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Sistemas de extracción de etanol para el procesamiento de cannabis a pequeña y gran escala

Sistemas de extracción de etanol para el procesamiento de cannabis a pequeña y gran escala

Los sistemas de extracción de etanol son el estándar de la industria para la extracción de ingredientes activos del material de cannabis, particularmente la variedad de cáñamo. Si bien la extracción con butano y CO2 son métodos populares de extracción, la extracción con etanol puede ofrecer un alto nivel de aislamiento y seguridad de cannabinoides y terpenos con los sistemas de extracción con etanol más avanzados.

Si usted es un consumidor o procesador de cannabis que busca obtener más información sobre este método de extracción eficiente y las opciones del sistema, nuestra guía de sistemas de extracción de etanol desglosa el tipo de equipo utilizado y cómo funciona.

¿Qué es el etanol?

Lo sepa o no, el etanol, también llamado alcohol de grano, se encuentra en una amplia gama de industrias. Este líquido transparente, incoloro e inflamable es el ingrediente principal de las bebidas alcohólicas como la cerveza y el vino. 

Puede encontrar alcohol en agentes de limpieza, productos para la salud y productos para el cuidado personal. También se encuentra en el biocombustible y se utiliza como disolvente.

Pero, ¿de dónde viene el etanol? Este solvente comúnmente se fermenta a partir de almidón y azúcares en maíz, remolacha azucarera, caña de azúcar. Dado que el maíz es abundante, el etanol en los EE. UU. Se elabora principalmente a partir de maíz.

Los procesadores prefieren usar alcohol orgánico, ya que generalmente se considera seguro (GRAS) y de grado alimenticio, por lo que pueden crear productos aptos para el consumo humano. El alcohol desnaturalizado no es apto para el consumo humano ya que contiene sustancias químicas adicionales como heptano, metanol y otras sustancias químicas.

A temperaturas ambiente normales, el etanol puede arder. Tiene un punto de inflamación de 55º F y un punto de ebullición de 173º F. 

¿Qué es la extracción de etanol?

En comparación con otras metodologías de extracción, como la extracción de hidrocarburos, la extracción con etanol puede proporcionar a los operadores un mayor rendimiento. El etanol se ha utilizado como disolvente en las industrias farmacéutica y de procesamiento de alimentos durante más de medio siglo. 

El equipo de extracción de etanol requiere una inversión inicial menor en comparación con otros procesos sin sacrificar la alta eficiencia de extracción.

Los beneficios de la extracción de etanol incluyen:

  • Rendimiento y eficiencia: En comparación con otros métodos de extracción, la extracción con etanol proporciona los tiempos de ejecución más rápidos del mercado.

  • Alto volumen: Debido a las regulaciones estatales y locales, los operadores pueden almacenar más solvente de etanol para poder procesar mayores volúmenes de biomasa por día.

  • Amigable con el cáñamo: El etanol es muy eficaz para producir extractos y tinturas de espectro completo a partir de cáñamo industrial.

  • Obediente: Debido a las estrictas regulaciones de cumplimiento de otros tipos de solventes, la extracción de etanol puede simplificar el proceso de licenciamiento para que una empresa despegue más rápido sin comprometer la seguridad y el cumplimiento.

  • Seguro: Las extracciones de etanol se realizan a presiones más bajas y utilizan disolventes orgánicos aprobados. 

Productos de cannabis a base de etanol

  • Aceites

  • Las tinturas

  • Vapes

  • Comestibles

  • Destilados

  • Tópicos

Directrices de extracción de etanol

En la industria farmacéutica, el etanol se ha utilizado en la producción de extractos, tinturas, cápsulas y otras aplicaciones farmacéuticas. En general, se considera un disolvente seguro y eficaz de utilizar. Hay algunas pautas que los operadores deben seguir para la seguridad en el lugar de trabajo.

Solventes residuales

La Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) clasifica el etanol como un solvente de Clase 3, que tiene un bajo potencial tóxico. Esto es especialmente importante para la fabricación de productos farmacéuticos. 

