Ультразвукова екстракція з використанням конопель як сировини
- Для рослини cannabis sativa можна виділити два види: марихуану і коноплю.
- Ультразвук добре відомий як чудовий метод виділення канабіноїдів як від марихуани, так і від конопель.
Ультразвукова екстракція канабіноїдів
Технологія ультразвукової екстракції є високоефективною для вивільнення активних сполук (тобто канабіноїдів (КБР, ТГК, КБГ), ефірні масла, терпени і т.д.) з рослинного матеріалу, такого як бруньки, листя та стебла.
Ультразвукова екстракція перевершує звичайні методи екстракції завдяки ряду переваг:
Ультразвукова екстракція (ОАЕ) добре відома як метод інтенсифікації процесу, який покращує масообмін і вивільняє більш високі виходи біологічно активних сполук, таких як канабіноїди, терпени тощо.
Ультразвукова екстракція дозволяє отримувати високоякісні екстракти, оскільки ультразвукова екстракція не вимагає використання агресивних, токсичних розчинників для вивільнення канабіноїдів. Ультразвукова екстракція може проводитися з водою, водно-спиртовою сумішшю, спиртом або олією (оливковою, кокосовою) як розчинниками. Це робить ультразвукову екстракцію (ОАЕ) значно екологічнішою.
Дізнайтеся більше про правильний вибір розчинників для ультразвукової екстракції!
М'які умови екстракції ультразвуку призводять до отримання екстракту, який має ті ж самі, але посилені властивості сировини (наприклад, коноплі, марихуани) – забезпечуючи чудовий вплив на здоров'я, смак і запах.
Ультразвукові екстрактори Hielscher можуть бути точно керовані. Завдяки повному контролю над параметрами процесу, такими як інтенсивність і температура, можна отримати надзвичайно високу якість екстракту. Оскільки ультразвук є нетермічним методом обробки, можна уникнути термічної деградації термочутливих компонентів. Температура екстракції від 0 до 60°C є оптимальною для високоякісних екстрактів.
Ще однією перевагою ультразвукової екстракції є швидкий процес: весь процес екстракції займає лише кілька хвилин, щоб вивільнити канабіноїди з рослинних клітин, тоді як інші методи екстракції вимагають годин або навіть днів обробки.
Як інвестиційні, так і експлуатаційні витрати мінімальні в порівнянні з альтернативними екстракторами, наприклад, надкритичними екстракторами CO2. Ультразвукові екстракційні системи забезпечують дуже швидкий RoI.
UP400St для екстракції канабіноїдів з конопель
- Високоякісні екстракти
- Більш повна екстракція
- висока швидкість екстракції
- Екстракт повного спектру дії
- Використання різних розчинників
- Не токсичний
- Нетермічний (холодний) метод
- Швидкий процес екстракції
- Безпечний і простий у використанні
- Лінійна масштабованість
Конопля проти марихуани
Канабіс – це сімейство рослин, які можна класифікувати на C. Індика і К. Сатива. Конопля та марихуана є видами Cannabis Sativa.
Якщо порівнювати коноплю та марихуану, то є величезна різниця; У той час як конопля містить дуже низьку концентрацію ТГК (0,3% або менше), марихуана багата ТГК з концентрацією від 15% до 40%.
Тому до недавнього часу коноплю вирощували в першу чергу в промислових цілях. В даний час конопля цінується і за вихід КБД. КБД – це непсихоактивний канабіноїд, який має протизапальні, анксіолітичні властивості. Марихуану в основному вирощують через вміст ТГК, який використовується в рекреаційних і лікувальних цілях.
Конопляна олія та КБД, основний канабіноїд, що міститься в коноплях, є перспективними речовинами, які вводяться для допомоги при таких захворюваннях, як тривога, хронічне запалення, аутоімунні захворювання, біль, головний біль та мігрень, шлунково-кишкові розлади та ін.
Звуковий апарат зондового типу UP400St Популярний ультразвуковий екстрактор, який використовується для виділення КБД, ТГК, КБГ, КБН, інших канабіноїдів, а також терпенів з конопель і марихуани.
Високоефективні ультразвукові екстрактори
Hielscher Ultrasonics пропонує малий, середнього розміру і індастріал ультразвукові процесори, які можуть працювати 24/7. Залежно від вашої сировини та обсягу процесу, ми можемо запропонувати вам ультразвукову систему екстракції, яка відповідає вашим потребам. Ви можете вибрати між пакетною та безперервною екстракцією. Пізніше можна легко масштабувати до більших виробничих потужностей, оскільки ультразвукові процеси можна масштабувати лінійно.
Пілотні та промислові системи Hielscher можуть видавати дуже високі амплітуди – Дозволяє працювати з амплітудою до 200 мкм, надійно і безперервно працювати в режимі 24/7. Для ще більш високих амплітуд доступні індивідуальні ультразвукові сонотроди. Міцність звукорежисерів Hielscher дозволяє працювати у важких умовах і в складних умовах.
