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利用微波剂的快速植物性油蒸馏装置

2021-04-25 12:34:30

利用微波剂的快速植物性油蒸馏装置

  相关申请的交叉引用

  本申请要求2016年12月1日提交的美国临时专利申请号62/428,868的优先权,所述专利申请特此以引用的方式整体并入。

  背景技术

  微波已被有效地用来从植物材料蒸汽蒸馏挥发性精油。然而,微波还不能够从植物材料有效地蒸汽蒸馏大麻素油或重质油性树脂(heavy oleoresin)。使用微波来直接加热干燥的植物材料以蒸发并蒸馏高沸点油和油性树脂也尚未被证明是有效的,因为大部分植物油主要是非极性分子并且无法高效地吸收微波。尝试用微波蒸馏油性树脂常常会导致植物材料在期望的油蒸发之前燃烧,或者在使植物油和油性树脂经受热降解的同时极为低效地蒸发油性树脂。因此需要一种更有效的微波蒸馏方法。

  发明内容

  本发明提供一种通过使植物材料与微波吸收剂混合或接触来快速且均匀地加热植物材料中的油和油性树脂的方法。通过使用这种微波剂,植物油被快速加热、挥发和蒸馏,而不引起蒸馏油的热分解。

  本发明的各种方面涉及一种从植物材料提取油的方法。所述方法可包括提供用于从植物材料提取油的系统。所述系统可包括(a)微波发射器;(b)提取室,所述提取室与所述微波发射器连通,使得由所述微波发射器发射的微波辐射被引导到所述提取室中;以及(c)冷却室,所述冷却室与所述提取室连通,使得所述提取室中的挥发油被引导到所述冷却室中。

  所述方法还可包括:将植物材料和微波吸收剂组合;将所述植物材料和所述微波吸收剂插入所述提取室中;用从所述微波发射器发射的微波辐射来照射所述微波吸收剂,由此电介质加热所述微波吸收剂和/或通过界面极化或麦克斯韦-瓦格纳-塞勒斯极化来加热所述微波吸收剂,加热所述植物材料,并且使植物油从所述植物材料挥发以产生挥发油;使所述挥发油在所述冷却室中冷凝,由此产生冷凝油;以及收集所述冷凝油的一部分,由此产生适合人类消耗的收集油。可主要通过从所述微波吸收剂到所述植物材料的热传递,例如通过热辐射或对流,而不是通过对所述植物材料的电介质加热,来加热所述植物材料。

  所述微波吸收剂可由各种类型的非极性基底或含有非极性分子的基底、含有离子或偶极分子的基底组成,或者可由通过微波或电磁辐射来激发的任何其他物质或基底组成,只要满足以下条件即可:(1)所述微波吸收剂和任何微波吸收组合物不都是食品,或(2)所述微波吸收剂或任何微波吸收组合物的使用量基本上大于食品的微波制备中所用的量(即,相对于植物材料的量,所述微波吸收剂或任何微波吸收组合物的使用量是食品的微波制备中所用的量的至少10倍,例如,二氧化硅可例如作为抗结块剂添加到食品中,但将100g二氧化硅作为微波吸收剂添加到100g植物材料中使得二氧化硅的量基本上大于任何食品的微波制备中所用的二氧化硅的量),并且(3)微波吸收剂允许植物材料被加热到水的相对沸点以上(即,其中水的相对沸点是水分别相对于提取室或可移除滤筒内的压力和相对于所述提取室或可移除滤筒内的挥发性物质的组合蒸气压的沸点,例如考虑到任何沸点升高)。

  将所述植物材料与所述微波吸收剂组合可包括:将所述植物材料与包括所述微波吸收剂的微波吸收组合物组合。所述微波吸收组合物可包括例如如本文所述的固体混合物,并且所述固体混合物的至少一些固体可包括所述微波吸收剂。所述固体混合物的所述固体的尺寸可被设定为例如约0.1μm至约5cm,诸如约0.1μm至约100μm、约1μm至约1mm、约10μm至约10mm、约100μm至约50mm、约0.1μm至约10μm、约1μm至约100μm、约10μm至约1mm、约100μm至约10mm、约1mm至约50mm、约0.1μm至约1μm、约0.5μm至约5μm、约1μm至约10μm、约5μm至约50μm、约10μm至约100μm、约50μm至约500μm、约100μm至约1mm、约500μm至约5mm、约1mm至约1cm或约5mm至约5cm。所述固体混合物可以是粉末或粗粒,或者可包括珠粒或拉西环、纤维、棒或片或者结构化填料的形式。所述固体混合物可包括金属、玻璃、陶瓷和/或粘土。在一些实施方案中,所述玻璃、陶瓷或粘土可以是由吸收微波的极性分子组成的浸渍物质。

  在一些实施方案中,将所述植物材料与所述微波吸收剂组合包括:将所述植物材料与包括所述微波吸收剂的微波吸收组合物组合,其中所述微波吸收组合物包括例如如本文所述的至少一个棒、管或片,并且所述至少一个棒、管或片包括所述微波吸收剂。至少一个棒、管或片的至少一个尺寸可为约1cm至约100cm,诸如约1cm至约10cm、约5cm至约50cm或约10cm至约100cm。例如,微波吸收组合物可包括至少一个片,并且将所述植物材料与所述微波吸收剂组合可包括:将所述植物材料铺展在所述片上并将所述片卷成卷曲片。

  在一些实施方案中,所述微波吸收组合物不是液体,并且所述微波吸收组合物不含有液体。在一些实施方案中,所述微波吸收组合物包括固体组分和液体组分。在一些实施方案中,所述微波吸收剂是液体或凝胶。在一些实施方案中,所述微波吸收剂的沸点高于作为提取目标的植物油的沸点。作为一个示例,所述微波吸收剂的沸点可为在大气压下高于300℉、在大气压下高于380℉或在大气压下高于450℉。

  所述微波吸收剂通常是除了水以外的化合物。所述微波吸收剂可以是例如既不存在于食品中也不存在于典型的人类饮食中的化合物。

  在一些实施方案中,所述植物材料由小于20重量%的水,诸如小于10重量%的水组成。所述方法还可包括在照射所述微波吸收剂之前干燥所述植物材料。

  在一些实施方案中,所述方法还包括更改所述微波辐射相对于所述微波吸收剂的传播方向,以均匀地加热所述植物材料。可例如通过在照射所述微波吸收剂的同时搅拌、摇动或旋转所述植物材料和所述微波吸收剂来更改所述微波辐射的传播方向。

  在优选实施方案中,所述方法不引起所述植物油、所述挥发油、所述冷凝油或所述收集油的热解。在优选实施方案中,所述方法不引起所述植物材料的热解。

  所述方法还可包括监测所述提取室内部的至少一个温度,例如,其中所述提取室内部的所述至少一个温度包括所述植物材料的温度、所述微波吸收剂的温度、任何微波吸收组合物的温度,和/或准备好的植物材料的温度。所述方法还可包括将所述提取室内部的温度维持在约50℉至约450℉,诸如约50℉至约100℉、约50℉至约150℉、约300℉至约450℉、约314℉至约450℉、约314℉至约427℉、约314℉至约400℉、约365℉至约450℉、约365℉至约427℉或约365℉至约400℉。维持所述提取室内部的温度可包括:调整所述微波辐射的功率,例如,其中调整所述微波辐射的所述功率包括:调整照射所述微波吸收剂的所述微波辐射的强度和/或循环地开启和关闭照射所述微波吸收剂的所述微波辐射。

  在一些实施方案中,所述方法还包括将所述冷却室的至少一个表面维持在约70℉至约314℉,诸如约80℉至约314℉、约100℉至约314℉、约150℉至约314℉、约200℉至约314℉、约212℉至约314℉、约250℉至约314℉、约300℉至约314℉、约80℉至约300℉、约100℉至约300℉、约150℉至约300℉、约200℉至约300℉、约212℉至约300℉、约250℉至约300℉、约80℉至约250℉、约100℉至约250℉、约150℉至约250℉、约200℉至约250℉、约212℉至约250℉、约80℉至约200℉、约100℉至约200℉、约150℉至约200℉、约80℉至约150℉、约100℉至约150℉或约80℉至约100℉的温度。在一些实施方案中,所述方法还包括将所述冷却室的至少一个表面维持在约35℉至约212℉,诸如约40℉至约212℉、约50℉至约212℉、约60℉至约212℉、约70℉至约212℉、约35℉至约150℉、约40℉至约150℉、约50℉至约150℉、约60℉至约150℉、约70℉至约150℉、约35℉至约100℉、约40℉至约100℉、约50℉至约100℉、约60℉至约100℉、约70℉至约100℉、约35℉至约90℉、约40℉至约90℉、约50℉至约90℉、约60℉至约90℉、约70℉至约90℉、约35℉至约80℉、约40℉至约80℉、约50℉至约80℉、约60℉至约80℉、约70℉至约80℉、约35℉至约70℉、约40℉至约70℉、约50℉至约70℉或约60℉至约70℉的温度(例如,用于萜烯回收)。

  所述方法还可包括从所述收集油去除水。去除水可例如通过将所述收集油维持在约212℉至约314℉的温度,由此从所述收集油蒸发水,或者通过从所述收集油分离水相来实现。

  在优选实施方案中,所述挥发油、所述冷凝油和所述收集油不含有机溶剂,尤其是丁烷和异丁烷。在一些实施方案中,所述挥发油、所述冷凝油和所述收集油不含氯仿。在一些实施方案中,所述挥发油、所述冷凝油和所述收集油不含乙醇。

