การสกัด cannabidiol หรือ CBD จากกัญชาได้กลายเป็นกระบวนการสำคัญในอุตสาหกรรมสุขภาพและยาสมัยใหม่ แม้ว่าจะมีการให้ความสนใจอย่างมากต่อคุณภาพของกัญชาและความบริสุทธิ์ของน้ำมัน CBD ในขั้นตอนสุดท้าย แต่การทำความเข้าใจเครื่องจักรที่ใช้ในกระบวนการนี้ก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน ก เครื่องสกัด CBD เป็นระบบที่ซับซ้อนที่ออกแบบมาเพื่อแยกสารแคนนาบินอยด์ เทอร์พีน และสารประกอบอันทรงคุณค่าอื่นๆ ออกจากวัสดุพืช ประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือขึ้นอยู่กับการออกแบบและคุณภาพของส่วนประกอบแต่ละชิ้น แต่ละส่วนของเครื่องจักรมีส่วนร่วมในขั้นตอนเฉพาะในวงจรการสกัด ตั้งแต่การโหลดวัตถุดิบไปจนถึงการรวบรวมสารสกัดที่กลั่นแล้ว

1. เรือสกัด

หัวใจสำคัญของเครื่องสกัด CBD คือถังสกัด ซึ่งบางครั้งเรียกว่าห้องสกัด นี่คือที่ที่บรรจุชีวมวลของป่านและที่ที่กระบวนการสกัดเกิดขึ้น การออกแบบและการสร้างภาชนะมีความสำคัญเนื่องจากจะต้องทนทานต่อแรงดัน การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ และปฏิกิริยากับตัวทำละลาย

ในระบบสกัด CO2 ถังสกัดคือกระบอกสแตนเลสแรงดันสูงที่สามารถกักเก็บ CO2 ที่วิกฤตยิ่งยวดหรือใต้วิกฤตได้ วัสดุกัญชาถูกบรรจุไว้ข้างใน และคาร์บอนไดออกไซด์จะไหลผ่านภายใต้สภาวะที่ได้รับการควบคุมเพื่อละลายสารแคนนาบินอยด์และเทอร์ปีน สำหรับการสกัดเอทานอลหรือไฮโดรคาร์บอน ถังจะทำหน้าที่เป็นภาชนะสำหรับตัวทำละลายเพื่อล้างผ่านชีวมวล

ข้อควรพิจารณาที่สำคัญสำหรับถังสกัดคือระดับแรงดัน ความเข้ากันได้ของวัสดุ ความจุปริมาตร และความง่ายในการทำความสะอาด เครื่องจักรที่ทันสมัยส่วนใหญ่ใช้สเตนเลสเกรดอาหารเนื่องจากทนทานต่อการกัดกร่อนและการปนเปื้อน ถังสกัดที่ออกแบบมาอย่างดีช่วยให้มั่นใจได้ว่าตัวทำละลายหรือ CO2 ไหลผ่านชีวมวลอย่างสม่ำเสมอ ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพและช่วยให้ได้ผลลัพธ์การสกัดที่สม่ำเสมอ

2. ระบบจ่ายตัวทำละลายหรือคาร์บอนไดออกไซด์

กระบวนการสกัดทุกครั้งต้องใช้ตัวกลางในการดึงสารประกอบที่ต้องการออกจากวัสดุจากพืช ขึ้นอยู่กับวิธีการที่ใช้ ซึ่งอาจเป็น CO2 เอทานอล หรือตัวทำละลายไฮโดรคาร์บอน เช่น บิวเทนหรือโพรเพน ตัวทำละลายหรือระบบจ่าย CO2 จะส่งตัวกลางนี้ไปยังถังสกัดภายใต้สภาวะความดันและอุณหภูมิเฉพาะ

ในระบบ CO2 การตั้งค่านี้มักจะรวมถึงกระบอกสูบ CO2 ปั๊มหรือคอมเพรสเซอร์ และเครื่องทำความร้อนหรือเครื่องทำความเย็นเพื่อปรับสถานะของ CO2 ระหว่างของเหลว ก๊าซ และของไหลวิกฤตยิ่งยวด ความแม่นยำของระบบนี้ถือเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากความผันผวนเล็กน้อยของความดันหรืออุณหภูมิอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพในการสกัดและองค์ประกอบของสารสกัด

