Швидка та проста ультразвукова екстракція канабісу
Екстрагуйте каннабіноїди, терпени та інші цінні сполуки канабісу швидше за допомогою систем ультразвукової екстракції Hielscher. Потужний ультразвук інтенсифікує масоперенесення, руйнує клітини рослин і допомагає ефективно вивільняти активні сполуки у вибраний розчинник – від етанолу та харчових олій до спеціалізованих екстракційних середовищ.
Обладнання для ультразвукової екстракції канабісу для більшої ефективності та швидшої обробки
Незалежно від того, розробляєте ви лабораторний протокол, валідуєте пілотний процес чи масштабуєте до промислового виробництва, ультразвукові гомогенізатори Hielscher надають вам точний контроль над амплітудою, температурою, тиском, часом перебування та умовами щодо розчинника. Це робить ультразвукову екстракцію надійним вибором для відтворюваних екстрактів канабісу та конопель із коротким часом обробки та масштабованою пропускною здатністю.
Чому переробники обирають ультразвукову екстракцію Hielscher:
- Швидша екстракція каннабіноїдів та терпенів
- Висока ефективність екстракції та відтворювана якість продукту
- М’яка, нетермічна обробка для термолабільних сполук
- Сумісність зі звичайними розчинниками для екстракції, включаючи етанол та базові олії
- Легке масштабування від лабораторних випробувань до повномасштабного промислового виробництва
- Консультування з процесу, перевірка технічної можливості та підтримка встановлення від інженерів Hielscher
Повідомте нам про вашу сировину, розчинник, розмір партії або об’ємну витрату та цільовий екстракт. Ми рекомендуємо відповідну ультразвукову установку та параметри процесу для вашого застосування.
Ультразвуковий гомогенізатор UP400St для екстракції канабісу
| Метод | Проблеми та занепокоєння | Переваги ультразвукової екстракції |
|---|---|---|
| Мацерація | Тривалий час обробки | Швидше масоперенесення та коротша екстракція |
| Сокслет | Теплове навантаження та потреба в розчиннику | М’якша екстракція при нижчих температурах |
| Надкритичний CO₂ | Капітальні витрати та обмеження пропускної здатності | Можна комбінувати або модернізувати для покращення екстракції |
| Етанолова екстракція | Ефективність, швидкість, збереження терпенів | Краще руйнування клітин та відтворювані параметри |
Ультразвукові гомогенізатори Hielscher для екстракції канабісу – науково доведена ефективність!
Казірагі та колеги з італійського Університету Мілана порівняли три методи екстракції канабісу: ультразвукову екстракцію, екстракцію за Сокслетом та мацерацію.
Метою дослідження було вивчити ефективність ультразвукової екстракції для виділення канбіноїдів із Cannabis sativa та порівняти її з іншими методами екстракції, такими як екстракція за Сокслетом та мацерація.
Дослідники використовували ультразвуковий процесор Hielscher UP200Ht (див. фото ліворуч) для процесу екстракції, і вони виявили, що метод екстракції, посилений ультразвуком, був ефективнішим для виділення канбіноїдів, ніж два інші методи. Ультразвукова екстракція також була швидшою, ефективнішою та менш трудомісткою, ніж інші методи.
Екстракцію проводили, використовуючи оливкову олію як розчинник. Рослинну сировину додавали до розчинника та обробляли ультразвуком протягом 10 хвилин при амплітуді 60% за допомогою ультразвукового апарату UP200Ht.
Після етапу ультразвукової обробки екстракт фільтрували, а розчинник випаровували під зниженим тиском, щоб отримати концентрований екстракт. Потім екстракт аналізували на вміст канбіноїдів за допомогою високоефективної рідинної хроматографії (HPLC).
Загалом, результати цього дослідження показали, що ультразвукова екстракція канбіноїдів CBD та THC в оливковій олії є ефективним методом виділення канбіноїдів із рослинної сировини Cannabis sativa, забезпечуючи високі виходи та чистоту.