  在一些实施方案中,将所述植物材料和所述微波吸收剂插入所述提取室中包括:将包括所述植物材料和所述微波吸收剂的滤筒(例如,可移除滤筒)插入所述提取室中。

  所述提取室可包括第一开口和第二开口,其中所述植物材料和所述微波吸收剂通过所述第一开口插入所述提取室中,并且所述提取室中的所述挥发油通过所述第二开口被引导到所述冷却室中。

  在一些实施方案中,所述方法还包括在照射所述微波吸收剂之前密封所述提取室的所述第一开口,使得所述挥发油无法通过所述第一开口离开所述提取室。

  在一些实施方案中,所述植物材料包括麻类植物(hemp)或大麻属植物(cannabis)。例如,植物材料可包括大麻(cannabis sativa)、印度大麻(cannabisindica)、莠草大麻(cannabis ruderalis)、大麻种或科的杂交种或前述各项中的两种或更多种的组合。

  在一些实施方案中,所述挥发油、所述冷凝油和所述收集油包括大麻二酚(CBD)、次大麻二酚(CBDV)、四氢大麻酚(THC)、δ-9-四氢大麻酚、δ-8-四氢大麻酚、四氢次大麻酚(THCV)、大麻酚(CBN)、大麻萜酚、大麻环萜酚、化学转化的大麻素、任何其他大麻素、芳樟醇、石竹烯、月桂烯、柠檬烯、蛇麻烯、蒎烯或前述的两种或更多种的组合。例如,所述挥发油、所述冷凝油和所述收集油可包括δ-9-四氢大麻酚。在一些实施方案中,所述挥发油、所述冷凝油和所述收集油包括大麻二酚(CBD)。在一些实施方案中,所述收集油适合在药物制剂中使用。在一些实施方案中,所述收集油适合用作精神治疗药物。

  在优选实施方案中,所述方法不包括蒸汽蒸馏。例如,在一些实施方案中,从所述植物材料挥发的植物油的质量大于从所述植物材料挥发的水的质量。在一些实施方案中,从所述植物材料挥发的植物油的质量与从所述植物材料挥发的水的质量的比是至少约1:3、约1:2、约1:1、约2:1或约3:1。

  在一些实施方案中,所述植物油的沸点高于212℉,即,所述植物油在其存在于如本文所述的系统的提取室中的所述植物材料和微波吸收剂/组合物的混合物中时在高于212℉的温度下沸腾。

  在一些实施方案中,本发明涉及一种从麻类植物和/或大麻属植物提取四氢大麻酚(THC)和/或大麻二酚(CBD)的方法,其包括:(1)提供用于从植物材料提取油的系统,其中所述系统包括(a)微波发射器、(b)提取室,所述提取室与所述微波发射器连通,使得由所述微波发射器发射的微波辐射被引导到所述提取室中,和(c)冷却室,所述冷却室与所述提取室连通,使得所述提取室中的挥发油被引导到所述冷却室中;(2)组合所述植物材料和所述微波吸收剂;(3)将所述植物材料和所述微波吸收剂插入所述提取室中;(4)用从所述微波发射器发射的微波辐射来照射所述微波吸收剂,由此电介质加热所述微波吸收剂,将所述植物材料加热到约314℉至约450℉的温度,并且使THC和/或CBD从所述植物材料挥发,以产生包括所述THC和/或CBD的挥发油;(5)在所述冷却室中将挥发油冷凝到约70℉至约365°的温度,由此产生包括所述THC和/或CBD的冷凝油;以及(6)收集所述冷凝油的一部分,由此产生适合人类消耗的包括THC和/或CBD的收集油,其中所述植物材料是麻类植物或大麻属植物,并且所述方法不引起所述THC或CBD的热解。

  本发明的各种方面涉及一种用于从植物材料提取油的系统。所述系统可包括:微波发射器;提取室,所述提取室与所述微波发射器连通,使得由所述微波发射器发射的微波辐射被引导到所述提取室中;设置在所述提取室中的微波吸收组合物,其中所述微波吸收组合物包括微波吸收剂,并且所述微波吸收组合物不是食品;设置在所述提取室中的植物材料;以及冷却室,所述冷却室与所述提取室连通,使得所述提取室中的挥发油被引导到所述冷却室中。所述系统可被配置成:通过从所述微波发射器发射的微波辐射来电介质加热所述微波吸收剂,并且通过从所述微波吸收组合物发射的热辐射来加热所述植物材料,由此使所述植物材料的油挥发,从而产生挥发油。所述冷却室能操作以使所述挥发油的至少一部分冷凝。

  所述微波吸收组合物可包括例如如本文所述的固体混合物,并且所述固体混合物的至少一些固体可包括所述微波吸收剂。所述固体混合物的固体的尺寸可被设定为例如约50μm至约5cm,诸如约50μm至约500μm、约100μm至约1mm、约500μm至约5mm、约1mm至约1cm或约5mm至约5cm。所述固体混合物可以是粉末或者可包括珠粒。所述固体混合物可包括金属、玻璃、陶瓷、沙子和/或粘土。

  所述微波吸收组合物可包括如本文所述的至少一个棒、管或片,例如,其中所述至少一个棒、管或片包括所述微波吸收剂。所述至少一个棒、管或片的至少一个尺寸可为约1cm至约100cm,诸如约1cm至约10cm、约5cm至约50cm或约10cm至约100cm。例如,所述微波吸收组合物可包括至少一个片,其中所述至少一个片中的一个或多个片作为一个或多个卷曲片存在。

  在一些实施方案中,所述微波吸收组合物不是液体,并且微波吸收组合物不含有液体。在一些实施方案中,所述微波吸收组合物包括固体组分和液体组分。在一些实施方案中,所述微波吸收剂是液体或凝胶。在一些实施方案中,所述微波吸收剂的沸点为在大气压下高于360℉,诸如在大气压下高于450℉。

  所述微波吸收剂通常是除了水以外的化合物。所述微波吸收剂可以是例如既不存在于食品中也不存在于典型的人类饮食中的化合物。

  在一些实施方案中,所述提取室包括第一开口,所述第一开口的形状和尺寸被设定成允许所述植物材料和所述微波吸收组合物进入和离开所述提取室。

  所述系统还可包括可移除滤筒,其中所述可移除滤筒包括所述植物材料和所述微波吸收组合物,并且所述提取室的所述第一开口的形状和尺寸被设定成允许所述可移除滤筒进入和离开所述提取室。例如,所述可移除滤筒的外壁可以可滑动地接合所述提取室的内壁。

  所述系统还包括密封圆片(sealing puck),其中所述密封圆片密封第一开口,由此阻止挥发油通过所述第一开口离开所述提取室。

  在一些实施方案中,所述提取室包括第二开口,所述第二开口被配置成允许所述挥发油离开所述提取室并进入所述冷却室。在一些实施方案中,所述第二开口的尺寸在任何维度上都不超过5cm。例如,所述第二开口的尺寸可小于或等于4cm、3cm、2cm、1cm或5mm。

  在一些实施方案中,所述系统还包括过滤器,例如,其中所述过滤器定位在所述植物材料与所述第二开口之间。所述过滤器可被配置成既阻止固体颗粒通过所述第二开口离开所述提取室又允许所述挥发油通过所述第二开口。

  在一些实施方案中,所述提取室包括第一开口和第二开口;所述第一开口的形状和尺寸被设定成允许所述植物材料和所述微波吸收组合物进入和离开所述提取室;所述第一开口被可逆地密封,由此阻止挥发油通过所述第一开口离开所述提取室;并且所述第二开口被配置成允许挥发油离开所述提取室并进入所述冷却室。

  在一些实施方案中,所述植物材料由小于20重量%的水,诸如小于10重量%的水组成。所述系统可包括约100g至约10kg的植物材料,诸如约100g至约1kg、约200g至约2kg、约300g至约3kg、约400g至约4kg、或约500g至约5kg的植物材料。

  在一些实施方案中,所述植物材料包括麻类植物或大麻属植物。例如,植物材料可包括大麻、印度大麻、莠草大麻、大麻种或科的杂交种或前述的两种或更多种的组合。

  在一些实施方案中,所述植物材料包括大麻二酚(CBD)、次大麻二酚(CBDV)、四氢大麻酚(THC)、δ-9-四氢大麻酚、δ-8-四氢大麻酚、四氢次大麻酚(THCV)、大麻酚(CBN)、大麻萜酚、大麻环萜酚、化学转化的大麻素、任何其他大麻素、芳樟醇、石竹烯、月桂烯、柠檬烯、蛇麻烯、蒎烯或前述的两种或更多种的组合。例如,所述植物材料可包括四氢大麻酚(THC)。在一些实施方案中,所述植物材料包括大麻二酚(CBD)。