Як багаторічний досвідчений виробник потужних ультразвукових екстракторів, компанія Hielscher є вашим надійним партнером для складної екстракції. Ми Проконсультуватися а також допомагати нашим клієнтам з нашими знаннями та направляти їх від техніко-економічного обґрунтування до промислового монтажу.
Зв'яжіться з нами зараз! Ми раді обговорити з Вами Ваші вимоги до видобутку!
Зв'яжіться з нами! / Запитайте нас!
Встановлення ультразвукового екстрактора Hielscher UIP4000hdT, потужністю 4 кВт, для промислового видобутку.
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.
- Uzma Altaf, A Rouf, Varsha Kanojia, Qudsiya Ayaz, Imtiyaz Zargar (2018): Ultrasound treatment: A novel processing technique for food preservation. The Pharma Innovation Journal 2018; 7(2): 234-241.
- Renata Vardanega, Diego T. Santos, M. Angela A. Meireles (2014): Intensification of bioactive compounds extraction from medicinal plants using ultrasonic irradiation. Pharmacogn Rev. 2014 Jul-Dec; 8(16): 88–95.
Факти, які варто знати
Ультразвукова екстракція стала найефективнішою та найзручнішою технікою, коли йдеться про екстракцію біологічно активних сполук із рослинних компонентів. Найбільш яскравим прикладом успішної екстракції може бути виділення КБД та інших канабіноїдів з канабісу.
Ультразвукові проти звичайних методів екстракції
Замочування в етанолі є простим методом, але він дуже трудомісткий, потужність процесу обмежена, а витрати на розчинник та енергію високі. Залишки розчинника в кінцевому продукті заважають досягненню мети отримання високоякісного екстракту.
Видобуток за допомогою закритої вуглеводневої системи вимагає використання викопного палива, тому в кінцевому продукті можна знайти речовини, що викликають рак, такі як бензол.
Надкритичні системи екстракції CO2 відрізняються високими інвестиційними витратами, а також споживанням енергії. Надкритичні екстрактори CO2 вимагають добре навченого персоналу для роботи, оскільки системи з високим тиском CO2 є небезпечними для експлуатації. Коли СО2 витікає, це може спричинити асфіксію, смерть присутніх працівників.
Критичний видобуток води є екологічно чистою альтернативою, яка є повільною та вивільняє лише невелику частку біологічно активних сполук.
Ультразвукова екстракція
Ультразвукова екстракція – це інтенсифікуюча методика екстракції, яка може використовуватися в поєднанні з вода (без розчинників) а також з Розчинники такі як етанол, етанол-вода, гліцерин, метанол, рослинні олії або інші розчинники на вибір. Ультразвукова екстракція сприяє масообміну таким чином, що Вихід екстракту 95-99% можна отримати. Ультразвук легко масштабується і дозволяє отримати високоякісні екстракти.
Маломасштабна ультразвукова витяжка типу UP400St (400W) здатний обробити партію до 10 л протягом 5-15 хв (в залежності від параметрів процесу, таких як сировина (свіжа або сушена; бутони, листя, стебла), розчинник, температура).
Потужний ультразвуковий екстрактор UIP2000hdT потужністю 2 кВт Може працювати як вбудована система. У режимі проточного потоку UIP2000HDT легко переробляє від 200 до 800 л/год (також залежить від параметрів процесу).
Інвестиційні витрати на ультразвуковий процесор низькі в порівнянні з екстрактором CO2. Також нехтують витратами енергії на експлуатацію. Ультразвукові екстрактори дуже безпечні в експлуатації, легко чистяться і не вимагають особливого обслуговування.
марихуана
Біологічно активні сполуки рослини канабісу (як коноплі, так і марихуани) привернули багато уваги в найближчому минулому. Зокрема, для канабіноїду канабідіолу (КБД) було продемонстровано багато переваг для здоров'я, які охоплюють як протиракові та протизапальні властивості, так і больові та антидепресивні ефекти. Крім канабідіолу, рослина канабісу містить безліч інших канабіноїдів, таких як ТГК (тетрагідроканабінол), канабінол (CBN), канабігерол (CBG), канабіхромен (CBC) і канабінодіол (CBND). Канабіноїди показали величезний терапевтичний потенціал і знаходяться в центрі уваги багатьох наукових досліджень.
Взаємодія різних канабіноїдів та інших біологічно активних сполук, таких як терпени, поліфеноли, флавоноїди та алкалоїди, здається, призводить до ще кращої користі для здоров'я. Взаємодія різних терпенів, різних канабіноїдів та інших рослинних сполук називається “Ефект антуражу”. Завдяки таким антуражним ефектам, екстракти повного спектру, які можна успішно отримати за допомогою ультразвукової екстракції (ОАЕ), відомі винятковими терапевтичними ефектами.
