કાચા માલ તરીકે શણનો ઉપયોગ કરીને અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ

જાણવા લાયક હકીકતો

જ્યારે વનસ્પતિશાસ્ત્રમાંથી બાયોએક્ટિવ સંયોજનોના નિષ્કર્ષણની વાત આવે છે ત્યારે અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ સૌથી અસરકારક અને વપરાશકર્તા-મૈત્રીપૂર્ણ તકનીકમાં વધારો થયો છે. સફળ નિષ્કર્ષણનું સૌથી પ્રખ્યાત ઉદાહરણ કેનાબીસમાંથી સીબીડી અને અન્ય કેનાબીનોઇડ્સને અલગ પાડવું હોઈ શકે છે.

અલ્ટ્રાસોનિક વિ પરંપરાગત નિષ્કર્ષણ પદ્ધતિઓ

ઇથેનોલમાં પલાળવું એ એક સરળ પદ્ધતિ છે, પરંતુ તે ખૂબ જ સમય માંગી લે તેવી છે, પ્રક્રિયાની ક્ષમતા મર્યાદિત છે અને દ્રાવક અને ઊર્જા ખર્ચ વધુ છે. અંતિમ ઉત્પાદનમાં શેષ દ્રાવક ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા અર્કના ઉત્પાદનના લક્ષ્યમાં દખલ કરે છે.
બંધ હાઇડ્રોકાર્બન સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરીને નિષ્કર્ષણ માટે અશ્મિભૂત ઇંધણનો ઉપયોગ કરવો જરૂરી છે, જેથી બેન્ઝીન જેવા કેન્સર પેદા કરતા પદાર્થો અંતિમ ઉત્પાદનમાં મળી શકે.
સુપરક્રિટિકલ CO2 નિષ્કર્ષણ સિસ્ટમો રોકાણ ખર્ચ તેમજ ઊર્જા વપરાશમાં ઊંચી છે. સુપરક્રિટિકલ CO2 એક્સ્ટ્રેક્ટર્સને કામગીરી માટે સારી રીતે પ્રશિક્ષિત સ્ટાફની જરૂર પડે છે કારણ કે ઉચ્ચ દબાણવાળી CO2 સિસ્ટમો ચલાવવા માટે જોખમી છે. જ્યારે CO2 લીક થાય છે ત્યારે તે હાજર કામદારોના શ્વાસ રૂંધાવાથી મૃત્યુનું કારણ બની શકે છે.
નિર્ણાયક પાણી નિષ્કર્ષણ એ પર્યાવરણને અનુકૂળ વિકલ્પ છે, જે ધીમું છે અને બાયોએક્ટિવ સંયોજનોના માત્ર એક નાના અંશને મુક્ત કરે છે.

અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ

અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ એ એક તીવ્ર નિષ્કર્ષણ તકનીક છે જેનો ઉપયોગ સાથે સંયોજનમાં થઈ શકે છે પાણી (દ્રાવક મુક્ત) તેમજ સાથે દ્રાવક જેમ કે ઇથેનોલ, ઇથેનોલ-પાણી, ગ્લિસરીન, મિથેનોલ, વનસ્પતિ તેલ અથવા પસંદગીના અન્ય સોલવન્ટ. અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ સામૂહિક ટ્રાન્સફર પ્રોત્સાહન આપે છે કે જેથી અર્ક ઉપજ 95-99% મેળવી શકાય છે. Sonication સરળતાથી માપી શકાય છે અને ઉચ્ચ ગુણવત્તાના અર્કનું ઉત્પાદન કરે છે.
નાના પાયે અલ્ટ્રાસોનિક એક્સટ્રેક્ટર જેમ કે UP400St (400W) 5-15 મિનિટની અંદર 10L સુધીના બેચ પર પ્રક્રિયા કરવા સક્ષમ છે (પ્રક્રિયાના પરિમાણો જેમ કે કાચા માલ (તાજા અથવા સૂકા; કળીઓ, પાંદડા, દાંડી), દ્રાવક, તાપમાન પર આધાર રાખીને).
2kW શક્તિશાળી અલ્ટ્રાસોનિક ચીપિયો UIP2000hdT ઇનલાઇન સિસ્ટમ તરીકે ઓપરેટ કરી શકાય છે. ફ્લો-થ્રુ મોડમાં, ધ UIP2000hdT સરળતાથી 200 થી 800L/hr પ્રક્રિયા કરે છે (પ્રક્રિયાના પરિમાણો પર પણ આધાર રાખે છે).
CO2 એક્સટ્રેક્ટરની સરખામણીમાં અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર માટે રોકાણનો ખર્ચ ઓછો છે. ઓપરેશન માટે ઊર્જા ખર્ચ પણ ઉપેક્ષિત છે. અલ્ટ્રાસોનિક એક્સ્ટ્રેક્ટર્સ ચલાવવા માટે ખૂબ જ સલામત છે, સાફ કરવામાં સરળ છે અને ખૂબ જ ઓછી જાળવણીની જરૂર છે.

