📑 Inhaltsverzeichnis
- O que é ultrassom?
- Extração de canabinoides
- Extrato de cannabis por meio de ultrassom
- Extractores de ultrassom para extratos de espectro completo
- Produção de nanoemulsões de CBD solúveis em água com ultrassom
- Vantagens dos sistemas ultrassônicos
- Ultrassom para produção de pequenas quantidades até produção industrial
- Perguntas frequentes sobre extração de cannabis com ultrassom
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Os canabinoides podem ser extraídos da planta de cannabis de várias formas. Entre os métodos mais comuns estão a extração por solvente, a extração por CO₂ supercrítico e a extração por ultrassom. O ultrassom há muito é um método comprovado para liberar substâncias bioativas do material vegetal. Como a extração por ultrassom é um processo não-térmico e, portanto, particularmente suave, o ultrassom de alta potência se estabeleceu na indústria cannabis como um método altamente eficiente para obter CBD, THC e outros canabinoides.
O que é ultrassom?
Ultrassom é definido como oscilações sonoras com mais de 20 kHz, ou seja, mais de 20.000 oscilações por segundo. Este é o intervalo acima do espectro auditivo humano. O ultrassom, portanto, cobre uma faixa muito ampla de oscilações acústicas, razão pela qual muitas aplicações diferentes se enquadram no campo do ultrassom. Os exemplos de aplicação mais conhecidos incluem procedimentos de imagem em consultórios médicos, sistemas de estacionamento em carros e testes não-destrutivos de materiais. Estes exemplos envolvem ultrassom de alta frequência e não-destrutivo.
Ultrassom de alta potência é quando ondas sonoras intensas e de baixa frequência com uma frequência de aproximadamente 20-60 kHz são geradas. Essas ondas sonoras de alta densidade energética criam ciclos de alta e baixa pressão alternados em fluidos (compressão e rarefação). Durante um ciclo de baixa pressão, as ondas ultrassônicas de alta energia formam pequenas bolhas de vácuo ou cavidades no fluido. Quando essas bolhas atingem um volume no qual não conseguem mais absorver energia, elas explodem durante um ciclo de alta pressão. Esse fenômeno de implosão de bolhas é chamado de cavitação.
A cavitação cria pontos quentes locais no fluido ou suspensão, que atingem temperaturas de até 5000 K e pressões de até 2000 atm. Além disso, a implosão das bolhas de cavitação cria jatos de fluido com velocidades de até 280 m/s. Essas condições extremas localizadas fazem com que as células vegetais explodam, tornando as substâncias bioativas presas no interior da célula vegetal acessíveis.
Extração de canabinoides
Os compostos bioativos da planta cannabis receberam muita atenção nos últimos tempos. Particularmente para o canabinol canabidiol (CBD), muitos efeitos positivos na saúde foram documentados, que variam de propriedades anticancerígenas e anti-inflamatórias até efeitos analgésicos e antidepressivos.
Além do canabidiol, a planta de cannabis contém muitos outros canabinoides como THC (tetrahidrocanabinol), canabinol (CBN), canabinol (CBG), canabicromeno (CBC) e canabinodiol (CBND). Os canabinoides demonstraram um enorme potencial terapêutico e estão em foco em muitos estudos de pesquisa. Para processar canabinoides em medicamentos, suplementos nutricionais e produtos de consumo, os princípios ativos devem ser liberados e isolados da célula vegetal. A aplicação eficiente e simples do ultrassom de alta potência se mostrou particularmente apropriada para a produção de canabinoides de alta qualidade.