Однією з переваг ультразвукової екстракції з використанням UP200Ht є те, що вона може забезпечити вищі виходи канбіноїдів за менший час, ніж традиційні методи екстракції. Дослідники також зазначили, що ультразвукова екстракція є більш екологічно безпечним методом порівняно з іншими методами екстракції, оскільки вимагає менше розчинника та енергії. Крім того, ультразвукову екстракцію можна легко масштабувати для промислового виробництва, що робить її перспективним методом для великомасштабного виробництва екстрактів CBD.
На завершення дослідження свідчить, що ультразвукова екстракція з використанням UP200Ht є перспективним методом для виділення канбіноїдів із Cannabis sativa для медичних цілей.
Ультразвукова екстракція є високоефективним методом виділення канбіноїдів, таких як CBD та THC. Оливкову олію використовували як розчинник, ультразвукову екстракцію проводили за допомогою UP200ST.
(фото та дослідження: © Casiraghi et al., 2022)
Промисловий ультразвуковий апарат UIP2000hdT з мішалкою в бочці для великомасштабної екстракції канабісу
Умови ультразвукової обробки та екстракції
Ультразвукові екстрактори Hielscher надають вам повний контроль над усіма відповідними параметрами процесу, включаючи амплітуду, час ультразвукової обробки, тиск, температуру, об’ємну витрату та склад розчинника. Це дозволяє оптимізувати процес екстракції для виходу, профілю екстракту, пропускної здатності та вимог до подальшої обробки.
Процес ультразвукової обробки канабісу
Екстракція, посилена ультразвуком, базується на повторюваних циклах високого та низького тиску. Ці чергування циклів високого та низького тиску 20 000 разів на секунду ультразвукової обробки створюють інтенсивні зсувні сили та рідинні струмені. Цей екстремальний стрес долає селективність мембрани, перфорувати та руйнує клітинну стінку, що призводить до високого масопереносу між внутрішньою частиною клітини та навколишнім розчинником. За допомогою ультразвукової екстракції можна досягти вищих виходів та коротших тривалостей екстракції. Оскільки ультразвукова екстракція є відтворюваним процесом, результати екстракції можна повторити для стандартизованої якості екстракту.
Ультразвукові екстрактори Hielscher надають вам повний контроль над важливими параметрами екстракції. Коригуючи амплітуду, тривалість, тиск та склад рідини, вихід процесу екстракції можна точно контролювати та відтворювати.
Розчинники для екстракції канабісу
Ультразвукова екстракція сумісна з усіма поширеними розчинниками, що дозволяє використовувати розчинник на ваш вибір, такий як вода, розчинники та олії (наприклад, H2O, CO2, етанол, метанол, бутан, пропан, оливкова олія, кокосова олія тощо).
Поширені розчинники та екстракційні середовища включають:
Для продуктів для перорального застосування часто перевагу надають харчовим розчинникам та оліям-носіям. Для аналітичного тестування та контролю якості можуть використовуватися лабораторні розчинники. Для промислової екстракції каннабіноїдів етанол і процеси на основі CO2 є поширеним вибором. Ультразвукова обробка може покращити масоперенесення в багатьох із цих систем розчинників і тому може допомогти скоротити час екстракції, підвищити ефективність екстракції або підтримати стандартизацію процесу.
Температура екстракції
Для багатьох процесів ботанічної екстракції ефективна ультразвукова екстракція досягається при температурах процесу від 0°C до 60°C. Нижчі температури можуть допомогти зберегти леткі ароматичні сполуки та термочутливі інгредієнти, тоді як помірні температури можуть покращити розчинність та швидкість екстракції. Ідеальна температура залежить від розчинника, біомаси, цільових сполук та специфікацій кінцевого продукту.
Ультразвукові системи Hielscher можуть бути інтегровані з охолоджувальними сорочками, теплообмінниками та реакторами з контролем температури, щоб підтримувати процес екстракції в бажаному температурному діапазоні.
