inbound6100063392032254520

1 www.Thailandhemp.info เทคโนโลยีการสกัด CBD และกระบวนการทาใหบ้ ริสุทธ์ิ การสกัดสารจากวัสดุธรรมชาติมีหลายกระบวนการด้วยกัน โดยทั่วไปเป็นการใช้สารทาละลาย อินทรียเ์ อทานอลร่วมกับวธิ กี ารตา่ งๆ เพอ่ื เพิ่มความสามารถในการละลายของสาร อาทิ การให้ความร้อน การ ใชค้ ล่นื เสียงความถี่สูง การกวน นอกจากน้ันยงั มปี ัจจัยของสมบัติทางกายภาพ ขนาดของตัวอยา่ ง รวมทั้งแหล่ง ผลติ ของวัสดธุ รรมชาติ ซึ่งมีผลต่อความแตกต่างของสารสาคัญในพืช อีกขั้นตอนท่ีต้องให้ความสาคัญเช่นกัน คือการเตรยี มตัวอยา่ งก่อนการสกดั ต้องมีการตรวจเอกลักษณ์ท่ีถูกต้อง ไม่พบพืชอื่นปะปน ไม่มีโรคพืช การ เก็บพชื แต่ละครั้งอาจได้ปริมาณและความแตกต่างของสารสาคัญข้ึนกับสายพันธ์ุ แหล่งท่ีปลูก จึงควรมีการจด บันทึกรายละเอียดเพ่ือเก็บข้อมูลไว้ศึกษาและวิเคราะห์เพ่ือควบคุมคุณภาพต่อไป นอกจากน้ีผลของการเก็บ รกั ษาและการเก็บพชื ในการทาให้แห้งบางครั้งอาจทาใหฤ้ ทธ์ิของสารสาคัญเสยี ไปหากดาเนินการไมถ่ ูกต้อง วิธกี ารสกดั โดยท่วั ไปท่ีใช้ในกระบวนการสกดั CBD ในปจั จบุ นั ไดแ้ ก่ 1. การสกัดด้วยเอทานอล: หรือท่ีเรียกว่า “การสกัดด้วยแอลกอฮอล์” กระบวนการน้ีเป็นวิธีการสกัดที่ เกา่ แก่ท่ีสุดท่รี ้จู ักกันดีในการแยกน้ามัน CBD ออกจากวสั ดุธรรมชาติ โรงงานอุตสาหกรรมกัญชาหรือ กัญชงจะทาการแช่ช่อส่วนช่อดอกและใบในเอทานอลเย็นหรือแอลกอฮอล์ท่ีมีคุณสมบัติสูง การสกัด ดว้ ยเอทานอลนบั เป็นสารละลายท่ีมีความปลอดภัยเหมาะสาหรบั นามาทาเปน็ ยาหรืออาหาร 2. การสกดั ดว้ ย CO2 : การใช้ CO2 เหลวเปน็ วธิ ีท่ีสะอาดและมีประสิทธิภาพในการแยก CBD ออกจาก ดอกกญั ชง เนอ่ื งจากประสิทธิภาพโดยรวมและความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายจึงกลายเป็นวิธี ท่ีอุตสาหกรรมนิยมใช้อย่างแพร่หลาย มีสามข้ันตอนของกระบวนการนี้ซึ่งเรียกว่า supercritical, subcritical และ mid-critical 3. การสกัดดว้ ยนา : ผู้ผลิตบางรายใช้น้า ไอน้า หรือน้าแข็งในกระบวนการสกัดที่ซับซ้อนเพ่ือแยก CBD ออกจากวัสดธุ รรมชาติ กระบวนการสกดั น้เี ปน็ วธิ ีการสกดั ทใ่ี ช้กันน้อยทสี่ ุดในการผลิต CBD 4. Carrier Oil Extraction : สาหรับวิธีการสกัดนี้น้ามันมะกอกส่วนใหญ่ (แต่บางครั้งก็เป็นน้ามัน มะพร้าว น้ามันเมล็ดป่าน หรือน้ามันออร์แกนิกอ่ืนๆ) ขึ้นอยู่กับความต้องการของผู้ผลิต - ใช้ \"น้ามัน ตัวพา\" ลาดับแรกวัตถุดิบต้ังต้นจะถูก decarboxylated1 แยกออกจากกัน จากนั้นวัตถุดิบพืชจะถูก นาลงในน้ามันตัวพาและให้ความร้อนอีกครั้งเป็นเวลาหลายชั่วโมง จะดึง cannabinoids ออกจาก พืชและละลายลงในนา้ มนั ตวั พาเพือ่ ให้สามารถนาไปสูขน้ั ตอนการผลิตต่อไปได้ 5. การสกัด The Rick Simpson Method : วิธีการสกัดนี้ได้รับการตั้งช่ือตามคนแรกที่เร่ิมใช้ กระบวนการเฉพาะน้ีในการสกัดน้ามัน CBD จากแหล่งท่ีมา น่ีเป็นวิธีการสกัดท่ีถูกท่ีสุดและ ตรงไปตรงมาท่ีสุดสาหรับผู้ผลิต อย่างไรก็ตามวิธีนี้ยังได้รับการยกย่องว่าเป็นวิธีการแยก CBD ที่ เลวร้ายทสี่ ุด สารไฮโดรคาร์บอน (เชน่ บิวเทน เพนเทน โพรเพน เฮกเซน หรอื อะซิโตน) ถูกนามาใช้ใน กระบวนการน้ีและวัสดุจากพืชกัญชาหรือกัญชงในอุตสาหกรรมจะจมอยู่ในตัวทาละลายอย่างเต็มที่ 1 หมายถึงปฏกิ ริ ยิ าการกาจดั หมู่คารบอกซิล ( -COOH) ออกจากสารประกอบทาให้ได้กา๊ ซคาร์บอนไดออกไซด์ โครงการสนับสนนุ อตุ สาหกรรมแปรรปู พืชกญั ชง เพอื่ ตอบสนองเศรษฐกจิ ชีวภาพ (Bioeconomy) ปีงบประมาณ พ.ศ. 2564

2 www.Thailandhemp.info เม่ือมีการแช่อยู่เป็นระยะเวลาหน่ึงสารประกอบจะถูกแยกออกจากพืชอยู่ในรูปของเหลวซึ่งสามารถ นาไปใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ขัน้ สดุ ทา้ ยได้ โดยทั่วไปวิธีการสกัดด้วย CO2 และเอทานอล (แอลกอฮอล์) ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางว่าเป็น วิธกี ารสกัดท่ีดีท่ีสุดเท่าท่ีจะเป็นไปได้ในปัจจุบัน เนื่องจากประสิทธิภาพท่ีพิสูจน์แล้ว รวมท้ังความเข้มข้นและ ความบริสุทธิ์โดยรวม นอกจากวิธีการสกัดท่ีกล่าวไปแล้วยังมีเทคโนโลยีใหม่ๆ เช่น การสกัดด้วยอัลตราโซนิก การสกัดด้วย คลน่ื อัลตราโซนิกเป็นท่ีรู้จักกันดีและเป็นกระบวนการท่ีได้รับการยอมรับในระยะยาวเพ่ือสกัดสารประกอบท่ีมี คุณค่าจากพฤกษศาสตร์ เป็นอีกเทคนิคที่เหมาะสาหรับการผลิตน้ามัน CBD ท่ีมีคุณภาพสูง เซลล์พืชมีรูพรุน และตวั ทาละลายถูกผลักเข้าไปในเซลล์ซึ่งจะดูดซับสารประกอบภายในเซลล์ เช่น cannabinoids, terpenes, flavonoids เปน็ ตน้ กระบวนการสกัดเยน็ ด้วยเอทานอล โดยท่ัวไปกระบวนการสกดั เย็นด้วยเอทานอลจะดาเนนิ การดังนี้ 1. การแชเ่ ยน็ : แชเ่ ยน็ ตัวทาละลายเอทานอลโดยใช้ Chiller ให้อุณหภูมิต่าถึง -40 OC เพื่อลดความจาเป็นใน ขัน้ ตอนหลังการสกัด 2. การสกัด: