CN115551528A - 用于处理和稳定植物材料的系统和方法 - Google Patents

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CN115551528A CN202180021383.9A CN202180021383A CN115551528A CN 115551528 A CN115551528 A CN 115551528A CN 202180021383 A CN202180021383 A CN 202180021383A CN 115551528 A CN115551528 A CN 115551528A
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D·伯吉斯
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Abstract

描述了用于处理例如大麻和/或汉麻的植物材料的系统和方法。一方法实例包括：提供植物材料的浆料；提供惰性气体；将浆料和惰性气体加入罐中；对罐中的浆料施加热量和压力以产生经处理的植物材料；从罐中取出经处理的植物材料；以及在干燥器中干燥经处理的植物材料以生产包含大麻二酚(CBD)的干燥产品。

Description

用于处理和稳定植物材料的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年1月24日提交的美国临时专利申请第62/965,686号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及用于加工汉麻(hemp)、大麻(cannabis)或其他植物材料以使其稳定的系统和方法，并且在一些实施例中，涉及用于加工和稳定从植物材料中获得的一种或多种大麻素的技术。
背景技术
随着汉麻和相关植物越来越普及，对用于提取包括大麻二酚(CBD)和四氢大麻酚(THC)的大麻素的改进技术的需求不断增长。
当前的大麻素提取方法通常涉及湿法或至少是潮湿收获。在这种湿法收获之后可以进行干燥程序，其中从湿法收获方法获得的仍然潮湿的植物可以在烘箱中干燥或在阳光直射下倒挂。收获后对植物进行干燥可以防止植物材料发霉或其他的降解；但是，这种行业标准技术(例如，干燥后提取CBD)可能会对最终产品产生负面影响。例如，使用高温烤箱和/或长期阳光来干燥收获的植物会降低最终产品中的大麻素含量或浓度(例如，大麻素产量至少减少2-15％)。
发明概述
一般而言，在一个方面，本公开的主题涉及一种用于处理植物材料的方法和系统，以及由该方法和系统获得的组合物和产品。一方法实例包括：提供植物材料的浆料；提供惰性气体；将浆料和惰性气体加入罐中；对罐内的浆料施加热量和压力以产生经处理的植物材料；从罐中取出经处理的植物材料；以及在干燥器中干燥经处理的植物材料以生产包含大麻二酚(CBD)的干燥产品。
通过参考以下说明、附图和权利要求，本文所公开的本发明的这些和其他目的，以及优点和实施方案的特征将更加清楚。此外，应当理解，本文描述的各种实施方案的特征不是相互排斥的并且可以以各种组合和排列存在。
附图说明
在附图中，相同的附图标记在不同视图中通常指代相同的部分。此外，附图不一定按比例绘制，而是通常将重点放在说明本发明的原理上。在以下说明中，参考以下附图描述了本发明的各种实施例，其中：
图1是描绘根据示例性实施方案的各种大麻素的生物合成途径的示意图。
图2包括将行业标准对照样品与根据一些实施方案的使用本文所述的系统和方法获得的样品进行比较的表格。
图3是根据示例性实施方案的用于预处理和稳定新鲜汉麻的示例性方法的示意性流程图。
图4是根据示例性实施方案的用于实施脱羧程序的示例性方法的示意性流程图。
图5是根据示例性实施方案的用于实施脱羧程序的示例性方法的流程图。
图6是根据示例性实施方案的折射式窗式干燥器的示意性侧视图。
图7是根据示例性实施方案的折射式窗式干燥器的示意性横截面端视图。
图8是根据示例性实施方案的处理植物材料的示例性方法的流程图。
详细说明
预计所要求保护的发明的设备、系统、方法和过程包括使用来自本文所述的实施方案的信息得到的变体和改编。本文所述的装置、系统、方法和过程的改编和/或修改可由相关领域的普通技术人员实施。
应该理解，只要保持本发明可操作，步骤的顺序或实施某些动作的顺序是无关紧要的。此外，可以同时进行两个或更多个步骤或动作。