Este proceso deja menos de 5,000 ppm o 0.5 por ciento de disolventes residuales. Sin embargo, los fabricantes deben emplear varios procedimientos de control de calidad para mantener bajos estos niveles residuales.

Varios estados con mercados legales de cannabis han promulgado puntos de corte más bajos sugeridos por la Administración de Salud y Seguridad Ocupacional (OSHA) y el Instituto Nacional de Salud y Seguridad Ocupacional (NIOSH).  

Ambas organizaciones establecieron el límite de exposición al etanol en 1,000 ppm del promedio ponderado total (TWA) en un turno completo (ocho horas). En resumen, algunos estados solo permiten la venta de productos a base de etanol si tienen menos de 0.1% de etanol residual. Los productos con niveles más altos no se venden al público.

Límites explosivos

La Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA) clasifica el etanol como un líquido inflamable Clase 1 División 2 Grupo D. En presencia de fuentes de ignición, el vapor de etanol puede provocar un incendio y una explosión. 

Los límites explosivos inferior y superior del etanol son 3.3% y 19%, respectivamente, por volumen en aire. Debido a su clasificación NFPA, OSHA requiere mantener los vapores de etanol al 25% del límite de 3.3%. 

Los fabricantes pueden hacerlo con una ventilación adecuada en sus áreas de almacenamiento. Las áreas de almacenamiento deben contener menos del 0.83% en volumen de vapor de etanol. OSHA y NFPA definen la ventilación adecuada como áreas con un sistema que puede ciclar el volumen de aire de la habitación seis veces por hora.

El vapor de etanol es más pesado que el aire. Esencialmente, sus vapores no se elevan. En cambio, tienden a permanecer en el suelo. Por esta razón, se necesita una ventilación adecuada para ciclar el aire de la habitación.

La liberación de etanol puede ocurrir debido a una variedad de factores que incluyen:

  • Almacenamiento inadecuado

  • Liberación accidental (derrames, falla de contención)

  • Fugas no detectadas

  • Ventilación inadecuada de gases

  • Mal funcionamiento del equipo

  • Error humano

  • Accidentes de transporte

Límites de almacenamiento

El límite máximo de almacenamiento de etanol en el gabinete es de 60 galones. Si el solvente de etanol almacenado está fuera del gabinete inflamable, el límite es de 25 galones.

Proceso de extracción de etanol

En comparación con la extracción con CO2 y con las extracciones con hidrocarburos ligeros, el proceso de extracción con etanol puede proporcionar a los fabricantes los beneficios de ambos métodos. 

Por un lado, esta técnica ofrece resultados increíbles, especialmente cuando se trata de cáñamo de gran volumen. Además, sus sistemas y disolventes tienen un precio moderado en comparación con otros equipos de extracción.

Durante el proceso de extracción, el etanol se lava sobre el material de biomasa en bruto para disolver los ingredientes activos deseados, particularmente el cannabidiol (CBD) del cáñamo. Posteriormente, el etanol se separa del extracto crudo mediante procesos de evaporación. Al final del proceso, los fabricantes se quedan con un aceite de cannabis puro y potente. 

Aquí hay un desglose rápido del proceso de extracción de etanol a medida que pasa por el equipo:

  1. El etanol se carga en recipientes.

  2. El etanol se reduce a temperaturas bajo cero utilizando enfriadores y recipientes con camisa.

  3. El etanol se rocía desde el tanque al extractor, para empapar completamente la biomasa de cáñamo.

  4. Se hace circular el etanol para completar el ciclo.

  5. La solución de extracto se bombea a través del conjunto de filtro a un recipiente de recolección separado. 

Técnica Soxhlet

Los procesos de extracción de etanol se pueden realizar a temperaturas frías o cálidas. Un método de extracción de etanol caliente es la técnica de Soxhlet. 

En esta técnica, el etanol se hierve en un matraz o olla al vacío. Luego, el sistema vuelve a condensar el alcohol por encima de la columna de biomasa con un condensador. El etanol se lava continuamente sobre la hierba para disolver los cannabinoides. 