Комбіновані методи екстракції – синергії
Модернізація існуючого об’єкта екстракції канабісу шляхом встановлення ультразвукового апарату може допомогти покращити продуктивність екстракції, збільшити пропускну здатність, скоротити час екстракції або зробити процес більш відтворюваним.
Ультразвукову екстракцію можна легко поєднати з тиском, нагріванням, умовами надкритичної екстракції або апаратом Сокслета для покращення результатів та/або адаптації установки для екстракції до конкретних вимог. Модернізація існуючого об’єкта екстракції канабісу шляхом встановлення ультразвукового апарату є особливо цікавою, якщо існуючий метод екстракції не демонструє бажаної продуктивності та виходу.
Вже існуючі екстракційні машини можна легко модернізувати, впровадивши ультразвуковий екстрактор. Ми будемо раді допомогти вам з оцінкою процесу, вибором обладнання, концепціями встановлення та інтеграцією у ваші існуючі виробничі лінії.
Докладніше про ультразвукове покращення надкритичної екстракції CO2!
Сфери застосування ультразвукової екстракції канабісу
Точне управління процесом та лінійна масштабованість дозволяють перенести параметри екстракції з лабораторних випробувань на пілотне виробництво та повномасштабне виробництво. Це дозволяє переробникам розробити надійний метод екстракції, валідувати його в меншому масштабі та масштабувати з упевненістю.
Каннабіноїди, терпени та інші активні інгредієнти рослини канабісу екстрагуються для різноманітних цілей. Ультразвукова екстракція є перевіреною методом отримання екстрактів рослини канабісу для
- медичного/ фармацевтичного виробництва
- рекреаційних продуктів з канабісу
- виробництва нутрицевтиків та харчових продуктів
- перед подальшою обробкою, наприклад, наноемульсифікацією
- тестування ефективності ліків
- судової/хімічної аналітики
Ультразвукові екстрактори – для малого та великого масштабу
Hielscher Ultrasonics – ваш партнер у сфері високоефективного ультразвукового екстракційного обладнання. Чи хочете ви виробляти менші партії високоякісних екстрактів CBD для вашого бутикового бренду чи обробляти великі кількості конопель або марихуани в промислових масштабах – Hielscher Ultrasonics має ідеальне ультразвукове екстракційне обладнання для вас!
Лінійна масштабованість та точне управління процесом дозволяють досягати надійних результатів на будь-якому рівні. Докладніше про масштабування процесів ультразвукової екстракції!
Ми допоможемо вам: Наш сервіс консалтингу та оптимізації процесів
Hielscher Ultrasonics має багаторічний досвід у сфері ультразвукової обробки та глибоке розуміння процесів ультразвукової екстракції. Ми надаємо вам рекомендації щодо найбільш підходящого ультразвукового процесора для вашого процесу та навчаємо, як найефективніше використовувати наші пристрої. Наші інженери доступні для послуг з монтажу по всьому світу.
У нашій повністю обладнаній лабораторії ультразвукових процесів у Німеччині наша команда інженерів-технологів і хіміків може розробити та оптимізувати ваш процес для вас або разом з вами.
- короткий час екстракції
- висока швидкість екстракції
- більш повна екстракція
- м’яка, нетермічна обробка
- легка інтеграція та безпечна експлуатація
- відсутність небезпечних / токсичних хімічних речовин, відсутність домішок
- низька вартість
- енергоефективність
- зелена екстракція: екологічно безпечна
Що таке ультразвукова екстракція канабісу?
Ультразвукова екстракція канабісу – це метод екстракції, який використовує потужний ультразвук для вивільнення каннабіноїдів, терпенів та інших біоактивних сполук з рослинної сировини канабісу або промислової коноплі. Ультразвукова кавітація створює інтенсивні зсувні сили в рідині, які руйнують клітини рослин і покращують масоперенесення між рослинною сировиною та розчинником.
Як ультразвук покращує екстракцію каннабіноїдів?