Extrato de cannabis por meio de ultrassom
As condições ambientais extremas nos pontos quentes da cavitação ultrassônica têm vários efeitos no material vegetal e sua capacidade de extração. Estes incluem superar a permeabilidade seletiva da membrana celular, maior troca de substâncias entre o interior da célula e o solvente, ruptura mecânica da célula e liberação de substâncias intracelulares (por exemplo, canabinoides). Esses efeitos resultam em alto rendimento de extratos de qualidade superior em um tempo de sonicação muito curto. Com um processador ultrassônico de 400 watts como o UP400St da Hielscher, um lote de 10 litros de suspensão de cannabis pode ser processado em 5 a 8 minutos. Os processadores ultrassônicos industriais processam a suspensão de cannabis e solvente em fluxo contínuo. O meio é bombeado através de um reator ultrassônico e sonicado lá. Em escala industrial, com um UIP4000hdT (4kW) cerca de 3L/min podem ser processados.
Devido ao alto rendimento de extrato e à rapidez, a extração por ultrassom se mostrou particularmente eficiente na liberação de canabinoides como canabidiol (CBD), tetrahidrocanabinol (THC) e muitas outras substâncias valiosas da Cannabis sativa e Cannabis indica. A cavitação ultrassônica atinge um rendimento de extrato de 95 a 99% dos canabinoides contidos na planta de cannabis. Ao ajustar deliberadamente os parâmetros (amplitude ultrassônica, temperatura, pressão, viscosidade), o processo ultrassônico pode ser otimizado para o material de partida e a qualidade de extrato desejada.
Na extração por ultrassom, os canabinoides podem não apenas ser obtidos das flores, mas também folhas, caules e material de raiz podem ser processados.
Extractores de ultrassom para extratos de espectro completo
A interação de vários canabinoides e outras substâncias bioativas como terpenos, polifenóis, flavonoides e alcaloides parece intensificar os efeitos positivos na saúde. A interação de vários terpenos, diferentes canabinoides e outras substâncias vegetais é chamada de „efeito comitiva“. Devido a este efeito comitiva, os extratos que contêm o espectro completo de fitoquímicos são particularmente procurados. Por meio da extração assistida por ultrassom, extratos de espectro completo de alta qualidade podem ser obtidos, que são conhecidos por seus efeitos excepcionais e terapêuticos.
Produção de nanoemulsões de CBD solúveis em água com ultrassom
O CBD é fortemente hidrofóbico (repele água) e, portanto, não pode ser facilmente dissolvido ou misturado em água. Devido à hidrofobicidade, o CBD puro também tem uma biodisponibilidade muito baixa. Isso significa que quando o CBD é consumido na forma pura, a maior parte da quantidade ingerida é metabolizada pelo fígado e apenas cerca de 6-9% do CBD chega ao sistema endocanabinóide do organismo humano. O CBD atua como agonista nos receptores endocanabinoides, através do qual o CBD influencia farmacologicamente o sistema canabinóide e, assim, por exemplo, fortalece o sistema imunológico, ajuda na terapia anticancerígena ou atua como antidepressivo.
Para aumentar a biodisponibilidade do CBD, o CBD é processado em uma formulação solúvel em água. Para isso, o CBD é dissolvido em um óleo de alta qualidade (por exemplo, óleo MCT, óleo de coco, óleo de sementes de cânhamo, azeite de oliva, etc.) e depois processado em uma emulsão óleo/água por meio de ultrassom. A cavitação ultrassônica cria tamanhos de gotícula na faixa nanométrica, alcançando uma biodisponibilidade excelente. Através de sonicação com ultrassom, emulsões claras e transparentes ou até translúcidas podem ser produzidas, pois o tamanho da gotícula é reduzido para aproximadamente 10 nm através da emulsificação por ultrassom. Isso também melhora significativamente a estabilidade da emulsão. Com o emulsificante certo, as nanoemulsões permanecem estáveis a longo prazo, para que a emulsão de CBD possa ser armazenada por vários meses ou anos.
Além de nanoemulsões de CBD para administração oral, loções, cremes e tinturas de CBD também podem ser produzidas usando ultrassom.
O mesmo equipamento ultrassônico usado para extrair CBD pode ser usado para produzir nanoemulsões. Isso permite que a aquisição de um sistema ultrassônico na produção de CBD seja amortizada ainda mais rapidamente.