Algunos procesadores prefieren este enfoque de etanol caliente porque ahorra tiempo y requiere una relación de disolvente a biomasa relativamente baja. 

Temperatura ambiente y condiciones frías

Si bien la producción de etanol caliente puede brindarle excelentes resultados, los tipos más comunes de extracción de etanol ocurren a temperatura ambiente o en ambientes fríos. 

Estas condiciones permiten a los fabricantes conservar más formas de ácido cannabinoide que se pueden usar para crear una variedad de materiales que incluyen fragmentos, cristales de THCA y otros productos orales ricos en cannabinoides.

La extracción con etanol a temperatura ambiente cosechará más ceras y pigmentos en comparación con los métodos enfriados, que pueden no requerir procedimientos adicionales de desparafinado y clarificación.

Desafíos durante las extracciones de etanol 

Si bien el proceso es extremadamente eficaz para procesar grandes volúmenes de cannabis, no está exento de desafíos y riesgos. 

Por ejemplo, el etanol es un solvente eficiente que puede disolver todos los compuestos terapéuticos de la planta, pero también sus indeseables. 

Como disolvente polar e hidrófilo, es capaz de unirse a los componentes solubles en agua de la planta de cannabis. Cuando los procesadores se atascan con estos compuestos vegetales no deseados, deben realizar un refinamiento posterior al procesamiento para mejorar la pureza de los aceites.

Algunas empresas de extracción de cannabis argumentan que la reducción de la extracción de plantas solubles en agua puede compensarse haciendo funcionar el sistema a temperaturas muy frías (menos de -5º F). Sin embargo, este método de extracción no es el mejor para todos los concentrados de cannabis.

Por ejemplo, la fabricación de extractos y aislados de alto espectro de terpenos y espectro completo (HTFSE) requiere otros disolventes (butano y propano) además del etanol.

La extracción de etanol no suele producir concentraciones superiores al 80% durante los ciclos de extracción primaria. 

Sin embargo, el aislado se puede preparar mediante el uso de técnicas de purificación adicionales. Los métodos de purificación utilizados para refinar el extracto crudo requieren mucha más mano de obra y gastos y son muy difíciles de escalar. Este refinamiento generalmente requiere destilación y disolventes adicionales como pentano, hexano o heptano.

Por otro lado, para el procesamiento a gran escala, las técnicas de purificación adicionales pueden ser rentables en comparación con otros tipos de extracción, como la extracción de hidrocarburos, que puede tener límites de almacenamiento estrictos, lo que reduce la eficiencia de su uso para extracciones de alimentación continua.

La inflamabilidad del etanol requiere operadores experimentados y capacitados para usar los sistemas en un entorno de grado de laboratorio con ventilación adecuada. Los sistemas de extracción de etanol de primera línea pueden incluir componentes que reducen el riesgo de incendio y explosiones para mantener seguros a los operadores. 

Independientemente de las funciones de seguridad, el operador siempre debe mantener el protocolo de seguridad ya que el riesgo de incendios nunca se elimina por completo.

Si bien el etanol tiene algunas desventajas, en general, es un método de extracción asequible y escalable que puede producir un producto de cannabis puro y consistente.

Gestión de disolventes de etanol

Uno de los mayores problemas cuando se trata de la extracción de etanol es el procesamiento posterior. 

Las extracciones de etanol requieren entre 0.6 y 1 galón de etanol por libra de biomasa. Esta extracción requiere un alto volumen de disolvente de etanol para separar adecuadamente los compuestos de cannabis con una tasa de eficiencia superior al 90 por ciento. 

Algunas soluciones de extracción automatizadas pueden minimizar los niveles de solvente necesarios utilizando tecnología incorporada de alta tecnología para reducir los requisitos de etanol a 0.5 a 0.6 galones por libra.