કેનાબીસ

કેનાબીસ (બંને, શણ અને મારિજુઆના) છોડના બાયોએક્ટિવ સંયોજનોએ નજીકના ભૂતકાળમાં ઘણું ધ્યાન ખેંચ્યું છે. ખાસ કરીને કેનાબીનોઇડ કેનાબીડીયોલ (સીબીડી) માટે ઘણા સ્વાસ્થ્ય લાભો દર્શાવવામાં આવ્યા છે, જે કેન્સર સામે લડતા અને બળતરા વિરોધી ગુણધર્મોથી પીડા-રાહત અને એન્ટી-ડિપ્રેસન્ટ અસરો સુધી પહોંચે છે. કેનાબીડીઓલ ઉપરાંત, કેનાબીસ પ્લાન્ટમાં THC (ટેટ્રાહાઈડ્રોકાનાબીનોલ), કેનાબીનોલ (CBN), કેનાબીગેરોલ (CBG), કેનાબીક્રોમીન (CBC), અને કેનાબીનોડીઓલ (CBND) જેવા અનેક ગણા અન્ય કેનાબીનોઈડ્સનો સમાવેશ થાય છે. કેનાબીનોઇડ્સે અપાર રોગનિવારક ક્ષમતા દર્શાવી છે અને તે ઘણા સંશોધન અભ્યાસોના કેન્દ્રમાં છે.
વિવિધ કેનાબીનોઇડ્સ અને અન્ય બાયોએક્ટિવ સંયોજનો જેમ કે ટેર્પેન્સ, પોલિફીનોલ્સ, ફ્લેવોનોઇડ્સ અને આલ્કલોઇડ્સની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા વધુ સારા સ્વાસ્થ્ય લાભોમાં પરિણમે છે. વિવિધ ટેર્પેન્સ, વિવિધ કેનાબીનોઇડ્સ અને અન્ય છોડના સંયોજનોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કહેવામાં આવે છે “મંડળની અસર”. આ નોકરની અસરોને લીધે, પૂર્ણ-સ્પેક્ટ્રમ અર્ક, જે અલ્ટ્રાસોનિકલી-સહાયિત નિષ્કર્ષણ (યુએઈ) દ્વારા સફળતાપૂર્વક મેળવી શકાય છે, તે અસાધારણ ઉપચારાત્મક અસરો માટે જાણીતા છે.