แช่และกวนวัสดุธรรมชาติช่อดอกกัญชงในตัวทาละลายเอทานอลท่ีแช่เย็นเพื่อสกัดสารประกอบ แคนนาบินอยดผ์ า่ นการหมนุ เหวี่ยงกลแบบวงปดิ 3. การกรอง: กาจดั อนุภาคแขวนลอยและตัวดูดซับ 4. การระเหย: นาเอทานอลออกจากน้ามนั ดิบโดยใช้ Falling Film Evaporator (FFE) 5. Decarboxylation: ให้ความร้อนแก่โมเลกุลของ cannabinoid ในรูปแบบดิบ (เช่น THCA, CBDA และ CBGA) เพื่อปลดปล่อยกลุ่มโมเลกุลคาร์บอกซลิ เป็น CO2 และแปลงเปน็ กลุม่ สารท่ีบริโภคได้ง่ายข้ึน (เช่น THC, CBD และ CBG) 6. การกล่ัน: การแยก THC, CBD, CBG หรือโมเลกุลท่ีต้องการอื่นๆ ออกจากน้ามันดิบโดยใช้การกล่ันแบบ ฟิล์มรดี (RFD) โครงการสนับสนุนอุตสาหกรรมแปรรปู พืชกญั ชง เพอ่ื ตอบสนองเศรษฐกจิ ชีวภาพ (Bioeconomy) ปีงบประมาณ พ.ศ. 2564

3 www.Thailandhemp.info ภาพท่ี 1 แผนผงั จาลองกระบวนการสกดั เย็นดว้ ยเอทานอล 2.การสกัด 3.การกรอง 1.การแชเ่ ย็น 4.การระเหย 5.Decarboxylation ทีม่ าภาพ : https://deltaseparations.com/the-ultimate-guide-to-cannabis-oil-extraction/extraction-equipment-guide/ โครงการสนับสนนุ อุตสาหกรรมแปรรปู พชื กญั ชง เพอื่ ตอบสนองเศรษฐกจิ ชีวภาพ (Bioeconomy) ปงี บประมาณ พ.ศ. 2564

4 www.Thailandhemp.info ภาพท่ี 2 แผนภาพจาลองกระบวนการสกัด CBD ด้วยกระบวนการสกัดเย็นจากเอทานอลและการทาให้ บรสิ ทุ ธ์ิ ทมี่ าภาพ : https://www.pall.com/en/food-beverage/cannabis-oil.html จากภาพท่ี 2 หลังการแยกสารสาคัญออกจากวัสดุธรรมชาติกัญชงด้วยการสกัดเย็นจากเอทานอลแล้ว จะได้น้ามันดิบท่ีมีส่วนผสมของคลอโรฟิลซ่ึงจาเป็นต้องผ่านกระบวนการแยกคลอโรฟิลและดึงตัวทาละลาย ออกอีก หลังจากน้ันกล่ันแยกน้ามันด้วยเคร่ืองกลั่นแยกสารในระดับโมเลกุลแบบสุญญากาศ (Molecular Distillation) ที่ใช้เวลาในการกลั่นและควบแน่นเร็วกว่าเครื่องกล่ันแบบด้ังเดิม ภายใต้สภาวะ ความดันต่าหรือสญุ ญากาศ สามารถแยกสารบริสุทธิ์ได้ในสภาวะอุณหภูมิต่ากว่าจุดเดือดจริงของสารนั้นๆ จึง ทาให้ไม่เกิดการสลายตัวหรือทาลายสารสาคัญหรือเกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางเคมีด้วยความร้อนสูง สารท่ีได้จะมีลักษณะเป็นน้ามันท่ีค่อนข้างมีคุณภาพ ซึ่งสามารถแยกประเภทของสารต่างๆ ออกตามช่วงของ อุณหภูมิในการกลั่น ข้ันตอนต่อไปเพ่ือทาให้ได้สารท่ีมีความเสถียรยิ่งข้ึนเป็นข้ันตอนของการกรองเพื่อกาจัด อนุภาคท่ีไม่ต้องการ ยีสต์ แบคทีเรีย