Las capacidades de automatización han permitido a los equipos de extracción de etanol compensar el problema de los altos volúmenes de recuperación de solventes de etanol. La fuerza centrípeta es capaz de eliminar la mayor cantidad posible de disolvente de la biomasa, hasta un 95% -98%.

Para una recuperación adecuada del solvente de etanol, los procesadores requieren grandes sistemas de recuperación de solvente, como evaporadores rotativos o de película descendente, para eliminar suavemente el solvente residual del producto final. Un evaporador rotatorio es una opción rentable. Un evaporador de película descendente es otra opción un poco más cara, pero con un rendimiento mucho mayor.

Los evaporadores rotativos funcionan mediante destilación al vacío para evaporar el disolvente de etanol del material procesado. La solución se calienta para convertir el etanol líquido en vapor. A continuación, esos vapores se condensarán por separado de nuevo en un líquido, después de enfriarse, generalmente con un condensador enfriado. 

Equipo de extracción de etanol

La extracción de etanol puede proporcionar a las empresas un gran valor por su inversión, pero ¿cómo se sabe qué sistemas de extracción de etanol elegir? ¿Cuál podrá manejar el crecimiento empresarial y el aumento del rendimiento a lo largo del tiempo?

Los procesadores de cannabis tienen una variedad de diferentes tipos de equipos de extracción de etanol para elegir.

En el espectro de baja tecnología, la extracción de etanol se puede realizar en un recipiente básico donde el etanol y el material de cannabis se pueden agitar manualmente. 

En el lado de la alta tecnología, los operadores comerciales pueden invertir en equipos de extracción de etanol automatizados que pueden controlar la temperatura, inyectar solvente de etanol y realizar pasos de depuración y clarificación en línea.

Algunos sistemas de extracción pueden funcionar con varios tipos de disolventes, incluidos los hidrocarburos ligeros y el etanol.

Los mejores sistemas han sido evaluados por un ingeniero profesional. Los operadores deben buscar equipos revisados ​​por pares que sean adecuados para su uso en su estado específico. En muchos casos, los fabricantes de equipos de extracción obtendrán equipos revisados ​​por pares de todos los principales mercados legales de cannabis. 

Sistema de extracción de etanol llave en mano

Los procesadores pueden invertir en un sistema de extracción de etanol llave en mano que cuenta con todos los recipientes de etanol necesarios para la producción. El sistema puede venir con el filtro necesario, bombas, torre de destilación y unidad de recuperación de solvente. 

Estos sistemas listos para usar son los sistemas preferidos para la producción comercial de gran volumen capaz de manejar 100 litros o más. Pueden ayudar a impulsar un negocio que requiera una extracción de cannabinoides de alta eficiencia.

Sistema de extracción personalizado

Si un operador no puede encontrar el sistema de extracción de etanol adecuado para satisfacer sus necesidades únicas o de gran volumen, los fabricantes pueden crear un sistema personalizado y llave en mano que pueda satisfacer todas sus necesidades de extracción, desde las limitaciones de espacio hasta los requisitos de almacenamiento. 

Los equipos de extracción de etanol personalizados se pueden construir según las especificaciones exactas de una empresa para que funcionen dentro de su espacio de trabajo sin reducir la eficiencia o la seguridad. 

Extractor de centrífuga

Los procesadores que quieran crear productos de CBD derivados del cáñamo necesitarán un extractor centrífugo. Los sistemas de extracción por centrifugación están fabricados para trabajar con etanol de baja temperatura en el procesamiento de cannabis. 

Pueden incluir una pantalla táctil para una operación fácil y rápida. También pueden incluir válvulas automáticas y configuraciones de agitación totalmente ajustables. 

Los sistemas de alta calidad están sellados adecuadamente y no tienen esquinas muertas, por lo que cada parte del material se procesa perfectamente. También puede manejar operaciones rápidas y es fácil de limpiar para que los técnicos no se enfrenten a grandes cuellos de botella en la producción durante la limpieza. 

Equipo de destilación

Los sistemas de destilación molecular pueden destilar fácilmente extractos botánicos y de cannabis. El sistema refina el extracto crudo después de la extracción inicial para crear un producto puro y potente. 

