Література/Список літератури
- 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.
Ультразвукова обробка: Hielscher підтримує вас від техніко-економічного обґрунтування та оптимізації до комерційного виробництва!
SonoStation: Мобільна система під ключ для ультразвукової обробки – що складається з ультразвукових диспергаторів, насоса, мішалки і резервуара