Ультразвук покращує екстракцію каннабіноїдів, руйнуючи клітинні стінки, збільшуючи проникнення розчинника та прискорюючи вивільнення сполук з рослинної матриці. Це може скоротити час екстракції та підвищити ефективність екстракції порівняно з повільними пасивними методами, такими як мацерація.
Які каннабіноїди можна екстрагувати за допомогою ультразвукової екстракції?
Ультразвукова екстракція може використовуватися для екстракції каннабіноїдів, таких як CBD, THC, THCA, CBDA, CBG та інших сполук, присутніх у біомасі канабісу або промислової коноплі. Кінцевий профіль каннабіноїдів залежить від рослинної сировини, розчинника, температури, часу екстракції та умов подальшої обробки.
Чи може ультразвукова екстракція зберегти терпени?
Так, ультразвукова екстракція може працювати при низьких і контрольованих температурах, що корисно при обробці термочутливих сполук, таких як терпени. Контроль температури, короткий час екстракції та відповідний вибір розчинника допомагають захистити леткі та чутливі компоненти екстракту.
Які розчинники можна використовувати для ультразвукової екстракції канабісу?
Ультразвукова екстракція канабісу сумісна з багатьма поширеними екстракційними середовищами, включаючи етанол, суміші води та етанолу, харчові олії, такі як оливкова олія або кокосова олія, та інші процес-специфічні розчинники. Найкращий розчинник залежить від цільового продукту, регуляторних вимог, подальшої обробки та цільових сполук.
Чи підходить ультразвукова екстракція для екстракції канабісу етанолом?
Так, етанол часто використовується з ультразвуковою екстракцією канабісу. Ультразвукова обробка може інтенсифікувати екстракцію етанолом, покращуючи контакт між розчинником і рослинною сировиною, скорочуючи час екстракції та підтримуючи відтворювані умови процесу.
Чи можна використовувати ультразвукову екстракцію канабісу з базовими оліями?
Так, каннабіноїди можна екстрагувати в базові олії, такі як оливкова олія або кокосова олія. Це може бути корисним для формуляцій, де олія безпосередньо слугує екстракційним середовищем або є частиною кінцевої продуктової формуляції.
Чи є ультразвукова екстракція канабісу термічним процесом?
Ні. Ультразвукова екстракція вважається м’яким, нетермічним методом екстракції. Хоча температуру процесу все одно необхідно моніторити та контролювати, екстракційний ефект є переважно механічним: кавітація, зсувні сили, руйнування частинок та покращене масоперенесення.
Скільки часу триває ультразвукова екстракція канабісу?
Час екстракції залежить від рослинної сировини, розміру частинок, розчинника, температури, концентрації твердих речовин, амплітуди ультразвуку та конфігурації обладнання. У багатьох застосуваннях ультразвукова обробка значно скорочує час екстракції порівняно з традиційною мацерацією.
Чи можна масштабувати ультразвукову екстракцію канабісу до промислового виробництва?
Так. Ультразвукову екстракцію можна масштабувати від лабораторних випробувань до пілотного та промислового виробництва. Ультразвукові обробники Hielscher доступні для невеликих партійних випробувань, розробки процесів і великомасштабної безперервної обробки.
Які параметри процесу є найважливішими при ультразвуковій екстракції канабісу?
Важливі параметри включають амплітуду ультразвуку, час ультразвукової обробки, температуру, тиск, тип розчинника, співвідношення розчинника до біомаси, розмір частинок, а також умови змішування або потоку. Точний контроль цих параметрів допомагає досягти відтворюваної якості екстракту.
Чи можна додати ультразвукову екстракцію до існуючої лінії екстракції канабісу?
Так. Ультразвукові обробники часто можна інтегрувати в існуючі системи екстракції для покращення масопереносу, скорочення часу обробки або підвищення ефективності екстракції. Найкраща концепція інтеграції залежить від поточного методу екстракції, поводження з розчинниками, пропускної здатності та наявного простору для процесу.