  本发明的各种方面涉及一种用于从麻类植物或大麻属植物提取四氢大麻酚(THC)或大麻二酚(CBD)的系统,其包括(1)微波发射器;(2)提取室,所述提取室与所述微波发射器连通,使得由所述微波发射器发射的微波辐射被引导到所述提取室中;(3)设置在所述提取室中的微波吸收组合物,其中所述微波吸收组合物不是食品,所述微波吸收组合物包括微波吸收剂,并且所述微波吸收剂在大气压下的沸点高于360℉;(4)设置在所述提取室中的约100g至约10kg植物材料,其中所述植物材料是麻类植物或大麻属植物,并且所述植物材料包括THC和/或CBD;以及(5)冷却室,所述冷却室与所述提取室连通,使得所述提取室中的挥发的THC和/或CBD被引导到所述冷却室中,其中:(6)所述提取室包括第一开口和第二开口;(7)所述第一开口的形状和尺寸被设定成允许所述植物材料和所述微波吸收组合物进入和离开所述提取室;(8)所述第一开口被可逆地密封,由此阻止挥发的THC和/或CBD通过所述第一开口离开所述提取室;(9)所述第二开口被配置成允许挥发的THC和/或CBD离开所述提取室并进入所述冷却室;(10)所述系统被配置成通过从所述微波发射器发射的微波辐射来电介质加热所述微波吸收剂;(11)所述系统被配置成通过从所述微波吸收组合物发射的热辐射来加热所述植物材料;并且(12)所述冷却室能操作以使所述挥发的THC和/或CBD冷凝。

  附图说明

  图1是本发明的实施方案的图解视图。

  具体实施方式

  本发明的各种实施方案是基于以下发现:对大麻属植物和微波吸收剂的混合物的微波加热允许从大麻属植物高效地提取大麻素。此类方法可能优于从大麻属植物提取大麻素的历史方法,因为它们不需要诸如丁烷的溶剂。本文所公开的系统和方法还可使所提取的大麻素与系统的移动零件之间的接触量最小化,这实现了稳健的系统和最少的维护。

  本发明的实施方案可与从植物材料提取精油的现有技术的基于微波的方法区分开来,因为本发明的系统和方法并不是蒸汽蒸馏系统和方法。微波辅助蒸汽蒸馏和蒸汽蒸馏一般尚未证明对蒸馏大麻素或重质油性树脂是有效的,因为大麻素和重质油性树脂的蒸气压极低,因此,大麻素和重质油性树脂不适合于现有技术的微波辅助蒸汽蒸馏方法。从植物材料提取精油的现有技术的基于微波的方法依靠对水的电介质加热来加热精油。本文所公开的系统和方法依靠对微波吸收剂的电介质加热,所述微波吸收剂通常不是水。

  A.植物材料

  本发明的各种方面涉及用于从植物材料提取油的方法和系统。

  植物材料通常不是食品。然而,植物材料可包括适合人类消耗的植物油。短语“适合人类消耗”是指治疗、医药、营养和/或美容用途,例如,用作药剂(诸如精神活性剂或抗惊厥剂)或膳食补充剂。人类消耗包括肠内摄取(例如,在丸剂、胶囊剂、食品或饮料中)、局部给药,和吸入(例如,蒸发油)。人类消耗需要使植物油与人体接触(例如,以固体、液体或气体的形式)。并不“适合人类消耗”的油包括已经历显著热解(例如,多于10重量%的油已经历热化学分解,由此产生多于10%重量百分比的热化学分解产物,这些产物既不是萜烯也不是大麻素)的油和含有原油、燃料油、石化产品或非GRAS溶剂(例如,多于0.2重量%的油是原油、燃料油、石化产品和/或非GRAS溶剂)的油。

  植物材料可以是例如麻类植物或大麻属植物。植物材料可包括各种形式的四氢大麻酚(THC)和/或各种形式的大麻二酚(CBD)。在一些实施方案中,植物材料基本上不含THC。植物材料可包括大麻二酚(CBD)。例如,植物材料可包括诸如大麻、印度大麻、莠草大麻的大麻属植物、大麻种或科的杂交种或前述的两种或更多种的组合。也可使用其他形式的植物材料,例如,啤酒花。

  在一些实施方案中,植物材料包括花、叶和/或茎,例如,植物材料包括花、叶和/或茎。植物材料可包括多于10%、20%、25%、50%、70%、75%、80%或90%的花,诸如干燥或固化的花。植物材料可包括多于10%、20%、25%、50%、70%、75%、80%或90%的雌蕊花,例如干燥或固化的雌蕊花。

  在一些实施方案中,植物材料是干燥和/或固化的。例如,植物材料可含有少于20重量%、15重量%、10重量%、9重量%、8重量%、7重量%、6重量%或5重量%的水。方法可包括例如在将植物材料插入提取室之前干燥植物材料。

  植物材料可任选地被研磨,例如研磨成粒度在0.1μm与5mm、20μm与5mm之间的颗粒,或研磨成其他研磨粒度。在一些实施方案中,植物材料未被研磨,并且在很大程度上是完整的。

  在一些实施方案中,植物材料不包括肉质水果。例如,在一些情况下,植物材料不包括柑橘类水果或甜瓜。在一些实施方案中,植物材料不是从树上获得的。在一些实施方案中,植物材料不包括肉质水果、柑橘类水果、香橼、柚子、土佐柚子、酢橘、中国柑桔(Citrusunshiu)、橙子(Citrus sinensis)、椪柑橙、西瓜、甜瓜、树、树皮、针叶树、日本雪松(Cryptomeria japonica)、日本扁柏(Chamaecyparis obtusa)、姜草、姜根茎、姜、玉米、谷壳、稻米、稻秆、蔗渣、椰子、椰子壳或家畜粪便。

  如本文所述的系统可(例如,在如本文所述的提取室和/或可移除滤筒内)包括至少约50g,诸如至少约75g、约100g、约150g、约200g、约250g、约300g、约400g或约500g的植物材料。如本文所述的系统可(例如,在如本文所述的提取室和/或可移除滤筒内)包括约50g至10kg,诸如约75g至约10kg、约100g至约10kg、约150g至约10kg、约200g至约10kg、约250g至约10kg、约300g至约10kg、约400g至约10kg、约500g至约10kg、约50g至约5kg、约75g至约5kg、约100g至约5kg、约150g至约5kg、约200g至约5kg、约250g至约5kg、约300g至约5kg、约400g至约5kg、约500g至约5kg、约10g至约1kg、约50g至约1kg、约75g至约1kg、约100g至约1kg、约150g至约1kg、约200g至约1kg、约250g至约1kg、约300g至约1kg、约400g至约1kg或约500g至约1kg的植物材料。

  如本文所述的系统可(例如,在如本文所述的提取室和/或可移除滤筒内)包括至少约1kg,诸如至少约2kg、约5kg、约10kg、约25kg、约50kg、约100kg、约250kg或约500kg的植物材料。如本文所述的系统可(例如,在如本文所述的提取室和/或可移除滤筒内)包括约2kg至500kg,诸如约5kg至约500kg、约10kg至约500kg、约25kg至约500kg、约50kg至约500kg、约100kg至约500kg、约250kg至约500kg、约2kg至约250kg、约5kg至约250kg、约10kg至约250kg、约25kg至约250kg、约50kg至约250kg、约100kg至约250kg、约2kg至约100kg、约5kg至约100kg、约10kg至约100kg、约25kg至约100kg、约50kg至约100kg、约2kg至约50kg、约5kg至约50kg、约10kg至约50kg、约25kg至约50kg、约2kg至约25kg、约5kg至约25kg、约10kg至约25kg、约2kg至约10kg、约5kg至约10kg或约2kg至约5kg的植物材料。

  B.植物油

  植物油可包括各种形式的大麻素和大麻素酸、各种形式的大麻二酚(CBD)或大麻二酚酸(CBDA)、次大麻二酚(CBDV)、各种形式的四氢大麻酚(THC)、δ-9-四氢大麻酚、四氢大麻酚酸、δ-8-四氢大麻酚、四氢大麻酚(THCV)、大麻酚(CBN)、大麻萜酚、大麻环萜酚、化学转化的大麻素、任何其他大麻素、芳樟醇、各种形式的石竹烯、月桂烯、柠檬烯、蛇麻烯、蒎烯或前述的两种或更多种的组合。例如,挥发油、冷凝油和/或收集油可包括例如浓度为至少约1重量%、5重量%、10重量%、20重量%、25重量%、50重量%、75重量%、80重量%,或者甚至90重量%或更高的CBD。类似地,挥发油、冷凝油和/或收集油可包括例如浓度为至少约1重量%、5重量%、10重量%、20重量%、25重量%、50重量%、75重量%、80重量%,或者甚至90重量%或更高的THC。

  术语“四氢大麻酚”和“THC”是指(-)-反式-Δ9-四氢大麻酚及其异构体。

  挥发油、冷凝油和/或收集油通常适合人类消耗,这意味着油尚未经历显著热解(例如,少于10重量%的油已经历热化学分解,其中热化学分解产生既不是萜烯也不是大麻素的热化学分解产物),并且油基本上不含原油、燃料油、石化产品和非GRAS溶剂(例如,少于0.2重量%的油是原油、燃料油、石化产品和/或非GRAS溶剂)。挥发油、冷凝油和/或收集油可包括少于10重量%、5重量%、2重量%、1重量%、0.5重量%、0.2重量%、0.1重量%、0.05重量%、0.02重量%或0.01重量%的已经历热化学分解的油。挥发油、冷凝油和/或收集油可包括少于于0.2重量%、0.1重量%、0.05重量%、0.02重量%、0.01重量%、0.005重量%、0.002重量%或0.001重量%的原油、燃料油、石化产品和非GRAS溶剂。