કેનાબીસ ટેર્પેન્સ

ટેર્પેનોઇડ્સ આવશ્યક તેલના ઘટકો છે, જે વનસ્પતિશાસ્ત્રમાં મળી શકે છે. કેનાબીસનો છોડ ખૂબ જ સમૃદ્ધ છે ટેર્પેન્સ. કેનાબીસમાં, છોડના ટ્રાઇકોમ્સમાં ટેર્પેન્સ બનાવવામાં આવે છે. ટ્રાઇકોમ્સ ચળકતા, ચીકણા સ્ફટિકો છે જે પાંદડા અને કળીઓ પર વળગી રહે છે. આ ટ્રાઇકોમ્સ કેનાબીસ પ્લાન્ટની કુદરતી સંરક્ષણ પદ્ધતિ છે, જે છોડને જંતુઓ અને પ્રાણીઓ સામે રક્ષણ આપે છે. સુગંધિત ગંધને લીધે, ટેર્પેન્સ જીવડાં તરીકે કાર્ય કરે છે. આપણા મનુષ્યો માટે, કેનાબીસ ટેર્પેન્સની સૌથી નોંધપાત્ર લાક્ષણિકતા તેમની ગંધ છે. આ ટેર્પેન્સ કેનાબીસ પ્લાન્ટ (શણ અને મારિજુઆના) ના અનેક ગણા સ્વાસ્થ્ય લાભોમાં ફાળો આપે છે.
તેમની સુગંધ અને સુગંધ ઉપરાંત, ટેર્પેન પરમાણુ શક્તિશાળી વનસ્પતિ પદાર્થો છે જે વિવિધ તબીબી લાભો પ્રદાન કરે છે.
કેનાબીસ સેટીવા જીનસના ગાંજો અને શણ બંનેમાં અપવાદરૂપે ટેર્પેનોઇડ્સનો જથ્થો હોય છે અને તેમાં 100 થી વધુ વિવિધ પ્રકારના આ પદાર્થો હોય છે.
દરેક ટેર્પેન અનન્ય ગુણધર્મો ધરાવે છે જે શામકથી લઈને ઉત્થાન સુધીના હોય છે. દાખલા તરીકે, નેરોલીડોલમાં શામક અને ચિંતા વિરોધી અસરો હોય છે, લિનાલૂલ ચિંતા અને સંધિવાના લક્ષણોને નિયંત્રિત કરવામાં મદદ કરે છે, જ્યારે માયરસીન ક્રોનિક પીડાને દૂર કરવા માટે જાણીતું છે. ટેર્પેન્સ β-માયરસીન, Ɣ-પીનીન અને હ્યુમ્યુલીન બળતરા ઘટાડે છે અને પીડાનાશક અસરો ધરાવે છે.
વિવિધ ટેર્પેન્સ કેનાબીસ માટે અનન્ય છે, પરંતુ કેનાબીસમાં જોવા મળતા ઘણા ટેર્પેન્સ અન્ય છોડમાં પણ હાજર છે. કેરીઓફિલિન જોવા મળે છે દા.ત. લીલા પાંદડાવાળા શાકભાજીમાં, હોપ્સ તેમજ રોઝમેરી અને ઓરેગાનોમાં. લીંબુ અને નારંગી જેવા ખાટાં ફળોમાં લિમોનીન મુખ્ય ટેર્પેન છે.

ધ એન્ટોરેજ ઇફેક્ટ

દરેક ટેર્પેન ચોક્કસ રોગનિવારક અસરો માટે જાણીતું છે. જો કે, ટેર્પેન્સ અને અન્ય બોટનિકલ સંયોજનો જેમ કે પોલિફીનોલ્સ અને ફ્લેવોનોઈડ્સ અસાધારણ સિનર્જેટિક અસરો પ્રદર્શિત કરવા માટે જાણીતા છે, જે કેનાબીનોઈડ્સ વચ્ચે સુધારેલ સહજીવનમાં પરિણમે છે. વિવિધ બાયોએક્ટિવ સંયોજનોની આ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા તરીકે ઓળખાય છે “મંડળની અસર“.
એન્ટોરેજ ઇફેક્ટ ટેર્પેન્સને વધુ જૈવઉપલબ્ધ બનાવે છે અને શરીરને કેનાબીનોઇડ્સને વધુ અસરકારક રીતે શોષવામાં મદદ કરે છે.