และนามาตกผลึก ผลที่ได้จะเป็นสารสกัดในรูปแบบที่บริสุทธิ์ที่สุดของ CBD ไม่มีสิ่งเจือปน เรยี กวา่ CBD Isolate ภาพท่ี 3 Isolate CBD Crystal 99.8% นา้ หนกั 1 กรัม ราคา 28 ยูโร ประกาศขายใน https://dutchnaturalhealing.com/en/pure-cbd/cbd-isolate-1gr โครงการสนับสนุนอตุ สาหกรรมแปรรูปพืชกญั ชง เพอ่ื ตอบสนองเศรษฐกจิ ชวี ภาพ (Bioeconomy) ปงี บประมาณ พ.ศ. 2564

5 www.Thailandhemp.info กระบวนการสกดั ด้วย Supercritical Fluid Extraction: SFE เทคโนโลยีการสกดั ดว้ ยของไหลวิกฤตยิ่งยวด (Supercritical Fluid Extraction: SFE) เป็นเทคโนโลยี ที่มีประสิทธิภาพในกระบวนการสกัดสารที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม (Eco-Friendly) นิยมใช้ในการสกัดน้ามัน หรือสารจากพืชและสัตว์ หลักการ ของไหลวกิ ฤตยง่ิ ยวด (Supercritical Fluid: SCF) หมายถงึ สภาวะท่ไี ม่สามารถจาแนกได้ว่า สสารนั้นอยู่ในสถานะก๊าซหรือของเหลว เม่ือก๊าซหรือของเหลวเหล่านั้นถูกอัดภายใต้แรงดันและให้ความร้อน ผ่านจุดวิกฤต (Critical Point) ซ่ึงจะเข้าสู่เฟส supercritical phase และสารที่อยู่ในเฟสนั้นจะเรียกว่า ของ ไหลวิกฤตย่ิงยวด (Super Critical Fluid: SCF) อุณหภูมิวิกฤต (Critical Temperature; Tc) และความดัน วิกฤต (Critical Pressure; Pc) ของไหลวิกฤตย่ิงยวดมีคุณสมบัติทางเคมีฟิสิกส์ (Physiochemical Properties) อยู่ระหว่างก๊าซกับของเหลว ตัวทาละลายที่นิยมใช้คือคาร์บอนไดออกไซด์ เนื่องจากมีอุณหภูมิ วิกฤตและความดันวิกฤตที่มีค่าต่า ไม่เป็นพิษ มีความเฉื่อย ไม่ติดไฟ อีกทั้งคาร์บอนไดออกไซด์มีความบริสุทธ์ิ สูงในราคาท่ีจับต้องได้ คาร์บอนไดออกไซด์มีความสามารถในการละลาย ตัวถูกละลายท่ีไม่มีข้ัว (Non-Polar Solutes) ไม่ก่อให้เกิดสารตกค้างระหว่างกระบวนการสกัดและผลิตภัณฑ์ที่ได้ คาร์บอนไดออกไซด์มี critical state ท่ี 1 oC และ 72.9 atm/7.39 MPa หลกั การทางานและจดุ เด่นการสกดั แบบ Supercritical Fluid Extraction (CO2) การใช้สารในสภาวะท่ีมีอุณหภูมิและความดันเหนือจุดวิกฤต จะมีคุณสมบัติในการซึมผ่านของแข็งได้ เหมือนแก๊ส และสามารถละลายสารได้เหมือนของเหลวจึงใช้เป็นสารสกัดได้อย่างดี การสกัดเร่ิมจากการนา วัตถุดิบท่ีมีขนาดอนุภาคท่ีเหมาะสม บรรจุลงในถังสกัด ทาการปรับความดันและอุณหภูมิให้เหมาะสมกับ วัตถุดิบน้ันๆ อุณหภูมิและความดันในการสกัดจะต้องปรับให้สูงเกินจุดวิกฤตของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (ในกรณีท่ีใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์อย่างเดียว) หรือตัวทาละลายอื่นท่ีใช้ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์หรือตัวทา ละลายอื่นที่ใช้จะกลายเป็นของไหลย่ิงยวด วิธีน้ีสามารถเพ่ิมความมีประสิทธิภาพในการสกัดได้โดยเพิ่มตัวทา ละลายร่วม (Co-solvent) ลงไป จากน้ันจึงปล่อยสารสกัดออกตามเวลาที่กาหนด จะได้สารที่ต้องการจากการ สกัด เช่น สารสาคัญทางยา สารให้กลิ่นรส (flavoring agent) สารให้สี (coloring agent) น้ามันหอมระเหย (essential oil) เป็นตน้ สารสกัดทไี่ ดจ้ ากวธิ กี ารนีม้ ีความปลอดภยั ต่อสิง่ แวดลอ้ มและผ้บู รโิ ภคมากกว่าวิธีการ สกัดโดยใช้ตัวทาละลายอินทรีย์ ที่อาจไม่สามารถแยกตัวทาละลายออกมาให้หมดโดยสมบูรณ์ จึงอาจทาให้ สารสกัดทไ่ี ดไ้ มบ่ ริสทุ ธิ์ต้องนาไปผา่ นกระบวนการทาให้บริสุทธิ์ตอ่ ไป โครงการสนบั สนุนอุตสาหกรรมแปรรปู พชื กญั ชง เพอื่ ตอบสนองเศรษฐกจิ ชีวภาพ (Bioeconomy) ปงี บประมาณ พ.ศ. 2564

6 www.Thailandhemp.info เคร่ืองสกดั แบบ Supercritical Co2 Extraction ประกอบไปดว้ ย 1) ถังสกัด (Extractor) 2) ถงั คารบ์ อนไดออกไซด์ (CO2 Tank) 3) ปม๊ั แรงดนั สูง (High Pressure Pump) 4) ถงั บรรจุตัวทาละลายรว่ ม (Co-Solvent Tank) 5) ระบบแลกเปลย่ี นความร้อน (Heat Exchanger System) 6) ระบบทาความเย็น (Refrigeration System) 7) อุปกรณ์แยกสารที่สกัดไดก้ ับคาร์บอนไดออกไซด์ (Separator) 8) ส่วนที่เกบ็ คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2 Collecting Vessel) 9) ส่วนท่เี ก็บสารสกดั (Extract Collecting Vessel) ภาพที่ 4 จาลองส่วนประกอบของเครอ่ื งสกดั แบบ Supercritical Co2 Extraction ภาพที่ 5 แสดงเครือ่ งสกดั แบบ Supercritical Co2 Extraction ทีม่ าภาพ : https://www.sfe-process.com/supercritical-fluid-equipment/ โครงการสนบั สนนุ อุตสาหกรรมแปรรูปพชื กญั ชง เพอ่ื ตอบสนองเศรษฐกจิ ชีวภาพ (Bioeconomy) ปีงบประมาณ พ.ศ. 2564