  在一些实施方案中,植物油的沸点高于212℉,诸如高于约250℉、约275℉或约300℉。在一些实施法中,植物油的沸点是约212℉至约450℉、约250℉至约450℉、约275℉至约450℉、约300℉至约450℉、约212℉至约400℉、约250℉至约400℉、约275℉至约400℉或约300℉至约400℉。在一些实施方案中,植物油与水不能混溶,并且植物油的沸点是约212℉至约450℉、约250℉至约450℉、约275℉至约450℉、约300℉至约450℉、约212℉至约400℉、约250℉至约400℉、约275℉至约400℉或约300℉至约400℉。如本文所用的术语沸点是指在大气压下的沸点,除非明确指定了压力(例如,压力范围或近似压力或比压力)。如本文所用的术语沸点是指一种物质在其存在于涉及其他分子的提取室中时的沸点,即,考虑到任何沸点升高(例如,在溶质存在的情况下)和任何沸点降低(例如,在不能混溶的液相存在的情况下),除非术语沸点的上下文另有明确说明。

  在一些实施方案中,挥发油、冷凝油和/或收集油基本上不含柠檬烯、β-水芹烯、γ-萜品烯、β-榄香烯、α-蒎烯、β-蒎烯、芳樟醇和β-月桂烯。在一些实施方案中,挥发油、冷凝油和/或收集油基本上不含THC。

  C.系统

  方法可包括提供用于从植物材料提取油的系统。系统通常包括(a)微波发射器;(b)提取室,所述提取室与微波发射器连通,使得由微波发射器发射的微波辐射被引导到提取室中;以及(c)冷却室,所述冷却室与提取室连通,使得提取室中的挥发油被引导到冷却室中。

  在一些实施方案中,例如,当系统的部件是分开供应的时,本发明的系统包括少于全部的微波发射器、提取室和冷却室。本发明的系统的操作版本通常包括如本文所述的植物材料和微波吸收剂。系统可包括设置在提取室内的植物材料、微波吸收剂和/或微波吸收组合物。

  D.微波发射器

  微波发射器是已知的,并且微波发射器的确切性质没有特别限制,只要微波发射器能够电介质加热微波吸收剂或通过界面极化(也称为麦克斯韦-瓦格纳-塞勒斯极化)来加热微波吸收剂即可。微波发射器可包括例如空腔磁控管。微波发射器通常发射具有能够电介质加热微波吸收剂的频率的微波辐射。

  在一些实施方案中,微波发射器被配置成发射处于相对于水和/或多糖(例如,纤维素)更容易被微波吸收剂吸收的频率的微波辐射。在一些实施方案中,微波发射器被配置成发射处于相对于植物材料更容易被微波吸收剂吸收的频率的微波辐射,例如,以避免植物材料的热分解或燃烧。微波发射器可以是可变频率微波发射器。在一些实施方案中,系统包括带通滤波器,所述带通滤波器有利于传输对应于微波吸收剂可吸收的频率的微波辐射和/或不利于传输对应于水和/或多糖和/或碳分子和/或植物材料可吸收的频率的微波辐射。

  系统可包括波导,例如,用于向提取室输送来自微波发射器的微波辐射。

  系统通常被配置成例如响应于从温度传感器接收的反馈而动态地更改从微波发射器发射的微波辐射的功率。

  E..提取室

  提取室被配置成接收植物材料和微波吸收剂或微波吸收组合物的混合物。提取室可被配置成混合、摇动和/或旋转植物材料和微波吸收剂或微波吸收组合物,例如,由此允许均匀的加热。

  提取室通常包括第一开口和第二开口。第一开口的形状和尺寸通常被设定成允许植物材料和微波吸收组合物进入和离开提取室。第一开口的形状和尺寸可被设定成允许可移除滤筒进入和离开提取室,例如,其中可移除滤筒包括植物材料和微波吸收组合物。

  系统可包括密封圆片,例如,其中密封圆片被配置成密封第一开口,由此阻止挥发油通过第一开口离开提取室。密封圆片的性质没有特别限制,只要密封圆片在高达至少400℉的温度下是稳定的,在水中和植物油中都是稳定的,并且当暴露于微波辐射时是稳定的即可。密封圆片可任选地对微波辐射不透明。

  第一开口可被可逆地密封(例如,用密封圆片),由此阻止挥发油通过第一开口离开提取室。

  第二开口通常被配置成允许挥发油离开提取室并进入冷却室。在一些实施方案中,第二开口在任何维度上都不超过5cm。例如,第二开口可在任何维度上都不超过4cm、3cm、2cm、1cm或5mm。第二开口可以是圆形或基本上圆形,但第二开口的确切几何形状没有特别限制。系统可包括过滤器,所述过滤器定位在第二开口内或附近并且被配置成阻止固体颗粒通过第二开口。过滤器通常被配置成阻止固体颗粒通过第二开口离开提取室。过滤器通常被配置成允许挥发油通过第二开口。过滤器可任选地被加热到例如高于约200℉、300℉、320℉、350℉、360℉、370℉、380℉或400℉的温度。在一些实施方案中,过滤器可包括微波吸收纤维或烧结材料或由微波吸收纤维或烧结材料组成,以确保过滤器被充分加热以阻止挥发油冷凝到过滤器上或过滤器附近。

  系统可任选地包括膜,所述膜定位在第二开口内或附近并且被配置成阻止液体通过第二开口。膜通常被配置成阻止液体通过第二开口离开提取室。膜通常被配置成允许挥发油通过第二开口。

  在一些实施方案中,第一开口定位在提取室的顶部处,并且第二开口定位在提取室的底部处,例如,使得可通过第一开口将可移除滤筒插入提取室中并且可通过第二开口将挥发油从提取室引导到冷却室中。例如,当植物材料和微波吸收组合物/剂在装载和加热期间基本上是固体时,此类配置(图1中示出其中之一)是合适的。

  在植物材料和/或微波吸收组合物/剂包括液体的实施方案中,系统可包括定位在提取室的侧面或顶部上的第二开口和/或覆盖第二开口以阻止液体流过第二开口的膜。然而,第一开口和第二开口的确切位置没有特别限制,因为普通技术人员容易知晓定位第一开口和第二开口并且以其他方式配置系统以便于使用和维护。提取室通常不会被显著加压,例如,因为挥发油和其他气体可能从提取室逸出,进入冷却室。方法可包括将提取室的压力维持在约0.3个大气压至约5个大气压,诸如约0.5个大气压至约2个大气压、约0.6个大气压至约1.8个大气压或约0.8个大气压至约1.6个大气压。例如,美国城市化地区的环境压力的范围是从约0.8个大气压(例如,在科罗拉多州丹佛市)至约1.0个大气压(例如,在佛罗里达州迈阿密市),并且微波辅助的植物油挥发可使得系统的压力增大到显著高于环境压力。然而,系统可被配置成在提取室中维持接近环境压力的压力,因为更高的压力会提高植物油的沸点。

  本领域技术人员将立即认识到,真空辅助可提高蒸发速率和/或允许降低使油从植物材料挥发所需的温度。在一些实施方案中,方法包括向提取室和/或任何可移除滤筒施加真空。系统可包括真空泵,例如,其中真空泵能操作以降低提取室和/或任何可移除滤筒中的压力。真空可将提取室和/或任何可移除滤筒中的压力降低到约0.05个大气压至约1个大气压,诸如约0.1个大气压至约1个大气压、约0.2个大气压至约1个大气压、约0.5个大气压至约1个大气压、约0.05个大气压至约0.8个大气压、约0.1个大气压至约0.8个大气压、约0.2个大气压至约0.8个大气压、约0.5个大气压至约0.8个大气压、约0.05个大气压至约0.6个大气压、约0.1个大气压至约0.6个大气压、约0.2个大气压至约0.6个大气压、约0.5个大气压至约0.6个大气压、约0.05个大气压至约0.5个大气压、约0.1个大气压至约0.5个大气压或约0.2个大气压至约0.5个大气压。

  F.冷却室

  在某些实施方案中,系统包括冷却室,所述冷却室与提取室连通,使得挥发油被引导到冷却室中。冷却室通常能操作以将挥发油冷却到油的冷凝温度或所述冷凝温度以下,使得至少一些挥发油液化。

  冷却室的本质没有特别限制。冷却室可包括冷凝器,诸如Liebig冷凝器、West冷凝器、Allihn冷凝器、Davies冷凝器、Graham冷凝器、Friedrichs冷凝器、螺旋冷凝器、盘管冷凝器或Dimroth冷凝器。冷凝器可例如用水冷却。

  在一些实施方案中,冷却室不含冷凝器,例如,因为挥发油可在基本上高于室温的温度下冷凝。

  冷却室可包括一个或多个受热表面,例如,其中所述一个或多个“受热”表面相对于环境温度(即,70℉)被加热。

  冷却室的表面可维持在约70℉至约350℉,诸如约70℉至约314℉、约70℉至约300℉、约70℉至约250℉、约70℉至约212℉、约70℉至约200℉、约70℉至约150℉、约70℉至约100℉、约100℉至约350℉、约100℉至约314℉、约100℉至约300℉、约100℉至约250℉、约100℉至约212℉、约100℉至约200℉、约100℉至约150℉、约150℉至约350℉、约150℉至约314℉、约150℉至约300℉、约150℉至约250℉、约150℉至约212℉、约150℉至约200℉、约200℉至约350℉、约200℉至约314℉、约200℉至约300℉、约200℉至约250℉、约200℉至约212℉、约212℉至约350℉、约212℉至约314℉、约212℉至约300℉、约212℉至约250℉、约250℉至约350℉、约250℉至约314℉或约250℉至约300℉的温度。在一些实施方案中,冷却室的至少一个表面维持在约-325℉至约300℉,诸如约-325℉至约-250℉、约-300℉至约-200℉、约-250℉至约-150℉、约-200℉至约-100℉、约-150℉至约-50℉、约-100℉至约0℉、约-50℉至约50℉、约0℉至约100℉或约50℉至约150℉的温度。例如,在一些实施方案中,冷却室的表面维持在约212℉至约314℉的温度,由此允许大麻素的冷凝并阻止水的冷凝。