ในระบบเอทานอลหรือไฮโดรคาร์บอน ระบบจ่ายประกอบด้วยถังเก็บตัวทำละลาย ปั๊ม และวาล์วควบคุมการไหล ชิ้นส่วนเหล่านี้จะควบคุมปริมาณตัวทำละลายที่เข้าสู่ถังสกัดและความเร็วของตัวทำละลายที่จะไหลผ่านชีวมวล การควบคุมที่เหมาะสมทำให้แน่ใจได้ว่ากระบวนการนี้ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ โดยลดการสูญเสียตัวทำละลายให้เหลือน้อยที่สุดและเพิ่มผลผลิตให้เหมาะสม

3. เรือแยกหรือเรือรวบรวม

หลังจากที่ตัวทำละลายหรือ CO2 ผ่านชีวมวลและละลายแคนนาบินอยด์แล้ว จะต้องแยกส่วนผสมที่ได้ออกมาเพื่อให้สามารถรวบรวมสารสกัดได้ ถังแยกหรือที่เรียกว่าห้องรวบรวมทำหน้าที่นี้ ช่วยให้ตัวทำละลายหรือ CO2 เปลี่ยนกลับเป็นสถานะก๊าซในขณะที่ส่วนประกอบน้ำมันที่หนักกว่าจะตกลงที่ด้านล่าง

ในระบบสกัด CO2 อาจใช้ตัวแยกหลายตัวเพื่อแยกส่วนประกอบต่างๆ ตามความสามารถในการละลายได้ ตัวคั่นตัวแรกมักจะรวบรวมแวกซ์และน้ำมันที่มีน้ำหนักมากกว่า ในขณะที่ตัวแยกที่สองจะรวบรวมเศษส่วนที่เบากว่า เช่น เทอร์พีน การออกแบบตัวแยกเหล่านี้ช่วยให้ได้สารสกัดที่บริสุทธิ์ยิ่งขึ้นโดยการควบคุมสภาวะที่สารประกอบแต่ละตัวถูกปล่อยออกมา

สำหรับระบบเอทานอล ถังรวบรวมทำหน้าที่เป็นขั้นตอนแรกที่แยกตัวทำละลายและสารสกัดก่อนกระบวนการนำตัวทำละลายกลับมาใช้ใหม่ คุณภาพของตัวคั่นส่งผลต่อทั้งความใสและความบริสุทธิ์ของน้ำมันที่รวบรวมไว้

4. ระบบการกู้คืนตัวทำละลาย

ขั้นตอนที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งในการสกัด CBD คือการนำตัวทำละลายกลับมาใช้ใหม่ หลังจากการสกัดแล้ว ตัวทำละลายที่มีสารแคนนาบินอยด์จะต้องแยกออกจากน้ำมันจึงจะสามารถนำมาใช้ซ้ำได้ สิ่งนี้ไม่เพียงแต่ช่วยลดต้นทุนการดำเนินงาน แต่ยังช่วยให้มั่นใจได้ว่าน้ำมัน CBD สุดท้ายปราศจากสารตกค้างที่ไม่พึงประสงค์

โดยทั่วไประบบการนำตัวทำละลายกลับมาใช้ใหม่จะประกอบด้วยเครื่องระเหย คอนเดนเซอร์ และถังรวบรวม ในการสกัดเอทานอล ส่วนผสมจะถูกให้ความร้อนเพื่อระเหยเอทานอล ซึ่งจะถูกควบแน่นและรวบรวมเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ เครื่องระเหยแบบหมุนหรือเครื่องระเหยแบบฟิล์มตกมักใช้ในขั้นตอนนี้ เนื่องจากให้ความร้อนอย่างอ่อนโยนภายใต้แรงดันที่ลดลง โดยรักษาคุณภาพของสารแคนนาบินอยด์และเทอร์ปีน

ในระบบ CO2 การฟื้นตัวสามารถทำได้โดยการลดความดันและทำให้ CO2 เย็นลง ซึ่งช่วยให้ CO2 กลับสู่สถานะของเหลวหรือก๊าซเพื่อนำไปรีไซเคิล ระบบการนำกลับคืนที่มีประสิทธิภาพไม่เพียงแต่ปรับปรุงความยั่งยืนเท่านั้น แต่ยังรักษาความบริสุทธิ์ของตัวทำละลายที่สม่ำเสมอ เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพของกระบวนการที่เสถียรเมื่อเวลาผ่านไป

5. ระบบทำความเย็นหรือทำความร้อน

การควบคุมอุณหภูมิมีความสำคัญในการสกัด CBD ไม่ว่าจะใช้ CO2 เอทานอล หรือไฮโดรคาร์บอน ความสามารถในการควบคุมความร้อนและความเย็นได้อย่างแม่นยำช่วยให้แน่ใจว่าตัวทำละลายยังคงอยู่ในเฟสที่ถูกต้อง และสารประกอบที่มีความละเอียดอ่อนจะไม่สลายตัว

สำหรับการสกัดคาร์บอนไดออกไซด์ เครื่องทำความเย็นและเครื่องทำความร้อนจะทำงานร่วมกันเพื่อปรับ CO2 ระหว่างสถานะวิกฤตยิ่งยวดและต่ำกว่าวิกฤต เครื่องทำความร้อนอาจใช้เพื่อนำ CO2 ไปสู่อุณหภูมิวิกฤตยิ่งยวด ในขณะที่เครื่องทำความเย็นจะทำให้ CO2 เย็นลงในระหว่างขั้นตอนการแยกหรือนำกลับคืน

ในการสกัดเอธานอล การแช่เย็นมีความสำคัญอย่างยิ่ง เอทานอลมักจะต้องถูกทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิที่ต่ำมาก เพื่อป้องกันไม่ให้คลอโรฟิลล์และไขที่ไม่ต้องการถูกสกัดออกมา เครื่องทำความเย็นอุตสาหกรรมหรือตู้แช่แข็งแบบแช่แข็งอุณหภูมิต่ำถูกนำมาใช้เพื่อให้ได้อุณหภูมิต่ำถึงลบสี่สิบองศาเซลเซียสหรือต่ำกว่า

ระบบควบคุมอุณหภูมิที่เชื่อถือได้ช่วยให้มั่นใจถึงความสม่ำเสมอของผลิตภัณฑ์และความเสถียรของกระบวนการ นอกจากนี้ยังช่วยลดความเสี่ยงของความร้อนสูงเกินไปหรือแรงดันสะสม ซึ่งอาจก่อให้เกิดปัญหาด้านความปลอดภัยหรือคุณภาพน้ำมันขั้นสุดท้ายลดลง

6. ระบบสุญญากาศ

ระบบสุญญากาศมีบทบาทสำคัญในวิธีการสกัดบางวิธี โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการกู้คืนตัวทำละลายและหลังการประมวลผล ในระหว่างการระเหย ปั๊มสุญญากาศจะถูกใช้เพื่อลดแรงดันภายในเครื่องระเหย ซึ่งจะช่วยลดจุดเดือดของตัวทำละลาย ทำให้ระเหยได้ที่อุณหภูมิต่ำลง อุณหภูมิที่ต่ำกว่าช่วยปกป้องแคนนาบินอยด์และเทอร์ปีนจากการย่อยสลายด้วยความร้อน

ปั๊มสุญญากาศยังใช้ในบางขั้นตอนการทำให้แห้งหรือการไล่ล้าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อนำตัวทำละลายที่ตกค้างออกจากสารสกัด การรักษาระดับสุญญากาศให้คงที่ช่วยให้แน่ใจว่าสามารถกำจัดตัวทำละลายได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่กระทบต่อความสมบูรณ์ของน้ำมัน

7. แผงควบคุมและระบบอัตโนมัติ

เครื่องสกัด CBD สมัยใหม่เป็นระบบอัตโนมัติขั้นสูง ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถจัดการตัวแปรที่ซับซ้อนผ่านแผงควบคุมดิจิทัลได้ ระบบควบคุมจะตรวจสอบและควบคุมพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น อุณหภูมิ ความดัน อัตราการไหล และเวลา นอกจากนี้ยังอาจจัดเก็บข้อมูลจากการวิ่งครั้งก่อนเพื่อช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานรักษาประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอและสามารถตรวจสอบย้อนกลับได้