Vantagens dos sistemas ultrassônicos
As vantagens da extração por ultrassom residem no alto rendimento, na livre escolha do solvente (por exemplo, água, etanol, mistura de água-etanol, glicerina, óleo MCT, azeite de oliva, butano, etc.), bem como na operação simples e segura. Devido às forças mecânicas intensas do ultrassom, solventes ecológicos e suaves como água e etanol geralmente são suficientes para alcançar uma taxa e rendimento de extração extraordinários. Assim, a extração por ultrassom reduz o tempo de extração e permite o uso reduzido de solvente ou o uso de solventes mais suaves e delicados. Por meio da extração por ultrassom, portanto, taxas de extração mais altas e extratos mais saudáveis (por exemplo, extratos de água fria) podem ser obtidos. Como a temperatura do processo pode ser controlada com precisão durante a sonicação, tanto a decomposição dos extratos por temperaturas muito altas quanto a evaporação das substâncias são evitadas.
Em comparação com um extrator de CO₂ supercrítico, os custos de aquisição de um sistema ultrassônico são baixos. Os processadores ultrassônicos também se destacam nos custos operacionais, operação simples e fácil de usar e segurança ocupacional.
Ultrassom para produção de pequenas quantidades até produção industrial
Uma peculiaridade do processamento ultrassônico reside na escalabilidade linear do processo de extração. Estudos de viabilidade e produção de pequenos lotes podem ser facilmente realizados com um dispositivo ultrassônico portátil em um recipiente aberto. Isso torna simples testar a eficiência e qualidade do processo de extração por ultrassom. Todos os resultados alcançados em pequena escala podem ser totalmente escalados e reproduzidos. O controle digital do extrator ultrassônico e o registro dos parâmetros ultrassônicos em um cartão SD interno permitem monitoramento preciso do processo e reprodutibilidade de padrões de qualidade consistentes.
O portfólio de produtos da Hielscher Ultrasonics oferece extractores de ultrassom para cada escala – desde dispositivo portátil de 50W até ultrassom industrial de 16kW para produção inline. Graças à experiência de décadas da Hielscher Ultrasonics em extração ultrassônica e à instalação de várias centenas de sistemas de extração ultrassônica em todo o mundo, assessoria competente e abrangente é garantida.
Perguntas frequentes sobre extração de cannabis com ultrassom
Como funciona a extração de cannabis com ultrassom?
O ultrassom de alta potência cria minúsculas bolhas de cavitação no fluido que, ao explodir, rompem as células vegetais e liberam os canabinoides. Como o processo funciona de forma não-térmica, é particularmente suave. Nosso guia completo de extração de cannabis e concentrados oferece uma visão geral de todos os métodos.
Quais solventes são adequados para extração por ultrassom?
Graças às forças mecânicas intensas, solventes suaves e ecológicos como água, etanol, mistura de água-etanol, óleo MCT ou azeite de oliva geralmente são suficientes. Butano também é possível – como usado em Butane Honey Oil e Water Hash.
Qual é o rendimento da extração de CBD por ultrassom?
A cavitação ultrassônica atinge um rendimento de extrato de 95 a 99% dos canabinoides contidos na planta – com duração de processo significativamente mais curta do que os métodos clássicos. Explicamos o que exatamente é canabidiol e como funciona em nosso artigo O que é canabidiol?.
Extração por ultrassom ou CO₂ – qual é melhor?
Em comparação com a extração por CO₂ supercrítico, os custos de aquisição e operacionais de um sistema ultrassônico são baixos, a operação é mais simples e o processo é escalável linearmente. Ambos os processos produzem extratos de espectro completo que se beneficiam do efeito comitiva.
O que são nanoemulsões de CBD solúveis em água?
Com ultrassom, o CBD dissolvido em óleo pode ser processado em uma emulsão óleo-em-água com tamanhos de gotícula em torno de 10 nm. Isso aumenta significativamente a biodisponibilidade e é a base para muitas tinturas, cremes e loções – como para cuidados com a pele com CBD.
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