  在一些实施方案中,冷却室的温度维持在足够低以使挥发油冷凝但又足够高以使冷凝油保持在液态以便它容易从冷却室流出的温度。在一些实施方案中,冷却室可维持在极低的温度以捕获所有形式的挥发油,然后定期加热冷却室以排出收集油。

  在一些实施方案中,冷却室可冷却到较低的温度,诸如100℉以下、90℉以下、80℉以下、70℉以下或者50℉、30℉、20℉、0℉以下或更低。在冷却室中使用较低的温度可有助于收集较低沸点的萜烯或挥发性油。在使用真空来辅助从植物材料中蒸馏提取油的实施方案中,也可能需要在冷却室中使用较低的温度。在其他实施方案中,冷却室可冷却到约50℉至约30℉、约30℉到约10℉、约10℉到大约-10℉、约-10℉至约-30℉、约50℉至约0℉、约30℉至约-100℉、约0℉至约-200℉、约-50℉至约-325℉的范围或蒸馏领域的技术人员通常已知的其他低温。

  冷却室可以是具有加压喷雾器的喷雾冷却室,所述加压喷雾器能操作以将收集溶剂喷洒到挥发油中,使得收集溶剂将挥发油快速冷却到油的冷凝温度或所述冷凝温度以下。例如,在PCT专利申请公布号WO2015049585和WO2016161420中描述了喷雾冷却室,所述专利申请公布中的每一个特此以引用的方式并入。喷洒的收集溶剂可任选地再循环,使得收集溶剂包括来自液体收集器的冷凝油,并且系统还可包括能操作以将收集溶剂和提取油从液体收集器泵送到高压喷雾器的泵。可替代地,喷洒的收集溶剂是基本上纯化的收集溶剂。可提供收集溶剂冷却器以冷却用于高压喷雾器的收集溶剂。收集溶剂优选地主要由诸如乙醇和水的GRAS溶剂(例如,和可能的溶质,诸如痕量溶质)组成。

  G.微波吸收剂

  系统可包括微波吸收剂,例如,其中微波吸收剂设置在系统的提取室中。方法可包括将植物材料与微波吸收剂组合。

  在某些实施方案中,微波吸收剂既不存在于食品中也不存在于典型的人类饮食中。

  在一些实施方案中,微波吸收剂存在于食品、植物材料或暴露于微波的另一类型的组合物中,但本文所述的系统和方法中使用的微波吸收剂的量大于通常存在于食品、植物材料或其他类型的组合物中的微波吸收剂的量。

  系统可包括至少1g,诸如至少约2g、约3g、约4g、约5g、约6g、约7g、约8g、约9g、约10g、约15g、约20g、约25g、约30g、约40g、约50g、约75g、约100g、约150g、约200g、约250g、约300g、约400g或约500克的微波吸收剂。系统可包括1g至约10kg,诸如约10g至约10kg、约15g至约10kg、约20g至约10kg、约25g至约10kg、约30g至约10kg、约40g至约10kg、约50g至约10kg、约75g至约10kg、约100g至约10kg、约150g至约10kg、约200g至约10kg、约250g至约10kg、约300g至约10kg、约400g至约10kg、约500g至约10kg、约10g至约5kg、约15g至约5kg、约20g至约5kg、约25g至约5kg、约30g至约5kg、约40g至约5kg、约50g至约5kg、约75g至约5kg、约100g至约5kg、约150g至约5kg、约200g至约5kg、约250g至约5kg、约300g至约5kg、约400g至约5kg、约500g至约5kg、约10g至约1kg、约15g至约1kg、约20g至约1kg、约25g至约1kg、约30g至约1kg、约40g至约1kg、约50g至约1kg、约75g至约1kg、约100g至约1kg、约150g至约1kg、约200g至约1kg、约250g至约1kg、约300g至约1kg、约400g至约1kg或约500g至约1kg的微波吸收剂。

  系统可包括至少1kg,诸如至少约2kg、约3kg、约4kg、约5kg、约6kg、约7kg、约8kg、约9kg、约10kg、约15kg、约20kg、约25kg、约30kg、约40kg、约50kg、约75kg、约100kg、约150kg、约200kg、约250kg、约300kg、约400kg或约500kg的微波吸收剂。系统可包括1kg至约500kg,诸如约10kg至约500kg、约15kg至约500kg、约20kg至约500kg、约25kg至约500kg、约30kg至约500kg、约40kg至约500kg、约50kg至约500kg、约75kg至约500kg、约100kg至约500kg、约150kg至约500kg、约200kg至约500kg、约250kg至约500kg、约300kg至约500kg、约400kg至约500kg、约1kg至约100kg、约5kg至约100kg、约10kg至约100kg、约15kg至约100kg、约20kg至约100kg、约25kg至约100kg、约30kg至约100kg、约40kg至约100kg、约50kg至约100kg、约75kg至约100kg、约1kg至约50kg、约5kg至约50kg、约10kg至约50kg、约15kg至约50kg、约20kg至约50kg、约25kg至约50kg、约30kg至约50kg、约40kg至约50kg、约1kg至约10kg、约5kg至约20kg、约10kg至约20kg或约15kg至约20kg的微波吸收剂。

  系统可包括微波吸收剂和植物材料,它们的比(质量:质量)为约10:1至约1:100,诸如约10:1至约5:1、约10:1至约1:1、约5:1至约1:1、约5:1至约1:2、约2:1至约1:1、约2:1至约1:2、约1:1至约1:2、约1:1至约1:3、约1:1至约1:4、约1:1至约1:5、约1:1至约1:10、约1:1至约1:20、约3:2至约2:3、约3:2至约1:1、约3:2至约1:3、约2:3至约1:3、约2:3至约1:1、约1:2至约1:3、约1:2至约1:4、约1:2至约1:5、约1:3至约1:4、约1:3至约1:5、约1:3至约1:10、约1:4至约1:5、约1:4至约1:10、约1:5至约1:10、约1:5至约1:20、约1:5至约1:25、约1:10至约1:20、约1:10至约1:50、约1:10至约1:100、约1:20至约1:100或约1:50至约1:100,例如,10:1、5:1、4:1、3:1、2:1、3:2、4:3、5:4、1:1、4:5、3:4、2:3、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:20、1:25、1:30、1:40、1:50或1:100。

  方法可包括将植物材料和微波吸收剂组合,将植物材料和微波吸收剂插入提取室中,照射微波吸收剂,和/或电介质加热微波吸收剂,其中微波吸收剂的量是至少1kg,诸如至少约2kg、约3kg、约4kg、约5kg、约6kg、约7kg、约8kg、约9kg、约10kg、约15kg、约20kg、约25kg、约30kg、约40kg、约50kg、约75kg、约100kg、约150kg、约200kg、约250kg、约300kg、约400kg或约500kg的微波吸收剂。方法可包括将植物材料和微波吸收剂组合,将植物材料和微波吸收剂插入提取室中,照射微波吸收剂,和/或电介质加热微波吸收剂,其中微波吸收剂的量是1g至约10kg,诸如约10g至约10kg、约15g至约10kg、约20g至约10kg、约25g至约10kg、约30g至约10kg、约40g至约10kg、约50g至约10kg、约75g至约10kg、约100g至约10kg、约150g至约10kg、约200g至约10kg、约250g至约10kg、约300g至约10kg、约400g至约10kg、约500g至约10kg、约10g至约5kg、约15g至约5kg、约20g至约5kg、约25g至约5kg、约30g至约5kg、约40g至约5kg、约50g至约5kg、约75g至约5kg、约100g至约5kg、约150g至约5kg、约200g至约5kg、约250g至约5kg、约300g至约5kg、约400g至约5kg、约500g至约5kg、约10g至约1kg、约15g至约1kg、约20g至约1kg、约25g至约1kg、约30g至约1kg、约40g至约1kg、约50g至约1kg、约75g至约1kg、约100g至约1kg、约150g至约1kg、约200g至约1kg、约250g至约1kg、约300g至约1kg、约400g至约1kg或约500g至约1kg。