本文所述的系统和方法的实施方案涉及处理植物材料以提取、产生和/或稳定一种或多种植物化合物，包括大麻素。在一些实例中，诸如汉麻和/或大麻之类的植物材料可以被预处理以产生植物颗粒和水的浆料。可以将浆料与惰性气体(例如氮气)一起添加到罐中。所述的浆料可以在罐中被加热和加压以实施脱羧处理，该处理可以生成或改性浆料中存在的一种或多种大麻素化合物。例如，所述的脱羧处理可以将酸形式的大麻素(例如，大麻二酚酸或CBDA)转化为相应的中性形式的大麻素(例如，CBD)。一旦脱羧处理完成，可以将经处理的浆料从罐中取出并在干燥器中干燥。与现有技术相比，本文所述的系统和方法能够获得具有相当高浓度的CBD和/或其他大麻素的最终产品。所述的最终产品是稳定的，可以在没有冷藏或接近室温的情况下储存数天、数周或数月，然后再进行进一步加工。此外，在各种实施例中，本文所述的系统和方法可以提供或实现：改善来自植物材料的萜烯和大麻素的产量；增加下游提取器的产能；消除与收获相关的需求高峰(例如，通过稳定长期储存的材料)；和/或通过生成CBD/THC薄片提高提取过程中的产量。
本文公开了促进植物生物质的预处理和稳定化以改进下游大麻素提取的方法和支持系统的示例性实施方案。这些系统和方法可以避免在高温烤箱和/或阳光直射中干燥收获的植物，在高温烤箱和/或阳光直射中干燥会导致植物生物质的大麻素效力损失。另外或替代地，所述的系统和方法可以避免不希望的(例如，在脱羧处理中的)蒸发和/或氧化，不希望的蒸发和/或氧化会导致某些大麻素例如大麻二酚酸(CBDA)的损失。在各种实例中，“大麻”可以指大麻科(Cannabaceae)植物的一个属，包括但不限于以下种：寻常大麻(Cannabis sativa)、印度大麻(Cannabis indica)和莠草大麻(Cannabis ruderalis)。在各种实例中，“汉麻”可能与“大麻”同义，或者可能指与非药物使用(例如，非药用或非精神用)相关的各种大麻。本文所述的大麻或汉麻植物材料以及源自于其的任何产品或中间材料最好符合所有适用的法律和法规。但是，可以理解的是，适用的法律和法规可能因司法管辖区而异，因此在一个司法管辖区可能符合合规要求的植物材料、产品或材料在另一个司法管辖区可能不符合要求。
在各种实例中，为了准备植物材料以进行干燥(例如，在折射窗式干燥器中)，可以对新鲜收获的植物进行预处理以确保由干燥器处理的材料具有适当的特性，包括水分含量和/或大麻二酚(CBD)含量。例如，在收获之后，可以将植物生物质去梗、切碎和/或研磨成浆料生物质材料。在干燥之前，可以在脱羧处理中在加热和压力下处理浆料，在该处理中可以在干燥之前转化大麻素、酊剂和/或其他类似的可提取材料。这种转化(例如，从CBDA到CBD)可以防止大麻素和酊剂变质，因此可以提高总产量或来自植物材料的提取率。所述的浆料的干燥(例如，在折射窗式干燥器中)可以稳定植物生物质并锁定更高的大麻素提取物或其他酊剂效力。这种稳定性可以防止所得产品在例如长期准备或非高峰需求期的储存过程中的变质。有利地，本文所述的系统和方法不仅可以通过稳定提供更好的保质期，而且还可以消除对冷藏的需要。例如，使用所述的系统和方法生产的最终稳定的产品可以在室温或接近室温(例如，从约15℃至约25℃，或约20℃)下保存数天、数周、数月或数年(例如5年或更长时间)，而CBD含量或其他特征几乎没有或没有恶化。
相比之下，先前或现有的工艺，收获的植物可能会经受高温(例如，在热烘箱中或燃烧)或紫外辐射(例如，在阳光直射下)的影响，这可能会损坏植物的化学复合物。例如，此类现有方法中植物会经受高温，在此高温下可能会发生大麻素的自发损失。例如，干大麻中的植物大麻素(phytocannabinoids)可携传送带羧酸部分，当受到(例如，由阳光直射、热烤箱或类似热源引起的)高温时，该部分会自发丢失。