7 www.Thailandhemp.info ภาพที่ 6 แผนภาพจาลองกระบวนการสกดั CBD ด้วย SFE และการทาให้บริสทุ ธ์ิ ท่ีมา : https://www.pall.com/en/food-beverage/cannabis-oil.html เม่ือสกัดแยกสารสาคัญจากวัสดุธรรมชาติกัญชงด้วย SFE จะออกมาในรูปน้ามันดิบที่ยังมีการปนเปื้อนจะต้อง นามาผ่านกระบวนการแยกไข (winterization) ซึ่งเป็นกระบวนการกาจัดองค์ประกอบที่ไม่พึงปรารถนาที่ สกัดจากพืช ตัวอย่างเช่น ไขมัน ไขธรรมชาติ และไขมัน กระบวนการน้ีจาเป็นเฉพาะเมื่อน้ามันถูกสกัดด้วย ความดันสูงและท่ีอุณหภูมิสูง (ซึ่งเรียกว่าการสกัดแบบวิกฤตยิ่งยวด) เน่ืองจากการสกัดแบบเข้มข้นนี้ดึงทุก อย่างจากพืชรวมถึงสารที่ไม่ต้องการออกมาในผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายด้วย หลักการคือกระบวนการท่ีน้ามันดิบ ผสมกับเอทานอล อยู่ในสภาพแวดล้อมท่ีเย็นเป็นเวลา 1-2 วัน ในช่วงเวลาน้ี แว็กซ์ไขมัน ไขมัน และ คลอโรฟิลล์ จะแข็งตัว ตกลงไปท่ีด้านล่างของภาชนะทาให้แยกออกได้ง่ายขึ้น น้ามันดิบจะถูกส่งผ่านตัวกรอง เพ่ือขจัดเอทานอล ไขมัน (fats) และกรดไขมัน หรือแว็กซ์ไขมัน (lipids) เมื่อเสร็จสิ้นดึงตัวทาละลายออก จะ ได้น้ามันท่ีมีความใสและบริสุทธิ์มากข้ึน เข้าสู่การกล่ันแยกระดับโมเลกุล (Molecular Distillation) โดยใช้ ความร้อนทาให้สารแต่ละชนิดกลายเป็นไอแยกออกเมาตามช่วงอุณหภูมิของการระเหย และนามากรองแยก อนุภาคและเชอ้ื จลุ นิ ทรีย์ ทาให้เสถียรยงิ่ ขึ้นดว้ ยการตกผลกึ จากภาพท่ี 7 จะพบว่าสาร CBD จะกล่ันออกมาในช่วงอุณหภูมิ 356 OF หรือเท่ากับ 180 OC ส่วน สาร THC-A (Tetrahydrocannabinolic Acid) จะกล่ันออกมาในช่วง 220 OF หรือ 104.44 OC สาร THCA เปลี่ยนเป็น THC ในระหว่างกระบวนการ decarboxylation เน่ืองจากการปลดปล่อยกลุ่มคาร์บอกซิลิกออก จากสูตรเคมี สาร THCA น้ันค่อนข้างไม่เสถียร สามารถเปล่ียนเป็น THC ได้เน่ืองจากแสงแดด หรือเม่ือเก็บ ไว้ท่ีอุณหภูมิห้องเป็นเวลานาน หากจัดเรียงภายใต้แสงน้อยกัญชาแห้งที่อุณหภูมิห้องสามารถเปลี่ยน THCA ไดป้ ระมาณ 20% เปน็ THC สาร THCA ไมอ่ อกฤทธ์ทิ างจิต สาหรับสารตัวอ่ืนๆ จะเป็นกลุ่ม Terpene เช่น beta-Myrcene ให้กลิ่นแบบซิตรัส หรือกานพลู alpha-Pinene กลน่ิ ต้นสน เปน็ ตน้ โครงการสนับสนนุ อตุ สาหกรรมแปรรปู พืชกญั ชง เพอ่ื ตอบสนองเศรษฐกจิ ชีวภาพ (Bioeconomy) ปีงบประมาณ พ.ศ. 2564

8 www.Thailandhemp.info ภาพท่ี 7 แสดงการแยกสารตา่ งๆ ในแต่ละชว่ งอณุ หภูมิของกระบวนการ Molecular Distillation Crude Oil distillate ทม่ี าภาพ : https://isum.com/cbd-cannabis-extraction/ โครงการสนบั สนุนอตุ สาหกรรมแปรรปู พืชกญั ชง เพอ่ื ตอบสนองเศรษฐกจิ ชวี ภาพ (Bioeconomy) ปงี บประมาณ พ.ศ. 2564