  方法可包括将植物材料和微波吸收剂组合,将植物材料和微波吸收剂插入提取室中,照射微波吸收剂,和/或电介质加热微波吸收剂,其中微波吸收剂的量是至少1g,诸如至少约2g、约3g、约4g、约5g、约6g、约7g、约8g、约9g、约10g、约15g、约20g、约25g、约30g、约40g、约50g、约75g、约100g、约150g、约200g、约250g、约300g、约400g或约500g。方法可包括将植物材料和微波吸收剂组合,将植物材料和微波吸收剂插入提取室中,照射微波吸收剂,和/或电介质加热微波吸收剂,其中微波吸收剂的量是1kg至约500kg,诸如约10kg至约500kg、约15kg至约500kg、约20kg至约500kg、约25kg至约500kg、约30kg至约500kg、约40kg至约500kg、约50kg至约500kg、约75kg至约500kg、约100kg至约500kg、约150kg至约500kg、约200kg至约500kg、约250kg至约500kg、约300kg至约500kg、约400kg至约500kg、约1kg至约100kg、约5kg至约100kg、约10kg至约100kg、约15kg至约100kg、约20kg至约100kg、约25kg至约100kg、约30kg至约100kg、约40kg至约100kg、约50kg至约100kg、约75kg至约100kg、约1kg至约50kg、约5kg至约50kg、约10kg至约50kg、约15kg至约50kg、约20kg至约50kg、约25kg至约50kg、约30kg至约50kg、约40kg至约50kg、约1kg至约10kg、约5kg至约20kg、约10kg至约20kg或约15kg至约20kg。

  方法可包括将微波吸收剂和植物材料以约10:1至约1:100的比(质量:质量)组合,诸如约10:1至约5:1、约10:1至约1:1、约5:1至约1:1、约5:1至约1:2、约2:1至约1:1、约2:1至约1:2、约1:1至约1:2、约1:1至约1:3、约1:1至约1:4、约1:1至约1:5、约1:1至约1:10、约1:1至约1:20、约3:2至约2:3、约3:2至约1:1、约3:2至约1:3、约2:3至约1:3、约2:3至约1:1、约1:2至约1:3、约1:2至约1:4、约1:2至约1:5、约1:3至约1:4、约1:3至约1:5、约1:3至约1:10、约1:4至约1:5、约1:4至约1:10、约1:5至约1:10、约1:5至约1:20、约1:5至约1:25、约1:10至约1:20、约1:10至约1:50、约1:10至约1:100、约1:20至约1:100或约1:50至约1:100,例如约10:1、5:1、4:1、3:1、2:1、3:2、4:3、5:4、1:1、4:5、3:4、2:3、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:20、1:25、1:30、1:40、1:50或1:100。

  极性化合物吸收微波,其包括有机和无机极性化合物。无机离子分子可优选用作微波吸收剂,因为无机分子相对于有机分子显示出高的热稳定性,并且因为相比不带电的分子,离子通常更不易挥发。廉价的无机离子分子的示例包括磷酸盐、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐和硅酸盐。微波吸收剂可以是磷酸盐、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐或硅酸盐。例如,磷酸的沸点为415℉,因此,磷酸盐适合作为用于使沸点低于415℉的植物油挥发的微波吸收剂。廉价的极性有机分子的示例包括淀粉、糖、脂肪酸、胺、各种类型的含碳分子和乙二醇醚。微波吸收剂可以是淀粉、糖、脂肪酸、胺、另一类型的含碳分子或乙二醇醚。例如,月桂酸和硬脂酸的沸点分别为568℉和682℉,因此月桂酸(和/或月桂酸盐离子)和硬脂酸(和/或硬脂酸盐离子)通常适合用作微波吸收剂。甘油的沸点为554℉,因此甘油通常适合用作微波吸收剂。乙二醇的沸点为387℉,因此,乙二醇适合作为用于使沸点低于387℉的植物油挥发的微波吸收剂。具有高烟点的饱和脂肪酸和植物油(尤其是氢化植物油)通常可用作微波吸收剂(例如,椰子油、棉籽油和棕榈油)。在一些实施方案中,微波吸收剂是聚合物,诸如聚乙二醇或聚硅氧烷。微波吸收剂可以是碳基固体,诸如活性炭、木炭、非晶碳、石墨层间化合物、碳纳米管或膨胀石墨,例如,其中微波吸收剂的微波辐射引起界面极化(麦克斯韦-瓦格纳-塞勒斯极化)。微波吸收剂通常不是水。

  微波吸收剂的沸点通常高于植物油的沸点。例如,微波吸收剂的沸点可高于约300℉、约310℉、约314℉、约320℉、约330℉、约340℉、约350℉、约360℉、约370℉、约380℉、约390℉、约400℉、约410℉、约420℉、约430℉、约440℉或约450℉。微波吸收剂的确切沸点没有特别限制,只要它高于植物油的沸点即可。相比之下,水的沸点为212℉。

  微波吸收剂的自燃温度通常高于植物油的沸点。例如,微波吸收剂的自燃温度可高于约360℉、约370℉、约380℉、约390℉、约400℉、约410℉、约420℉、430℉、约440℉或约450℉。微波吸收剂的确切自燃温度没有特别限制,只要它高于植物油的沸点即可。

  H.微波吸收组合物

  系统任选地包括微波吸收组合物,例如,其中微波吸收组合物设置在系统的提取室中。当本文使用术语“微波吸收组合物”时,微波吸收组合物包括微波吸收剂。方法可包括将植物材料与微波吸收组合物组合。微波吸收组合物通常是固体或已用液体润湿的固体。

  微波吸收组合物通常具有高的表面积与体积比,例如,至少约100m2:1m3、200m2:1m3、500m2:1m3、1000m2:1m3、10,000m2:1m3、100,000m2:1m3或1,000,000m2:1m3。例如,球形10μm颗粒的表面积与体积比为600,000m2:1m3,并且球形5cm珠粒的表面积与体积比为120m2:1m3。高的表面积与体积比实现了微波吸收组合物与植物材料之间的高效热传导。

  微波吸收组合物可包括尺寸被设定为约0.1μm至约250μm、约0.1μm至约500μm、约0.1μm至约1mm、约1μm至约250μm、约1μm至约500μm、约1μm至约1mm、约10μm至约250μm、约10μm至约500μm、约10μm至约1mm、约50μm至约500μm、约100μm至约1mm、约500μm至约5mm、约1mm至约1cm或约5mm至约5cm的固体的混合物。固体混合物可包括例如粉末和/或珠粒、所描述的各种直径的纤维、粗粒、薄片、结构化填料和/或促进高表面积的其他固体混合物。

  在一些实施方案中,微波吸收组合物可由已用一种或多种微波吸收剂浸渍的通常非微波吸收基底或弱微波吸收基底组成。此类浸渍基底可含有各种类型的极性分子、偶极分子、各种类型的碳分子、碳酸盐、本申请中具体提到的微波吸收剂中的任一种,或者甚至包封的水分子或它们的混合物。浸渍玻璃基底、浸渍陶瓷基底、浸渍粘土、浸渍盐、浸渍金属或其他浸渍基底可用作微波吸收组合物。可用一种或多种微波吸收剂浸渍的通常非微波吸收基底的一些非限制性示例包括:含有微波吸收剂(诸如离子、偶极分子、极性分子和/或其他微波吸收杂质)的各种形式的玻璃珠粒、玻璃粉末、玻璃粗粒、玻璃纤维、玻璃填料、玻璃棉和其他形式的玻璃;含有微波吸收剂(诸如离子、浸渍水分子、偶极分子、极性分子和/或其他微波吸收物质)的各种形式的陶瓷珠粒、陶瓷粉末和陶瓷粗粒或陶瓷薄片;含有特定微波吸收剂的各种形式的粘土;以及本领域技术人员通常已知的含有微波吸收剂的其他基底。浸渍基底的另外的示例是沙子,或各种形式的碎石或矿物。也可使用其他类型的碳酸盐矿物。

  固体混合物可包括各种类型的金属、玻璃、陶瓷、沙子和/或粘土。在一些实施方案中,微波吸收组合物不是液体。在一些实施方案中,微波吸收组合物不含有液体。可替代地,微波吸收组合物可包括固体组分和液体组分,例如,其中固体组分包封液体组分以阻止液体组分从微波吸收组合物释放,或者其中液体组分以这样一种方式包覆所述组合物,即液体保留在固体的表面上。在其他实施方案中,微波吸收组合物是液体或凝胶。

  微波吸收组合物可包括至少一个棒、管或片。所述至少一个棒、管或片的至少一个尺寸可为约1cm至约100cm,诸如约1cm至约10cm、约5cm至约50cm或约10cm至约100cm。例如,棒可具有(1)约50μm至约5cm、约50μm至约500μm、约100μm至约1mm、约500μm至约5mm、约1mm至约1cm或约5mm至约5cm的直径和(2)约1cm至约1m、约1cm至约10cm、约5cm至约50cm、约10cm至约100cm、约50cm至约500cm或约100cm至约1m的长度。管可具有(1)约50μm至约5cm、约50μm至约500μm、约100μm至约1mm、约500μm至约5mm、约1mm至约1cm或约5mm至约5cm的内径,(2)约1cm至约1m、约1cm至约10cm、约5cm至约50cm、约10cm至约100cm、约50cm至约500cm或约100cm至约1m的长度,和(3)约50μm至约1cm、约50μm至约500μm、约100μm至约1mm、约500μm至约5mm或约1mm至约1cm的厚度。片可具有(1)约1cm至约1m、约1cm至约10cm、约5cm至约50cm、约10cm至约100cm、约50cm至约500cm或约100cm至约1m的长度和/或宽度,和(2)约10μm至约1cm、约10μm至约100μm、约50μm至约500μm、约100μm至约1mm、约500μm至约5mm或约1mm至约1cm的厚度。

  方法可包括将植物材料与微波吸收剂组合,其中微波吸收组合物包括微波吸收剂,微波吸收组合物是片,并且组合包括将植物材料铺展在片上并将片卷成卷曲片。

  在某些实施方案中,微波吸收组合物既不存在于食品中也不存在于典型的人类饮食中。

  在一些实施方案中,微波吸收组合物存在于食品、植物材料或暴露于微波的另一类型的组合物中,但本文所述的系统和方法中使用的微波吸收组合物的量大于存在于食品、植物材料或其他类型的组合物中的微波吸收组合物的量。