Los sistemas de destilación están equipados con ajustes y controles de alto rendimiento. Como otras partes del sistema, puede ser fácil de limpiar y volver a montar.

Reactores de cristalización

Los reactores de cristalización están diseñados para purificar extractos y cristalizarlos mediante un proceso de enfriamiento lento. Deben cumplir con los códigos ASME para calderas y recipientes a presión para manejar el flujo de trabajo de procesamiento. 

Los reactores de cristalización pueden manejar una amplia gama de volúmenes hasta más de miles de libras. La columna del reactor de cristalización es una unidad de cristalización en la que un líquido enfriado enfría rápidamente la camisa.  

Los modelos de reactores de cristalización varían entre el tipo de camisa utilizada, la estructura del agitador y el tipo de salida. Están diseñados para usarse con aceite de CBD que se ha preparado para el invierno y se ha destilado primero.

Equipo de cromatografía

Alto rendimiento cromatografía El equipo puede ayudar a los procesadores a separar distintos compuestos para crear un producto más refinado. El equipo de cromatografía de alta calidad debe cumplir con los estándares FDA, GMP y cGMP. 

Los mejores sistemas de extracción de etanol

En términos de equipos de extracción de etanol, existen varias soluciones de extracción para diferentes requisitos de capacidad, desde sistemas de lotes pequeños hasta sistemas de gran volumen. Generalmente, el tipo de equipo elegido depende del presupuesto y del producto final deseado.

Si bien los tipos de sistemas son abundantes en la industria, hay algunos fabricantes que fabrican algunos de los mejores equipos de extracción de cannabis del mercado.

Sistemas Capna

Capna Systems ' Ética 6 es su última iteración capaz de extraer el 98.6% del contenido de cannabinoides de la materia prima vegetal. Es una buena opción para operadores pequeños y medianos. El sistema todo en uno no requiere ningún procesamiento posterior para que los operadores puedan producir extractos de cannabis completamente desparafinados. No es necesario prepararlo para el invierno.

Los procesadores pueden elegir entre el sistema Ethos 6 semiautomático o el sistema totalmente automatizado Ética X. Ethos 6 puede procesar más de 14 libras de biomasa de cannabis por hora. Tiene una tasa de recuperación de solvente del 85%.

Su almacenamiento en frío interno puede contener 40 galones para la extracción de cannabinoides. Con base en este límite de almacenamiento, puede extraer más de 70 libras de biomasa de cannabis en un solo llenado.

Extracción de precisión

Extracción de precisiónEl equipo de extracción de etanol de circuito cerrado de grado comercial incluye el X10 MSE, perfecto para aplicaciones artesanales y de producción comercial de nivel medio. Este extractor puede trabajar con etanol e hidrocarburos ligeros. 

Procesa entre 10 y 27 libras por hora con etanol y hasta 10 libras por hora con butano o propano. En un turno de 8 horas, los procesadores pueden esperar procesar hasta 200 libras por hora.

Las X40 MSE está diseñado para la producción comercial de mediana o gran escala. Puede procesar entre 10 y 72 libras por hora con etanol y hasta 36 libras por hora con hidrocarburos, dependiendo de la mezcla de butano y propano. Puede procesar hasta 575 libras por turno de 8 horas.

Laboratorios Eden

Laboratorios Eden' Banco Coldfinger es la elección perfecta para operadores de lotes pequeños. Diseñado para la investigación y las operaciones a pequeña escala, este sistema tiene un gran poder de extracción y es lo suficientemente fácil de limpiar para una persona en el fregadero de la cocina. 

El sistema es capaz de recolectar y reutilizar el solvente. Puede extraer de 2 a 8 libras de biomasa por lote en un período de tiempo de 12 a 48 horas. 

Los extractores comerciales más grandes pueden manejar mayores volúmenes de biomasa en extracciones de etanol en frío y en caliente / lavado. 