Який ультразвуковий обробник Hielscher підходить для екстракції канабісу?
Правильний ультразвуковий обробник залежить від необхідного розміру партії, об’ємної витрати, розчинника, рослинної сировини та цілей виробництва. Менші пристрої підходять для перевірки можливостей і розробки лабораторних протоколів, тоді як промислові ультразвукові обробники серії UIP розроблені для пілотної та виробничої екстракції.
Як обрати правильну установку для ультразвукової екстракції?
Щоб обрати правильну установку, визначте тип біомаси, цільові каннабіноїди або терпени, розчинник, розмір партії або безперервну об’ємну витрату, температурні обмеження та етапи подальшої обробки. Hielscher рекомендує ультразвуковий процесор, сонотрод, реактор і параметри процесу на основі цих вимог.
Основна інформація про ультразвукову екстракцію
Потужний ультразвук є перевіреною методом ефективного та надійного виділення активних сполук, включаючи рослинні/медичні сполуки, олії, білки та біоактивні речовини (наприклад, флавоноїди, поліфеноли, антоціани, аромати) з ботанічних матеріалів, трав, квітів і насіння.
Для ультразвукової екстракції потужні ультразвукові хвилі вводяться в суміш рослинної сировини та розчинника, так що відбувається акустична кавітація. Акустична кавітація описується як спричинене ультразвуком утворення, зростання та імплозійне руйнування бульбашок у рідинах.
“Під час кавітації руйнування бульбашок створює інтенсивне локальне нагрівання та високі тиски з дуже коротким часом існування. У хмарах кавітуючих бульбашок ці гарячі точки мають еквівалентні температури приблизно 5000 K, тиски близько 1000 атмосфер і швидкості нагрівання та охолодження понад 1010 K/s. При кавітації окремої бульбашки умови можуть бути ще більш екстремальними. Таким чином, кавітація може створювати екстремальні фізичні та хімічні умови в інакше холодних рідинах. Якщо рідини, що містять тверді частинки, опромінюються ультразвуком, можуть виникати споріднені явища. Біля розвиненої поверхні твердого тіла руйнування порожнини стає несферичним, що спрямовує високоскорісні струмені рідини в поверхню твердого тіла. Ці струмені та пов’язані з ними ударні хвилі можуть спричиняти значне пошкодження поверхні та оголювати свіжі, сильно нагріті поверхні. Крім того, під час ультразвукового опромінення суспензій рідина-порошок через кавітацію та створювані нею ударні хвилі в таких суспензіях відбуваються зіткнення частинок із високою швидкістю. Результатом цих зіткнень є здатність викликати драматичні зміни в морфології поверхні, складі та реакційній здатності.” [Suslick 2001: 2f.]
Ці інтенсивні умови ультразвукової кавітації мають кілька ефектів на рослинний матеріал та його екстрагованість:
- подолання селективності клітинної мембрани
- посилений масоперенос між внутрішнім середовищем клітини та навколишнім розчинником
- руйнування клітин
- вивільнення внутрішньоклітинного матеріалу
Це робить ультразвукову обробку високоефективним методом екстракції. Через інтенсивні механічні сили часто можна використовувати екологічні та м’які розчинники, такі як вода, етанол тощо.
Ультразвукова екстракція скорочує час екстракції та дозволяє зменшити та/або використовувати м’якші розчинники. Це означає, що ультразвукова екстракція забезпечує вищі показники екстракції та виробляє здоровіші екстракти. Це пов’язано з характеристиками її роботи за низької температури, як для зменшення втрат тепла, спричинених 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 та безпечному використанні та точно контрольованому застосуванні. Як нетермічний метод екстракції, ультразвукова обробка може проводитися за низьких температур, щоб уникнути деградації термочутливих, термолабільних речовин.
Література/Посилання
- 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 перевірки доцільності та оптимізації до комерційного виробництва!
SonoStation: Мобільна система «під ключ» для ультразвукової обробки – складається з ультразвукових диспергаторів, насоса, мішалки та резервуара