  系统可包括至少1g,诸如至少约2g、约3g、约4g、约5g、约6g、约7g、约8g、约9g、约10g、约15g、约20g、约25g、约30g、约40g、约50g、约75g、约100g、约150g、约200g、约250g、约300g、约400g或约500g的微波吸收组合物。系统可包括1g至约10kg,诸如约10g至约10kg、约15g至约10kg、约20g至约10kg、约25g至约10kg、约30g至约10kg、约40g至约10kg、约50g至约10kg、约75g至约10kg、约100g至约10kg、约150g至约10kg、约200g至约10kg、约250g至约10kg、约300g至约10kg、约400g至约10kg、约500g至约10kg、约10g至约5kg、约15g至约5kg、约20g至约5kg、约25g至约5kg、约30g至约5kg、约40g至约5kg、约50g至约5kg、约75g至约5kg、约100g至约5kg、约150g至约5kg、约200g至约5kg、约250g至约5kg、约300g至约5kg、约400g至约5kg、约500g至约5kg、约10g至约1kg、约15g至约1kg、约20g至约1kg、约25g至约1kg、约30g至约1kg、约40g至约1kg、约50g至约1kg、约75g至约1kg、约100g至约1kg、约150g至约1kg、约200g至约1kg、约250g至约1kg、约300g至约1kg、约400g至约1kg或约500g至约1kg的微波吸收组合物。

  系统可包括微波吸收组合物和植物材料,它们的比(质量:质量)为约10:1至约1:100,诸如约10:1至约5:1、约10:1至约1:1、约5:1至约1:1、约5:1至约1:2、约2:1至约1:1、约2:1至约1:2、约1:1至约1:2、约1:1至约1:3、约1:1至约1:4、约1:1至约1:5、约1:1至约1:10、约1:1至约1:20、约3:2至约2:3、约3:2至约1:1、约3:2至约1:3、约2:3至约1:3、约2:3至约1:1、约1:2至约1:3、约1:2至约1:4、约1:2至约1:5、约1:3至约1:4、约1:3至约1:5、约1:3至约1:10、约1:4至约1:5、约1:4至约1:10、约1:5至约1:10、约1:5至约1:20、约1:5至约1:25、约1:10至约1:20、约1:10至约1:50、约1:10至约1:100、约1:20至约1:100或约1:50至约1:100,例如约10:1、5:1、4:1、3:1、2:1、3:2、4:3、5:4、1:1、4:5、3:4、2:3、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:20、1:25、1:30、1:40、1:50或1:100。

  方法可包括将植物材料和微波吸收组合物组合,将植物材料和微波吸收组合物插入提取室中,照射微波吸收组合物,和/或电介质加热微波吸收组合物,其中微波吸收组合物的量为1g,诸如至少约2g、约3g、约4g、约5g、约6g、约7g、约8g、约9g、约10g、约15g、约20g、约25g、约30g、约40g、约50g、约75g、约100g、约150g、约200g、约250g、约300g、约400g或约500g。方法可包括将植物材料和微波吸收组合物组合,将植物材料和微波吸收组合物插入提取室中,照射微波吸收组合物,和/或电介质加热微波吸收组合物,其中微波吸收组合物的量为1g至约10kg,诸如约10g至约10kg、约15g至约10kg、约20g至约10kg、约25g至约10kg、约30g至约10kg、约40g至约10kg、约50g至约10kg、约75g至约10kg、约100g至约10kg、约150g至约10kg、约200g至约10kg、约250g至约10kg、约300g至约10kg、约400g至约10kg、约500g至约10kg、约10g至约5kg、约15g至约5kg、约20g至约5kg、约25g至约5kg、约30g至约5kg、约40g至约5kg、约50g至约5kg、约75g至约5kg、约100g至约5kg、约150g至约5kg、约200g至约5kg、约250g至约5kg、约300g至约5kg、约400g至约5kg、约500g至约5kg、约10g至约1kg、约15g至约1kg、约20g至约1kg、约25g至约1kg、约30g至约1kg、约40g至约1kg、约50g至约1kg、约75g至约1kg、约100g至约1kg、约150g至约1kg、约200g至约1kg、约250g至约1kg、约300g至约1kg、约400g至约1kg或约500g至约1kg。

  方法可包括将微波吸收组合物和植物材料以约10:1至约1:100的比(质量:质量)组合,诸如约10:1至约5:1、约10:1至约1:1、约5:1至约1:1、约5:1至约1:2、约2:1至约1:1、约2:1至约1:2、约1:1至约1:2、约1:1至约1:3、约1:1至约1:4、约1:1至约1:5、约1:1至约1:10、约1:1至约1:20、约3:2至约2:3、约3:2至约1:1、约3:2至约1:3、约2:3至约1:3、约2:3至约1:1、约1:2至约1:3、约1:2至约1:4、约1:2至约1:5、约1:3至约1:4、约1:3至约1:5、约1:3至约1:10、约1:4至约1:5、约1:4至约1:10、约1:5至约1:10、约1:5至约1:20、约1:5至约1:25、约1:10至约1:20、约1:10至约1:50、约1:10至约1:100、约1:20至约1:100或约1:50至约1:100,例如约10:1、5:1、4:1、3:1、2:1、3:2、4:3、5:4、1:1、4:5、3:4、2:3、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:20、1:25、1:30、1:40、1:50或1:100。

  微波吸收组合物通常不含沸点低于植物油的沸点的化合物。例如,微波吸收组合物通常不含沸点低于约300℉、约310℉、约314℉、约320℉、约330℉、约340℉、约350℉、约360℉、约370℉、约380℉、约390℉、约400℉、约410℉、约420℉、约430℉、约440℉或约450℉的化合物。构成微波吸收组合物的化合物的确切沸点没有特别限制,只要每种化合物的沸点高于植物油的沸点即可。相比之下,水的沸点为212℉。

  微波吸收组合物的自燃温度通常高于植物油的沸点。例如,微波吸收组合物的自燃温度可高于约360℉、约370℉、约380℉、约390℉、约400℉、约410℉、约420℉、430℉、约440℉或约450℉。微波吸收组合物的确切自燃温度没有特别限制,只要它高于植物油的沸点即可。

  I.滤筒

  系统可包括一个或多个可移除滤筒。可移除滤筒通常被配置成含有准备好的植物材料(即,包括植物材料和微波吸收剂或微波吸收组合物的混合物)。可移除滤筒可包括准备好的植物材料。可移除滤筒的形状和尺寸优选地被设定成允许可移除滤筒例如经由提取室的第一开口进入和离开提取室。可移除滤筒包括外壁,并且可移除滤筒的外壁可以可滑动地接合提取室的内壁。以此方式,可移除滤筒可有助于将滤筒和/或准备好的植物材料插入提取室中和/或从提取室中移除。

  可移除滤筒含有允许挥发油离开滤筒的开口。可移除滤筒含有允许微波辐射传输到滤筒中的开口,或者对处于一定频率的微波辐射传输透明的壁,所述频率能够电介质加热微波吸收剂和/或通过界面极化或麦克斯韦-瓦格纳-塞勒斯极化来加热微波吸收剂。

  可移除滤筒任选地被配置成允许旋转、搅拌或摇动其内的准备好的植物材料。

  系统可包括密封圆片,例如,其中密封圆片被配置成密封通向可移除滤筒的开口的至少一部分。例如,可移除滤筒可包括单个开口,植物材料和微波吸收剂/组合物可通过所述单个开口插入可移除滤筒中,并且所述单个开口可用密封圆片密封。密封圆片可包括开口,所述开口被配置成将挥发油从可移除滤筒内引导到冷却室中。如本文所述的过滤器可任选地定位在密封圆片与植物材料和微波吸收剂/组合物的混合物之间。

  J.方法

  实施方案的方法通常包括提供用于从植物材料提取油的系统,其中所述系统包括如本文所述的微波发射器、提取室和冷却室。

  方法通常包括将植物材料和微波吸收剂组合,由此生成准备好的植物材料。将植物材料和微波吸收剂组合可包括:将植物材料和包括微波吸收剂的微波吸收组合物组合。组合可指混合或共混。本文所用的术语“组合”是指将植物材料定位在微波吸收剂或微波吸收组合物附近,使得所述剂或组合物可直接(例如,通过所述剂或组合物与植物材料之间的直接接触,诸如通过热辐射)和/或间接(例如,通过所述剂或组合物与植物材料之间的气体循环,诸如通过对流)加热植物材料。组合优选地在使植物材料与微波吸收剂或组合物之间的接触表面积最大化与需要准备好的植物材料中的空隙来允许挥发油离开准备好的植物材料之间取得平衡。

  方法通常包括将准备好的植物材料插入系统的提取室中。将准备好的植物材料插入提取室中可包括:将包括准备好的植物材料的滤筒插入提取室中。准备好的植物材料可通过提取室的第一开口插入提取室中。

  方法可包括例如在将准备好的植物材料插入提取室中之后闭合提取室的第一开口。闭合可包括密封。提取室可例如用密封圆片来闭合。密封圆片可被配置成密封提取室的第一开口,由此阻止挥发油通过第一开口离开提取室。