แผงควบคุมที่ออกแบบมาอย่างดีประกอบด้วยเซ็นเซอร์ เกจวัดความดัน ตัวแสดงอุณหภูมิ และอินเทอร์เฟซดิจิทัล ระบบอัตโนมัติไม่เพียงแต่ปรับปรุงประสิทธิภาพเท่านั้น แต่ยังเพิ่มความปลอดภัยด้วยการป้องกันข้อผิดพลาดของมนุษย์อีกด้วย ผู้ปฏิบัติงานสามารถตั้งโปรแกรมสูตรการสกัดเฉพาะที่ระบบติดตามโดยอัตโนมัติ เพื่อให้มั่นใจว่าสามารถทำซ้ำผลลัพธ์ในแต่ละชุดได้

ในระบบขั้นสูง ตัวควบคุมลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้หรืออินเทอร์เฟซเครื่องจักรของมนุษย์แบบจอสัมผัสถูกนำมาใช้เพื่อรวมส่วนประกอบทั้งหมดไว้ในหน่วยควบคุมเดียว ซึ่งช่วยลดความยุ่งยากในการปฏิบัติงาน ลดเวลาการฝึกอบรม และให้ผลตอบรับแบบเรียลไทม์เกี่ยวกับเงื่อนไขของกระบวนการ

8. ส่วนประกอบการกรองและการทำให้บริสุทธิ์

การกรองเป็นส่วนสำคัญของกระบวนการสกัด แม้ว่าหลังจากการแยกตัวและนำตัวทำละลายกลับมาใช้ใหม่ สารสกัดก็อาจมีไขพืช ไขมัน หรืออนุภาคละเอียดอยู่ด้วย ส่วนประกอบของการกรอง เช่น ตัวกรองแบบอินไลน์ เครื่องอัดตัวกรอง หรือตัวกรองเมมเบรน ใช้เพื่อขจัดสิ่งเจือปนเหล่านี้

ในการสกัดเอธานอล มักดำเนินการกรองด้วยความเย็นหรือการทำให้เป็นฤดูหนาว สารสกัดหยาบผสมกับเอทานอลเย็นแล้วกรองเพื่อขจัดแว็กซ์ที่แข็งตัวที่อุณหภูมิต่ำ การกรองไม่เพียงแต่ปรับปรุงรูปลักษณ์ของน้ำมันเท่านั้น แต่ยังช่วยเพิ่มความเสถียรและรสชาติอีกด้วย

อาจใช้ตัวกรองถ่านกัมมันต์หรือคอลัมน์ดูดซับเพื่อขจัดสีหรือกลิ่น ส่วนประกอบเหล่านี้มีความสำคัญเป็นพิเศษสำหรับการผลิตน้ำมัน CBD สำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีความบริสุทธิ์สูง เช่น ทิงเจอร์หรือยา

9. ระบบความปลอดภัยและบรรเทาความดัน

เนื่องจากการสกัด CBD มักเกี่ยวข้องกับแรงดันสูง ตัวทำละลายที่ติดไฟได้ หรืออุณหภูมิเยือกแข็ง ระบบความปลอดภัยจึงเป็นส่วนสำคัญของเครื่องสกัด ระบบเหล่านี้ปกป้องทั้งอุปกรณ์และผู้ปฏิบัติงาน

โดยทั่วไปจะมีวาล์วระบายแรงดัน แผ่นกันแตก และอินเตอร์ล็อคเพื่อความปลอดภัยเพื่อป้องกันเหตุการณ์แรงดันเกิน ในระบบสกัด CO2 วาล์วนิรภัยหลายตัวช่วยให้แน่ใจว่าแรงดันอยู่ภายในขีดจำกัดที่ปลอดภัย ระบบไฮโดรคาร์บอนอาจรวมถึงมอเตอร์ที่ป้องกันการระเบิด ระบบระบายอากาศ และกลไกการต่อลงดินเพื่อป้องกันการจุดระเบิด

เซ็นเซอร์อุณหภูมิและคุณสมบัติการปิดเครื่องอัตโนมัติช่วยเพิ่มความปลอดภัยอีกชั้นหนึ่ง ระบบความปลอดภัยที่ได้รับการออกแบบอย่างเหมาะสมไม่เพียงแต่สอดคล้องกับกฎระเบียบทางอุตสาหกรรมเท่านั้น แต่ยังช่วยลดเวลาหยุดทำงานและความเสียหายของอุปกรณ์อีกด้วย

