📑 Inhaltsverzeichnis
- Что такое ультразвук?
- Экстракция каннабиноидов
- Экстракт каннабиса с помощью ультразвука
- Ультразвуковые экстракторы для полноспектральных экстрактов
- Производство водорастворимых CBD-нанодисперсий с помощью ультразвука
- Преимущества ультразвуковых систем
- Ультразвук для производства малых объёмов вплоть до промышленного производства
- Часто задаваемые вопросы об экстракции каннабиса с помощью ультразвука
- 💬 Fragen? Frag den Hanf-Buddy!
Каннабиноиды можно экстрагировать из растения каннабис несколькими способами. К распространённым методам относятся экстракция с использованием растворителей, сверхкритическая экстракция CO₂ и ультразвуковая экстракция. Ультразвук давно зарекомендовал себя как проверенный метод высвобождения биоактивных веществ из растительного материала. Поскольку ультразвуковая экстракция является нетермическим и, следовательно, особенно щадящим процессом, высокомощный ультразвук утвердился в среде каннабиса как высокоэффективный метод извлечения CBD, THC и других каннабиноидов.
Что такое ультразвук?
Ультразвук определяется как звуковые колебания с частотой более 20 кГц, то есть более 20 000 колебаний в секунду. Это диапазон, находящийся выше спектра человеческого слуха. Ультразвук охватывает очень широкий диапазон акустических колебаний, благодаря чему множество различных применений относятся к сфере ультразвука. К наиболее известным примерам применения относятся медицинская визуализация, парковочные радары в автомобилях и неразрушающий контроль материалов. Во всех упомянутых примерах речь идёт о высокочастотном, неразрушающем ультразвуке.
Высокомощный ультразвук генерируется, когда создаются высокоинтенсивные низкочастотные звуковые волны с частотой около 20–60 кГц. Эти энергоёмкие звуковые волны создают в жидкостях чередующиеся циклы высокого давления (сжатие) и низкого давления (разрежение). Во время цикла низкого давления высокоэнергетические ультразвуковые волны образуют в жидкости крошечные вакуумные пузыри или полости. Когда эти пузыри достигают объёма, при котором они больше не могут поглощать энергию, они схлопываются во время цикла высокого давления. Это явление схлопывания кавитационных пузырей называется кавитацией.
Кавитация создаёт в жидкости или суспензии локальные горячие точки, которые достигают температур до 5000 К и давлений до 2000 атм. Кроме того, при схлопывании кавитационных пузырей образуются струи жидкости со скоростями до 280 м/с. Эти локально возникающие экстремальные условия приводят к разрушению растительных клеток, благодаря чему биоактивные вещества, заключённые внутри растительной клетки, становятся доступными.
Экстракция каннабиноидов
Биоактивные соединения растения каннабис привлекли большое внимание в последнее время. В частности, для каннабиноида каннабидиола (CBD) было доказано множество положительных эффектов на здоровье, от противораковых и противовоспалительных свойств до обезболивающего и антидепрессивного действия.
Помимо каннабидиола, растение каннабис содержит множество других каннабиноидов, таких как THC (тетрагидроканнабинол), каннабинол (CBN), каннабигерол (CBG), каннабихромен (CBC) и каннабинодиол (CBND). Каннабиноиды продемонстрировали огромный терапевтический потенциал и находятся в центре внимания многих исследований. Для обработки каннабиноидов в лекарственные средства, пищевые добавки и потребительские товары необходимо высвободить и изолировать активные вещества из растительной клетки. Эффективное и простое применение высокомощного ультразвука зарекомендовало себя особенно хорошо для производства высококачественных каннабиноидов.