  方法通常包括用从微波发射器发射的微波照射微波吸收剂,由此电介质加热微波吸收剂和/或通过界面极化或麦克斯韦-瓦格纳-塞勒斯极化来加热微波吸收剂,加热植物油,并且使植物油挥发以产生挥发油。加热植物油可通过微波吸收组合物和/或植物材料介导,例如通过传导、对流和/或热辐射,但加热的确切机制没有特别限制。

  方法通常包括将植物材料加热到高于植物油的沸点的温度。方法可包括将植物材料加热到约50℉至约450℉,诸如约50℉至约100℉、约50℉至约150℉、约300℉至约450℉、约314℉至约450℉、约314℉至约427℉、约314℉至约400℉、约365℉至约450℉、约365℉至约427℉或约365℉至约400℉的温度。加热优选地不引起植物油或植物材料的热解。

  方法优选地包括监测提取室内部的温度。方法可包括监测提取室内部的植物材料的温度。监测温度的确切方法没有特别限制,并且可使用任何已知方法,例如通过监测设置在提取室内的热电偶,来监测温度。

  方法可包括维持提取室内部的蒸发温度。蒸发温度优选地维持在植物油的沸点以上且在植物材料的自燃温度以下,例如约450℉以下。蒸发温度可以是约50℉至约450℉,诸如约50℉至约100℉、约50℉至约150℉、约300℉至约450℉、314℉至约450℉、约314℉至约427℉、约314℉至约400℉、约365℉至约450℉、约365℉至约427℉或约365℉至约400℉。维持蒸发温度优选地不引起植物油或植物材料的热解。

  方法可包括将提取室内部的温度维持在约100℉至约300℉、约100℉至约200℉、约150℉至约250℉或约200℉至约300℉。

  方法可包括调整微波辐射的功率,例如,以将温度维持在指定范围内。调整微波辐射的功率可包括例如调整照射微波吸收剂的微波辐射的强度和/或循环地开启和关闭照射微波吸收剂的微波辐射。

  方法可包括将提取室内部的蒸发温度维持约5秒至2分钟,诸如5秒至30秒、30秒至45秒、30秒至1分钟、1分钟至2分钟,或者2分钟至约5小时,诸如约2分钟至约120分钟、约4分钟至约60分钟、约8分钟至约40分钟、约2分钟至约10分钟、约5分钟至约15分钟、约10分钟至约20分钟、约15分钟至约30分钟或约20分钟至约40分钟。

  方法可包括更改微波辐射相对于微波吸收剂的传播方向,例如,以均匀地加热植物油和/或植物材料。更改传播方向可包括例如在照射微波吸收剂的同时搅拌、摇动或旋转植物材料和/或微波吸收剂/组合物。例如,方法可包括旋转或摇动提取室或设置在提取室内的滤筒。方法可包括例如用搅拌器(诸如包括一个或多个叶片的搅拌器)来搅拌植物材料和微波吸收剂/组合物。

  方法可包括使挥发油在冷却室中冷却和/或冷凝。使挥发油冷却和/或冷凝通常产生冷凝油。冷却和/或冷凝通常通过导到冷却室的表面来执行,其中所述表面的温度在挥发油的沸点以下。冷却室可包括温度在挥发油的沸点以下的至少一个表面。

  在一些实施方案中,所述至少一个表面的温度维持在室温或在室温以上。高于室温的温度通常会降低冷凝油的粘度,这可为收集冷凝油提供有利条件。当在本文中使用术语“室温”时,室温为70℉。

  在一些实施方案中,所述至少一个表面的温度维持在水在冷却室内部所含的压力下的沸点(即,在大气压下为212℉或在99.7%真空下为15℉)或所述沸点以上,这可允许使油冷凝而不使水冷凝。在一些实施方案中,取决于冷却室和挥发油的本质,至少一个表面可维持在水的沸点以下,例如,以增加冷凝油的产率。

  方法可包括将冷却室的至少一个表面维持在约70℉至约314℉,诸如约80℉至约314℉、约100℉至约314℉、约150℉至约314℉、约200℉至约314℉、约212℉至约314℉、约250℉至约314℉、约300℉至约314℉、约80℉至约300℉、约100℉至约300℉、约150℉至约300℉、约200℉至约300℉、约212℉至约300℉、约250℉至约300℉、约80℉至约250℉、约100℉至约250℉、约150℉至约250℉、约200℉至约250℉、约212℉至约250℉、约80℉至约200℉、约100℉至约200℉、约150℉至约200℉、约80℉至约150℉、约100℉至约150℉或约80℉至约100℉的温度。

  方法可任选地还包括向提取室和/或可移除滤筒施加真空。

  方法可包括将冷却室的至少一个表面维持在约0℉至约-325℉,诸如约0℉至约-50℉、约0℉至约-100℉、或约-50℉至约-150℉的温度,例如,其中方法还包括向提取室和/或可移除滤筒施加真空。方法可包括将冷却室的至少一个表面维持在约50℉至约0℉,诸如约50℉至约30℉、约40℉至约20℉、约30℉至约10℉或约20℉至约0℉的温度。

  方法可包括收集冷凝油的至少一部分,由此产生收集油。方法可包括收集基本上所有的冷凝油。收集冷凝油的至少一部分通常包括将冷凝油从冷却室的一个或多个表面转移到单独的隔室,这可以被动地(例如,通过重力)、机械地(例如,通过泵或叶片)或手动地(例如,通过打开冷却室并从中移除冷凝油)实现。

  方法可任选地包括从冷凝油或收集油去除水。可例如通过将收集油加热到高于水的沸点的温度(例如,在大气压下或在真空辅助下降低水的沸点),由此从收集油蒸发水,来从收集油去除水。可通过简单地从收集油分离水相来去除水。

  根据本文所述的各种实施方案的方法通常不包括蒸汽蒸馏。在一些实施方案中,从植物材料挥发的植物油的质量大于从植物材料挥发的水的质量。从植物材料挥发的植物油的质量与从植物材料挥发的水的质量的比可以是例如至少约1:3、约1:2、约1:1、约2:1或约3:1。

  K.收集油

  收集油是在本文中描述术语“植物油”时的植物油或植物油的混合物。收集油通常适合人类消耗,例如,因为它已通过蒸馏而从植物材料纯化。收集油通常不含有诸如异丁烷、乙醇或氯仿的有机溶剂。在一些情况下,收集油仍含有痕量乙醇,因为乙醇可用于冲洗或清洁本文所述的系统。收集油可包括例如大麻二酚和/或δ-9-四氢大麻酚。收集油的至少约5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、85%、90%、96%、97%、98%或99%可由一种形式的大麻二酚和/或四氢大麻酚或其他大麻素组成。

  L.非限制性示例性系统

  如图1所示,系统可包括微波室1、微波可穿透的植物材料滤筒2、植物材料滤筒2内所含的植物材料和微波吸收剂的混合物3(“准备好的植物材料”)、植物材料滤筒的有助于从微波室的第一开口插入的微波屏蔽端4、可放置在植物材料滤筒2内或附近的过滤垫5、与植物材料滤筒2接触(或用作植物材料滤筒2的盖/塞)的密封表面6、允许蒸气从植物材料滤筒2内通过并离开微波室1的蒸气出口7(例如,第二开口)、可任选地带有冷却剂的蒸气冷凝器8、冷凝油贮存器9、植物材料滤筒温度传感器10、冷却室温度传感器11,和微波发射器12。

  为了操作图1所描绘的发明,将空的植物材料滤筒2放置在平坦的表面上,微波屏蔽端4向下。用植物材料和微波吸收剂的混合物3填充植物材料滤筒2,以提供准备好的植物材料。微波吸收剂可包括一种或多种不同类型的极性基底,诸如含有离子和/或偶极的基底,或由微波辐射激发的任何其他物质或基底。一旦用准备好的植物材料3填充了植物材料滤筒2,就任选地将可包括玻璃纤维的过滤器5放置在准备好的植物材料3的顶部上,并且牢固地装填准备好的植物材料3。然后通过微波室1的顶部插入植物材料滤筒2,使得它与微波室1的下表面牢固地接触。可使用限位开关或锁定装置来确保植物材料滤筒2被适当地插入微波室1中。

  一旦被插入微波室1中,微波发射器12就将微波辐射发射到植物材料滤筒2中。微波辐射电介质加热微波吸收剂,微波吸收剂加热植物材料。使用微波安全温度传感器10来向微波发射器控件提供反馈以阻止植物材料和/或植物油的过热或热解。随着植物材料被加热,植物材料内的植物油蒸发并通过蒸气出口7(“第二开口”)离开植物材料滤筒2。然后,蒸发油接触蒸气冷凝器8的表面,由此使蒸发油冷凝成冷凝油。可任选地将蒸气冷凝器8的温度维持在足够冷以使蒸发油冷凝但又足够热以保持冷凝油流动的温度。可替代地,可保持蒸气冷凝器8的温度相对较冷以捕获挥发油,然后间歇式地对它进行加热以允许冷凝油流动。冷凝油从蒸气冷凝器8流入油收集贮存器9中。

  本领域技术人员应认识到,可在不脱离本发明的范围或教导的情况下以其他方式对本文所述的本发明的实施方案进行更改。本领域技术人员还将认识到,可使用电磁波谱的各种其他部分来代替微波,并且仍然落入本发明的范围内。以下权利要求(包括其所有等效物)限定本发明的范围。

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