การสกัดด้วยของไหลเหนือวิกฤตที่ปรับปรุงด้วยอัลตราซาวนด์กำลังสูง

การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์เพียงอย่างเดียว หรือร่วมกับวิธีการสกัดทางเลือก เช่น การสกัดด้วยตัวทำละลายหรือเครื่องสกัดด้วย CO₂ เหนือวิกฤต ถูกนำมาใช้อย่างประสบความสำเร็จในการสกัดแคนนาบินอยด์ครบทุกชนิดจากพืชกัญชา (กัญชงและกัญชา) ในกัญชา องค์ประกอบแคนนาบินอยด์หลักคือ Δ9-tetrahydro-cannabinol (Δ9-THC) ซึ่งมีฤทธิ์ต่อจิตประสาทที่เป็นที่รู้จักกันดี แคนนาบินอยด์สำคัญอื่น ๆ ที่มีฤทธิ์ต่อจิตประสาทน้อยกว่าหรือไม่มีฤทธิ์ต่อจิตประสาทสามารถพบได้ทั้งในกัญชงและกัญชา ได้แก่ cannabidiolic acid (CBDA), cannabidiol (CBD), cannabigerol (CBG), cannabichromene (CBC), cannabinol (CBN) และ cannabicyclol (CBL) รวมถึงสารโฮโมล็อกอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับ C19

การสกัดด้วย CO₂ เหนือวิกฤตที่ปรับปรุงด้วยอัลตราซาวนด์

การผสานอัลตราซาวนด์กำลังสูงเข้ากับเครื่องสกัดด้วยของไหลเหนือวิกฤต (SFE) เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพสูงและสะอาดในการเร่งและปรับปรุงกระบวนการถ่ายเทมวล การถ่ายเทมวลระหว่างวัตถุดิบ (เช่น วัตถุดิบจากพืช ได้แก่ ใบ ดอก ตาดอก เป็นต้น) กับตัวทำละลาย (เช่น ตัวทำละลายเหนือวิกฤต CO₂) เป็นปัจจัยจำกัดในกระบวนการสกัด การถ่ายเทมวลที่จำกัดทำให้ประสิทธิภาพการสกัดลดลง เพื่อชดเชยประสิทธิภาพที่ขาดไป จึงต้องเพิ่มเวลาในการสกัดหรือยอมลดผลได้จากการสกัด
การใช้อัลตราซาวนด์กำลังสูงเป็นเทคโนโลยีที่ได้รับการพิสูจน์แล้วเป็นอย่างดีว่าสามารถเร่งปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นช้า โดยปรับปรุงการถ่ายเทมวลระหว่างสองเฟส ด้วยการสั่นสะเทือนอย่างรุนแรง แรงเฉือน และการไหลปั่นป่วนที่ทำให้เกิดการกวน อัลตราซาวนด์กำลังสูงทำให้วัตถุดิบที่นำมาสกัดสัมผัสกับตัวทำละลายในอัตราที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ส่งผลให้ได้ผลได้จากการสกัดที่สูงกว่าและใช้เวลาในการสกัดลดลง การใช้อัลตราซาวนด์เพิ่มประสิทธิภาพการสกัดของเครื่องสกัดด้วยของไหลเหนือวิกฤตทุกประเภท:

• โดยเพิ่มผลได้
• โดยลดเวลาในการสกัด
• โดยลดความดันที่จำเป็น
• โดยปรับปรุงกำลังการผลิตโดยรวม

การเพิ่มการถ่ายเทมวลด้วยอัลตราซาวนด์ในกระบวนการสกัดด้วย CO2 เหนือวิกฤตสามารถทำได้ง่าย โดยติดตั้งโพรบอัลตราซาวนด์สมรรถนะสูง เช่น Cascatrode เข้าในเครื่องสกัดด้วยของไหลเหนือวิกฤต โพรบของ Hielscher Ultrasonics (หรือที่เรียกว่าฮอร์นอัลตราซาวนด์ หรือโซโนโทรด) สามารถเชื่อมต่อผ่านชุดซีลหน้าแปลนมาตรฐานและใช้งานร่วมกับข้อต่อ swedge lock ได้ ทำให้การติดตั้งและการใช้งานง่ายและปลอดภัย เนื่องจากเครื่องอัลตราซาวนด์ของ Hielscher ทุกเครื่องเป็นที่รู้จักในด้านความทนทานและสมรรถนะในการทำงานอย่างต่อเนื่อง เมื่อติดตั้งระบบแล้วจึงต้องการการบำรุงรักษาน้อย

เครื่องสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ที่ติดตั้งเข้าในระบบ CO2 เหนือวิกฤตเพื่อปรับปรุงการถ่ายเทมวล ซึ่งช่วยเพิ่มผลได้จากการสกัด และลดเวลาและอุณหภูมิในการสกัด
ภาพและงานวิจัย: Hu et al. 2007

กรณีศึกษาการสกัดด้วย CO₂ เหนือวิกฤตที่เพิ่มประสิทธิภาพด้วยอัลตราซาวนด์

การสกัดขิง: Balachandran et al. (2006) ศึกษาประสิทธิภาพของการสกัดด้วย CO2 เหนือวิกฤตที่ใช้อัลตราซาวนด์ช่วย โดยใช้เครื่องของ Hielscher รุ่น UIP500hdT ซึ่งเป็นเครื่องอัลตราซาวนด์ โดยศึกษาอิทธิพลของอัลตราซาวนด์ต่อการสกัดเหนือวิกฤตโดยใช้ขิงที่ทำแห้งแบบแช่เยือกแข็ง “ผลได้ของสารที่ให้รสเผ็ดจากขิงเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญภายใต้อิทธิพลของอัลตราซาวนด์ โดยเพิ่มขึ้นได้ถึง 30% ในช่วงท้ายของระยะเวลาการสกัด” (Balachandran et al. 2006)
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการสกัดขิงด้วยอัลตราซาวนด์!