બાયોએક્ટિવ સંયોજનોના પ્રકાર

બાયોએક્ટિવ સંયોજનોની સંખ્યા, સાંદ્રતા અને વિવિધતા વનસ્પતિ અર્કના ઔષધીય ગુણધર્મો માટે જવાબદાર છે. આ બાયોએક્ટિવ સંયોજનો ગૌણ ચયાપચય તરીકે સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે, જે છોડમાં વૃદ્ધિ અથવા પ્રકાશસંશ્લેષણમાં ફાળો આપતા નથી. જો કે, તેઓ છોડ માટે નિર્ણાયક છે’ અસ્તિત્વ અને તેના પર્યાવરણ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા. બોટનિકલ બાયોએક્ટિવ સંયોજનોને વ્યાપક રીતે ટેર્પેન્સ અને ટેર્પેનોઇડ્સ, આલ્કલોઇડ્સ અને ફિનોલિક સંયોજનોના ત્રણ વર્ગોમાં વર્ગીકૃત કરી શકાય છે. ફેનોલિક સંયોજનો વનસ્પતિ સામ્રાજ્યમાં ગૌણ ચયાપચયનું સૌથી વધુ વ્યાપકપણે વિતરિત જૂથ છે અને તેમની એન્ટિઓક્સિડેટીવ અસરો માટે જાણીતા અને મૂલ્યવાન છે. ઓછા પરમાણુ-વજનવાળા ફિનોલિક સંયોજનોનો બીજો મહત્વનો વર્ગ ફ્લેવોનોઈડ્સ છે, જે ખૂબ જ મજબૂત એન્ટિઓક્સિડેટીવ અસરો પણ દર્શાવે છે.
ફિનોલિક સંયોજનોની શ્રેણીમાં ફેનોલિક એસિડ્સ જેમ કે બેન્ઝોઇક અને હાઇડ્રોક્સિસિનામિક એસિડ્સ, ફ્લેવોનોઇડ્સ જેમ કે ફ્લેવોન્સ અને ફ્લેવોનોલ્સ, લિગ્નાન્સ અને સ્ટિલબેન્સનો સમાવેશ થાય છે. સંપૂર્ણ-સ્પેક્ટ્રમ અર્ક (દા.ત. દ્વારા મેળવેલ કેનાબીસમાંથી અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ) આ તમામ વિવિધ વનસ્પતિ સંયોજનોનો સમાવેશ કરે છે, જે સૌથી વધુ વ્યાપક આરોગ્ય અસરો દર્શાવે છે.

અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણના કાર્યકારી સિદ્ધાંત

અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ એકોસ્ટિક તરંગો (અલ્ટ્રાસાઉન્ડ) પર આધારિત છે જે પ્રવાહી માધ્યમમાં જોડાય છે. તીવ્ર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગો ઉચ્ચ દબાણ / નીચા દબાણ ચક્ર પેદા કરે છે. પ્રવાહી દ્વારા અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગોના પ્રસાર દરમિયાન દબાણના તફાવતોને લીધે, પોલાણ પરપોટા થાય છે. આ પોલાણના પરપોટાનું વિસ્ફોટ ઊર્જા-ગાઢ સ્થિતિમાં પરિણમે છે.

સક્રિય સંયોજનો અને આવશ્યક તેલનું અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ કાર્યના સિદ્ધાંત પર આધારિત છે એકોસ્ટિક પોલાણ. ઉપરોક્ત આકૃતિ પોલાણ પરપોટાના પતન અને છોડની સામગ્રીમાંથી આવશ્યક તેલના પરિણામી પ્રકાશનની અસર દર્શાવે છે.
સ્ત્રોત: અલ્તાફ એટ અલ. 2018

ઇમ્પ્લોડિંગ પોલાણ પરપોટાની નિકટતાની પરિસ્થિતિઓ આત્યંતિક હોઈ શકે છે – 4500°C સુધીનું તાપમાન અને 100 MPa સુધીનું દબાણ ઉત્પન્ન કરે છે. ઇમ્લોશન અને પરિણામી દબાણના તફાવતોને કારણે કેવિટેશનલ હોટ સ્પોટમાં ખૂબ જ ઊંચી શીયર ફોર્સ અને ગરબડ થાય છે. દબાણના તફાવતો, ગરમીના તફાવતો અને શીયરના આ પરિબળોનું સંયોજન સામૂહિક સ્થાનાંતરણને પ્રોત્સાહન આપે છે અને તે રીતે નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયાઓને પ્રોત્સાહન આપે છે. તીવ્ર અલ્ટ્રાસોનિક પોલાણ દળો દ્વારા, કોષો (દા.ત. છોડ, બેક્ટેરિયા અથવા પેશી) વિક્ષેપિત થાય છે અને ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર સામગ્રી (જેમ કે તેલ, લિપિડ્સ, પ્રોટીન અને સક્રિય સંયોજનો) આસપાસના દ્રાવકમાં મુક્ત થાય છે.
અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ તેથી નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયાઓને વધુ તીવ્ર બનાવવા માટે પસંદગીની પદ્ધતિ છે.

અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ એકોસ્ટિક પોલાણ અને તેના હાઇડ્રોડાયનેમિક શીયર ફોર્સ પર આધારિત છે