Терпени канабісу
Терпеноїди – це компоненти ефірних олій, які можна знайти в рослинних компонентах. Рослина канабіс дуже багата на терпени. У канабісі терпени утворюються в трихомах рослини. Трихоми - це блискучі, липкі кристали, які прилипають до листя і бутонів. Ці трихоми є природним захисним механізмом рослини канабісу, який захищає рослину від комах і тварин. Завдяки запашному запаху терпени діють як репелент. Для нас, людей, найпомітнішою характеристикою терпенів канабісу є їх запах. Ці терпени сприяють різноманітній користі для здоров'я рослини канабісу (коноплі та марихуани).
Крім свого аромату та запаху, молекули терпенів є потужними рослинними речовинами, які мають різноманітні медичні переваги.
І марихуана, і коноплі роду Cannabis Sativa містять виняткову кількість терпеноїдів і містять понад 100 різних видів цих речовин.
Кожен терпен має унікальні властивості, які варіюються від седативних до підбадьорливих. Наприклад, неролідол має седативну та протитривожну дію, ліналоол допомагає впоратися з симптомами тривоги та артриту, а мирцен, як відомо, полегшує хронічний біль. Терпени β-мірцен, ɣ-пінен і гумулен зменшують запалення і мають знеболювальну дію.
Різні терпени є унікальними для канабісу, але багато терпенів, що містяться в канабісі, також присутні в кількох інших рослинах. Каріофілен міститься, наприклад, у зелених листових овочах, Хміль а також в розмарині і орегано. Лімонен є основним терпеном, який міститься в цитрусових, таких як лимони та апельсини.
Ефект антуражу
Кожен терпен відомий специфічними лікувальними ефектами. Однак відомо, що терпени та інші ботанічні сполуки, такі як поліфеноли та флавоноїди, демонструють виняткові синергетичні ефекти, які призводять до покращення симбіозу між канабіноїдами. Ця взаємодія різних біологічно активних сполук відома як “Ефект антуражу“.
Ефект антуражу робить терпени більш біодоступними і допомагає організму ефективніше засвоювати канабіноїди.
Види біологічно активних сполук
Кількість, концентрація і різноманітність біологічно активних сполук відповідають за лікувальні властивості рослинного екстракту. Ці біологічно активні сполуки синтезуються як вторинні метаболіти, які не сприяють росту або фотосинтезу в рослинах. Однак вони мають вирішальне значення для рослин’ виживання і взаємодія з навколишнім середовищем. Ботанічні біологічно активні сполуки можна широко класифікувати на три класи терпенів і терпеноїдів, алкалоїдів і фенольних сполук. Фенольні сполуки є найбільш широко поширеною групою вторинних метаболітів у рослинному світі і добре відомі та цінуються за свою антиоксидантну дію. Іншим важливим класом низькомолекулярних фенольних сполук є флавоноїди, які також виявляють дуже сильну антиоксидантну дію.
Спектр фенольних сполук включає фенольні кислоти, такі як бензойна та гідроксикорична кислоти, флавоноїди, такі як флавони та флавоноли, лігнани та стильбени. Екстракт повного спектру дії (наприклад, отриманий за допомогою Ультразвукова екстракція з канабісу) включає всі ці різні ботанічні сполуки, які виявляють найбільш широкий спектр оздоровчих ефектів.
Принцип роботи ультразвукової екстракції
В основі ультразвукової екстракції лежать акустичні хвилі (ультразвук), з'єднані в рідке середовище. Інтенсивні ультразвукові хвилі генерують цикли високого тиску / низького тиску. Через перепади тиску під час поширення ультразвукових хвиль по рідині виникають кавітаційні бульбашки. Імплозія цих кавітаційних бульбашок призводить до енергетично насичених умов.
Ультразвукова екстракція активних сполук і ефірних масел заснована на принципі роботи акустична кавітація. На малюнку вище показаний ефект руйнування кавітаційного міхура і пов'язане з цим вивільнення ефірної олії з рослинної сировини
джерело: Altaf et al. 2018
Умови в безпосередній близькості від вибухають кавітаційних бульбашок можуть бути екстремальними – виробляє температуру до 4500 ° C і тиск до 100 МПа. Імлозія і результуючі диференціали зсуву призводять до дуже високих сил зсуву і турбулентності в кавітаційній гарячій точці. Сукупність цих факторів перепадів тиску, перепадів температур і зсуву сприяє масообміну і тим самим процесам екстракції. Під дією інтенсивних сил ультразвукової кавітації клітини (наприклад, рослин, бактерій або тканин) руйнуються, а внутрішньоцелюлярний матеріал (наприклад, олії, ліпіди, білки та активні сполуки) вивільняється в навколишній розчинник.
Тому ультразвукова екстракція є кращим методом для інтенсифікації процесів екстракції.
Ультразвукова екстракція заснована на акустичній кавітації та її гідродинамічних силах зсуву
Ультразвукові екстрактори високої потужності від лабораторних до дослідних і промислових масштабів.