Los operadores pueden procesar de 120 a 160 libras de biomasa por hora. Los sistemas de etanol vienen en dos modelos: (25 gal) y de alto rendimiento (100 gal.). Se encuentra disponible una opción de 500 galones para la recuperación de solventes.

Evolucionado

Evolucionado proporciona a los operadores equipos de extracción de etanol criogénico para producción a pequeña o gran escala. los EV-M es capaz de manipular etanol y disolventes de hidrocarburos ligeros. Puede procesar entre 60 y 90 libras por hora con una recuperación de disolvente de más del 99%. 

Separaciones Delta

Separación deltaPlataforma de servicios de centrífuga de la serie CUP de sistemas de extracción de etanol (CUP-15 y CUP-30) tiene una tasa de eliminación de etanol del 97% de la biomasa. El CUP-15 puede procesar de 8 a 14 libras de material vegetal por lote con un tiempo de ejecución de 10 a 20 minutos. Procese alrededor de 300 libras por turno de 8 horas. La extracción puede requerir entre 12 y 13 galones de etanol.

El CUP-30 puede procesar de 25 a 30 libras de material por lote con un tiempo de ejecución promedio de 10 a 20 minutos. Puede procesar alrededor de 600 libras por turno de 8 horas y requiere entre 25 y 30 galones de etanol.

ExtraerCraft

ExtraerCraft, Fuente Turbo es un extractor botánico casero ideal y un sistema de recuperación de etanol. Tiene el tamaño de su cafetera y también es muy fácil de usar. Una aplicación móvil brinda a los operadores información sobre el desempeño y el progreso de la extracción.

Las EtOH profesional es otra buena opción para operadores a pequeña escala o para uso doméstico. Tiene una capacidad de 4 litros (1 galón). Incluso tiene capacidad de recuperación de etanol y de purga posterior al proceso. El resultado son extractos puros.

Industria de la piedra de cedro

Industria de la piedra de cedro crea equipos de extracción de acero inoxidable personalizados para la producción comercial de cannabis. Las soluciones de extracción de etanol vienen en sistemas que pueden contener 100 litros o más.

Ciencias de la raíz

Ciencia RaízLa línea de equipos de extracción incluye el EFR, CRYOEXS 400 y CRYOEXS 800. El EFR ofrece a los operadores un diseño semiautomático compatible con C1D1. Utiliza un método de estilo por lotes flexible que incluye extracción, filtración y recuperación de solventes. Puede procesar entre 30 y 60 libras de biomasa por hora con una tasa de recuperación del 95 al 98%.

Entrenamiento del sistema de extracción

Con la compra de un sistema de extracción de etanol, los fabricantes generalmente incluyen una capacitación práctica en el lugar durante uno o dos días para los operadores que trabajan en sus instalaciones. Algunos fabricantes también pueden proporcionar la instalación por una tarifa nominal. 

La formación puede incluir:

  • INSTALACIÓN

  • Inspección de los componentes del sistema.

  • Prueba de presión y vacío in situ

  • El solvente solo corre para limpiar el equipo

  • Resumen de seguridad

  • Solucionando Problemas

  • Procedimientos de parada de emergencia

  • Protocolo de flujo de trabajo

  • Técnicas de posprocesamiento

En general, el propósito de la instalación y la capacitación básica es capacitar a los operadores con las mejores y seguras prácticas de extracción y posprocesamiento. Los fabricantes repasan los procedimientos de resolución de problemas para preparar a los técnicos de extracción para manejar los diferentes desafíos que pueden enfrentar. 

Extracción de etanol para procesamiento de cáñamo de alto volumen

En general, el etanol como disolvente es una excelente opción para la extracción de cannabinoides y terpenos en el cannabis. Debido a su bajo punto de ebullición, la recuperación del solvente de etanol es rápida y fácil. Su riesgo relativamente bajo de toxicidad lo convierte en una buena opción para la fabricación de productos farmacéuticos. En general, este método de extracción de cannabis es más adecuado para la extracción de cáñamo a granel y de gran volumen.
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