图1示出了根据示例性实施方案的在大麻植物内发生的各种大麻素(包括植物大麻素)的示例性生物合成途径。大麻萜酚酸(CBGA)102通常用作许多大麻素的生物合成的关键分支点，例如植物大麻素家族的Δ9-THC 104、cannabielsoin(CBE)106、大麻色烯(cannabichromene,CBC)108和大麻环醇(cannabicyclol,CBL))110。标准生物合成程序规定CBGA 102可以由香叶醇和C12-聚酮化合物经大麻中的CBGA合酶催化合成。这种生物合成途径可以包括四种类型的反应：酶催化、热反应、氧化和辐射。如图1所示，CBGA 102转化为Δ9-四氢大麻酚酸(Δ9-Tetrahydrocannabinolic acid,Δ9-THCA)112、大麻二酚酸(CBDA)114和大麻色烯酸(cannabichromenic acid,CBCA)116的过程由相应的合酶催化。CBCA 116和CBC 108在暴露于光辐射(例如，紫外光)时可进一步分别转化为大麻环醇酸(cannabicyclolic acid,CBLA)118和CBL 110。Δ9-四氢大麻酚(Δ9-THC)104可通过氧化芳构化转化为大麻酚(CBN)120，CBN 120可光化学重排为儿茶酚、大麻二酚衍生物(cannabinodiol,CBND)122。
在各种实例中，大麻素的“酸形式”可以指大麻素的酸部分，例如羧酸部分或具有羧基的大麻素。酸形式的大麻素可以包括，例如，CBDA、CBCA、CBGA和THCA。
在各种实例中，大麻素的“中性形式”或“非酸性形式”可以指大麻素的非酸性或不具有羧基的部分。中性形式的大麻素可以包括，例如，CBD、CBC、CBG(大麻萜酚)和THC。一般来说，与中性形式的大麻素相比，酸性形式的大麻素往往更易挥发或更容易蒸发。
在某些实例中，本系统和方法使用加压罐，以防止蒸发和/或不必要的氧化，蒸发和/或不必要的氧化可能导致大麻素，如CBDA的损失或恶化。所述的系统和方法可以通过用惰性气体如氮气和/或氩气置换罐中的氧气来防止氧化。通过在加热植物生物质(例如，包括汉麻和/或大麻)之前对罐加压，可以避免包括CBDA(例如，CBD的酸形式)在内的大麻素的蒸发损失，从而实现CBD、THC和/或其他所需的大麻素的高产量。所述的系统和方法可以利用脱羧处理，将CBDA转化为CBD，并在脱羧处理中防止CBDA的损失，因此所有或几乎所有最初可用的CBDA都转化为CBD。另外或替代性地，在脱羧处理中可以转化一种或多种其他酸形式的大麻素(例如，除CBDA外或代替CBDA)，例如CBLA转化为CBL，CBCA转化为CBC，CBGA转化为CBG，CBEA(cannabielsolic酸)转化为CBE，THCA转化为THC，等等。在一些实施方式中，脱羧处理可以将植物材料中最初存在的至少80％、至少90％、至少95％或至少99％的CBDA(或其他酸形式的大麻素)转化为CBD(或其他相应的中性形式的大麻素)。在一个实例中，100％的最初存在的CBDA的可以在脱羧处理中转化为CBD。在完成从CBDA到CBD的转化之后(和/或在其他酸性形式的大麻素已经转化为相应的中性形式之后)，可以将生物质冷却、减压和干燥。
干燥后，所得CBD/THC薄片在环境或室温是稳定的，从而便于薄片的储存、运输和/或使用。所得薄片可以包括稳定或中性形式的任何相应酸形式的大麻素，这些大麻素存在于原始植物材料中并在脱羧处理中被转化。所有此类中性大麻素均可用于后续提取。薄片中大麻素的组成范围可以基于原始植物材料的组成。有利地，存在于原始植物材料中的大多数或全部(例如，大于80％、90％、95％或99％)的酸形式大麻素可以通过本文所述的脱羧处理稳定并保存在所得薄片中(例如，作为相应的中性形式大麻素)。相比之下，以前或现有的处理方法可能会损失大量(例如，50％、75％、90％或更多)植物材料中的挥发性酸性大麻素含量(例如，在这些大麻素可以转化为稳定、中性形式之前)。这可能导致所得产品的大麻素效力显着降低。
图2包括表200，表200对比了行业标准对照样品(“对照1”)与根据一些实施方案由本文所述的系统和方法生产的干燥样品的一个样品(“S12”)。表200列出了存在于对照样品和样品产品中的水分、CBD和CBDA的量。例如，表200表明对照样品具有按重量计8％的水分含量，样品产品具有按重量计约4％的水分含量。然而，更重要的是，行业标准对照样品含有约2.6mg/g(干基)的中性CBD和约37.0mg/g(干基)的CBDA。相比之下，由本文所述的系统和方法生产的样品具有约41.0mg/g(干基)的CBD和约0.29mg/g(干基)的CBDA。因此，与工行业标准相比，由本文所述的系统和方法生产的样品(S12)展示出增加了约1477％的CBD产量(例如，(41.0-2.6)/2.6*100＝1477)。此外，由本文所述的系统和方法生产的样品中CBD/CBDA的质量比相当高(例如，141比0.070)，表明所述的系统和方法实现了更高的CBDA到CBD的转化率。