Экстракт каннабиса с помощью ультразвука
Экстремальные условия окружающей среды в горячих точках ультразвуковой кавитации имеют различные эффекты на растительный материал и его экстрагируемость. К ним относятся преодоление селективной проницаемости клеточной мембраны, повышенный массообмен между внутренней частью клетки и растворителем, механическое разрушение клеток и высвобождение внутриклеточных веществ (например, каннабиноидов). Эти эффекты приводят к высокому выходу качественно высоких экстрактов в течение очень короткого времени воздействия ультразвука. С помощью ультразвукового процессора мощностью 400 Вт, такого как Hielscher’s UP400St, партия суспензии каннабиса объёмом 10 литров может быть обработана за 5–8 минут. Промышленные ультразвуковые процессоры обрабатывают суспензию каннабиса и растворителя в непрерывном потоке. При этом среда перекачивается через ультразвуковой реактор и там облучается ультразвуком. В промышленном масштабе с помощью UIP4000hdT (4 кВт) можно пропустить около 3 л/мин.
Благодаря высокому выходу экстракта и скорости процесса ультразвуковая экстракция зарекомендовала себя особенно эффективной для высвобождения каннабиноидов, таких как каннабидиол (CBD), тетрагидроканнабинол (THC) и многие другие ценные вещества из Cannabis Sativa и Cannabis Indica. Ультразвуковая кавитация достигает выхода экстракта 95–99 % каннабиноидов, содержащихся в растении каннабис. Путём целенаправленной настройки параметров (амплитуда ультразвука, температура, давление, вязкость) процесс ультразвука можно оптимально адаптировать к исходному материалу и желаемому качеству экстракта.
При ультразвуковой экстракции каннабиноиды можно получить не только из цветков, но также можно обрабатывать листья, стебли и корневой материал.
Ультразвуковые экстракторы для полноспектральных экстрактов
Взаимодействие различных каннабиноидов и других биоактивных соединений, таких как terpenes, полифенолы, флавоноиды и алкалоиды, похоже, усиливает положительные эффекты на здоровье. Взаимодействие различных terpenes, различных каннабиноидов и других растительных веществ называется «эффектом антуража». Благодаря этому эффекту антуража экстракты, содержащие полный спектр фитохимических веществ, пользуются особенным спросом. С помощью ультразвуковой экстракции можно получить высококачественные полноспектральные экстракты, известные своим исключительным и терапевтическим действием.
Производство водорастворимых CBD-нанодисперсий с помощью ультразвука
CBD сильно гидрофобен (отталкивает воду) и поэтому не растворяется и не смешивается с водой без затруднений. Из-за гидрофобности чистый CBD также имеет очень низкую биодоступность. Это означает, что когда CBD потребляется в чистом виде, большая часть поглощённого количества метаболизируется печенью, и только около 6–9 % CBD попадает в эндоканнабиноидную систему человеческого организма. CBD действует как агонист на рецепторы эндоканнабиноидной системы, благодаря чему CBD фармакологически влияет на систему каннабиноидов и, таким образом, например, укрепляет иммунную систему, помогает в противораковой терапии или действует как антидепрессант.
Для повышения биодоступности CBD его перерабатывают в водорастворимую формулировку. Для этого CBD растворяют в качественном масле (например, масло MCT, кокосовое масло, масло семян конопли, оливковое масло и т. д.), а затем с помощью ультразвука перерабатывают в масло/водную эмульсию. Ультразвуковая кавитация создаёт размер капель в нанометровом диапазоне, что обеспечивает отличную биодоступность. Посредством облучения ультразвуком можно производить прозрачные или даже полупрозрачные эмульсии, так как размер капель путём ультразвуковой эмульгирования снижается примерно до 10 нм. Это одновременно значительно улучшает стабильность эмульсии. При правильном эмульгаторе нанодисперсии CBD остаются стабильными в течение длительного времени, так что CBD-эмульсия может храниться несколько месяцев или лет.
Помимо CBD-нанодисперсий для приёма внутрь, с помощью ультразвука можно также производить CBD-лосьоны, -кремы и -настойки.
Для производства нанодисперсий можно использовать то же ультразвуковое устройство, которое также используется для экстракции CBD. Благодаря этому приобретение ультразвуковой системы окупается ещё быстрее при производстве CBD.