10. อุปกรณ์หลังการประมวลผล

แม้ว่าในทางเทคนิคแล้วจะแยกออกจากระบบสกัดแกนหลัก แต่อุปกรณ์หลังการประมวลผลก็เป็นส่วนหนึ่งของการตั้งค่าการผลิต CBD โดยรวม หลังจากการสกัด น้ำมันดิบอาจผ่านกระบวนการต่างๆ เช่น ดีคาร์บอกซิเลชัน การกลั่น หรือการตกผลึก

ดีคาร์บอกซิเลชันเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนแก่สารสกัดเพื่อเปลี่ยน CBDA ให้เป็น CBD ที่ทำงานอยู่ อุปกรณ์การกลั่น เช่น หน่วยกลั่นแบบเส้นทางสั้นหรือแบบฟิล์มเช็ด จะทำให้น้ำมันบริสุทธิ์โดยการแยกสารแคนนาบินอยด์ออกจากตัวทำละลาย ไข และสิ่งสกปรกอื่นๆ ที่ตกค้าง ระบบการตกผลึกใช้เพื่อแยก CBD บริสุทธิ์ออกจากสารสกัด

ส่วนประกอบหลังการประมวลผลเหล่านี้ทำให้มั่นใจได้ว่าผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายตรงตามข้อกำหนดด้านความบริสุทธิ์ ประสิทธิภาพ และคุณภาพ

11. กรอบโครงสร้างและระบบท่อ

การรองรับส่วนประกอบการทำงานทั้งหมดคือโครงโครงสร้างและเครือข่ายท่อ โครงยึดภาชนะ ปั๊ม และคอนเดนเซอร์ให้เข้าที่อย่างแน่นหนา ในขณะที่ท่อขนส่งตัวทำละลายและสารสกัดระหว่างขั้นตอนต่างๆ แนะนำให้ใช้ท่อสแตนเลสเพื่อความทนทานและทำความสะอาดได้ง่าย

แผนผังของระบบท่อมีอิทธิพลต่อทั้งประสิทธิภาพและการบำรุงรักษา ระบบที่ได้รับการออกแบบมาอย่างดีมีส่วนโค้งที่ราบเรียบ พื้นที่ว่างน้อยที่สุด และวาล์วที่เข้าถึงได้ง่ายสำหรับการทำความสะอาดและการตรวจสอบ ฉนวนที่เหมาะสมยังใช้เพื่อรักษาความสม่ำเสมอของอุณหภูมิและป้องกันการควบแน่นหรือการแช่แข็ง

บทสรุป

เครื่องสกัด CBD ทั่วไปเป็นมากกว่าอุปกรณ์ชิ้นเดียว มันเป็นระบบบูรณาการที่ประกอบด้วยส่วนประกอบพิเศษหลายอย่างที่ทำงานร่วมกันเพื่อแยกสารแคนนาบินอยด์อันมีค่าออกจากป่าน แต่ละชิ้นส่วนตั้งแต่ถังสกัดไปจนถึงแผงควบคุม มีจุดประสงค์เฉพาะในการรักษาประสิทธิภาพ ความบริสุทธิ์ และความปลอดภัย

การทำความเข้าใจส่วนประกอบเหล่านี้ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงาน ช่างเทคนิค และเจ้าของธุรกิจมีข้อมูลในการตัดสินใจเกี่ยวกับการเลือกอุปกรณ์ การบำรุงรักษา และการปฏิบัติงาน เมื่อแต่ละองค์ประกอบได้รับการออกแบบและบำรุงรักษาอย่างเหมาะสม เครื่องจักรจะให้ผลลัพธ์ที่สม่ำเสมอ ลดของเสียให้เหลือน้อยที่สุด และรับประกันว่าน้ำมัน CBD ที่สกัดได้ตรงตามมาตรฐานคุณภาพที่ต้องการ

เมื่อตรวจสอบการทำงานของแต่ละส่วนประกอบ เราจะรู้สึกซาบซึ้งมากขึ้นต่อวิศวกรรมที่อยู่เบื้องหลังการสกัด CBD และความแม่นยำ ความปลอดภัย และการควบคุมกระบวนการมารวมกันเพื่อสร้างผลลัพธ์ที่เชื่อถือได้และมีคุณภาพสูง