Преимущества ультразвуковых систем
Преимущества ультразвуковой экстракции заключаются в высоком выходе, свободном выборе растворителя (например, вода, этанол, водно-этанольная смесь, глицерин, масло MCT, оливковое масло, бутан и т. д.), а также в простоте и безопасности эксплуатации. Благодаря интенсивным механическим силам ультразвука экологичные и мягкие растворители, такие как вода, этанол и т. д., обычно достаточны для достижения исключительной скорости экстракции и выхода. Таким образом, ультразвуковая экстракция сокращает время экстракции и позволяет снизить расход растворителя или использовать более мягкие, щадящие растворители. Благодаря ультразвуковой экстракции можно получить как более высокие скорости экстракции, так и более здоровые экстракты (например, холодные водные экстракты). Поскольку температура процесса при облучении ультразвуком может быть точно контролирована, предотвращается как разложение экстрактов из-за слишком высоких температур, так и испарение веществ.
По сравнению с экстрактором сверхкритического CO₂ затраты на приобретение ультразвуковой системы низкие. Ультразвуковые процессоры также имеют преимущества по расходам на эксплуатацию, простоте и удобству использования, а также по безопасности труда.
Ультразвук для производства малых объёмов вплоть до промышленного производства
Особенность ультразвуковой обработки заключается в линейной масштабируемости процесса экстракции. Технико-хозяйственные обоснования и производство малых партий можно легко проводить с помощью удобного ультразвукового устройства в открытом сосуде. Это позволяет легко протестировать эффективность и качество процесса ультразвуковой экстракции. Все результаты, полученные в малом масштабе, можно полностью увеличить в масштабе и воспроизвести. Цифровое управление ультразвуковым экстрактором и регистрация параметров ультразвука на внутренней SD-карте позволяют осуществлять точный контроль процесса и воспроизводимость постоянных стандартов качества.
Портфель продуктов Hielscher Ultrasonics предлагает ультразвуковые экстракторы для каждого масштаба – от портативного устройства мощностью 50 Вт до промышленного ультразвука мощностью 16 кВт для встроенного производства. Благодаря многолетнему опыту Hielscher Ultrasonics в области ультразвуковой экстракции и установке нескольких сотен систем ультразвуковой экстракции по всему миру гарантируется компетентная и всесторонняя консультация.
Часто задаваемые вопросы об экстракции каннабиса с помощью ультразвука
Как работает экстракция каннабиса с помощью ультразвука?
Высокомощный ультразвук создаёт в жидкости крошечные кавитационные пузыри, которые при схлопывании разрушают растительные клетки и высвобождают каннабиноиды. Поскольку процесс работает нетермически, он особенно щадящий. Обзор всех методов можно найти в нашем полном руководстве по экстракции каннабиса и концентратов.
Какие растворители подходят для ультразвуковой экстракции?
Благодаря интенсивным механическим силам обычно достаточно мягких, экологичных растворителей, таких как вода, этанол, водно-этанольная смесь, масло MCT или оливковое масло. Возможен также бутан – как, например, при производстве Butane Honey Oil и Water Hash.
Каков выход ультразвуковой экстракции CBD?
Ультразвуковая кавитация достигает выхода экстракта 95–99 % каннабиноидов, содержащихся в растении – при значительно более короткой продолжительности процесса, чем классические методы. Что такое каннабидиол и как он действует, мы объясняем в статье Что такое каннабидиол?
Ультразвуковая экстракция или экстракция CO₂ – что лучше?
По сравнению с экстракцией сверхкритическим CO₂, затраты на приобретение и эксплуатацию ультразвуковой системы низкие, операция проще, а процесс линейно масштабируется. Оба метода производят полноспектральные экстракты, которые выигрывают от эффекта антуража.
Что такое водорастворимые CBD-нанодисперсии?
С помощью ультразвука растворённый в масле CBD можно преобразовать в масло-в-водную эмульсию с размером капель около 10 нм. Это значительно повышает биодоступность и является основой многих настоек, кремов и лосьонов – например, для ухода за кожей с CBD.
Branchen-Update
News, Analysen und Reportagen — mehrmals im Monat direkt in dein Postfach.
Folge uns