图3示出了根据一些实施方案的用于预处理和稳定新鲜汉麻和/或其他植物材料的示例性方法300的示意性工作流程图。根据一些实施方案，方法300包括收获(步骤302)植物，例如汉麻、大麻、具有可提取溶质的其他植物或其任何组合。图3所示的方法300包括在步骤302收获纯汉麻植物。然后可以使收获的含有CBDA、CBGA和/或各种其他大麻素或组分的纯汉麻304经历预处理(步骤306)。在一些实例中，可以在汉麻304仍然新鲜时(例如，在收获的几小时或几天内)或在收获的汉麻304有机会降解(例如，通过损失酸形式的大麻素)或失去水分(例如，通过在干燥处理中的蒸发)之前，对收获的汉麻304进行预处理。替代地或附加地，纯汉麻304可以以避免或最小化此类降解或蒸发的方式包装、冷却或以其他方式保存。在各种实施例中，存在于收获的纯汉麻304和/或使用本文所述的系统和方法生产的其他材料中的大麻素(例如，CBDA、CBGA等)的量、分布和/或类型可取决于包括在收获的纯汉麻304中的植物材料的类型(例如，品种、变种等)。
根据一些实施方案，预处理(步骤306)可以包括以下程序中的至少一个或多个：去梗(步骤308)、切碎(步骤310)和研磨(步骤312)。去梗(步骤308)可以包括自动去梗处理(例如，使用去梗机)，其中每个收获植物的梗可以从植物的其他部分，包括例如任何叶子、花或芽去除。根据一些实施方案，切碎(步骤310)可以通过各种机件(例如，粗磨机和/或细磨机)来完成，并且可以利用自动切碎装置和/或可以涉及添加或包括水309(或其他合适的液体)，以促进植物材料的切碎和混合。类似地，研磨(步骤312)可以包括自动研磨装置(例如，BOSTON剪切胶体磨)并且可以产生植物材料颗粒悬浮在水中的生物质浆料314。在一些实例中，浆料的植物材料粒度(例如，直径)以平均和/或包括最小和最大粒度表示，可以为约150微米至约450微米。这样的粒度可以使浆料能够支持增加的悬浮固体比，这可以减少对于需要包括在浆料中以实现适当粘度的水的需要。与现有技术相比，用更少的水实现适当的粘度可以提供更有效的预处理程序。适当的粘度和更少的水也可以在随后的干燥处理中促进植物材料的干燥。例如，适当的粘度可以允许植物材料流动或形成均匀的片材或层以进行干燥。在各种实例中，所述的浆料314可包括按重量计约50％、约75％、约90％或更多的水或水分，其余为植物材料(例如，固体)。另外地或替代地，存在于浆料314中的植物材料可以包括至少50％、至少75％、至少90％、至少95％或100％的大麻素材料(例如，按重量计)，这些材料存在于收获的纯汉麻304中。
根据一些实施方案，预处理(步骤306)可以输出生物质浆料314，其通过稳定程序(步骤316)进一步稳定，该稳定程序可以包括脱羧处理(步骤318)。根据一些实施方案，所述的脱羧处理(步骤318)可以接收浆料314、惰性气体320(例如氮气和/或氩气)和热能321(例如，使用加热线圈或加热管输送)。所述的脱羧处理(步骤318)可以生成浆料的单独包装或容器(例如瓶子或55加仑桶，优选涂有聚乙烯或其他聚合物的内衬)，如图3中的包装的浆料322所示。包装的浆料322中的浆料可以具有使浆料准备好被干燥处理324接收的物理特性，干燥处理324可以包括干燥器(例如，折射窗式干燥器)。根据一些实施方案，所述的浆料的这些物理特性可以是或包括例如范围在150至450微米的粒度，以实现用于干燥的理想粘度。另外地或替代地，包装的浆料322中的浆料的水分含量可以是例如按重量计约85％至约95％。所述的干燥处理(步骤324)可以通过各种机件完成，并且通常涉及使用热量和/或干燥空气来降低包装的浆料322的水分含量。所述的干燥处理(步骤324)可以是稳定程序(步骤316)中的最终步骤，并且因此可以生产稳定的植物生物质，例如稳定的汉麻生物质326。一旦植物生物质稳定，所述的生物质可能不再容易受到霉菌、生物降解效应或更普遍的效力降解的影响。
图4示出了根据一些实施方案的用于实施脱羧处理(例如，脱羧处理318)的示例性方法400的示意性工作流程图。根据图4，在预处理程序410完成后，如本文(例如，针对预处理306)所述，浆料420可储存在加压罐中，例如浆料罐430。一旦浆料420已经储存在浆料罐430中，就可以通过注入点(例如，喷嘴)将氮气440(或其他惰性气体)注入浆料罐430中。通过向浆料罐430添加氮气440，氮气440可以覆盖或包围浆料罐430内部的浆料420，使得可以从浆料罐430的顶部空间去除任何其他气体(例如，空气)。添加氮气440还可以促进浆料罐430的加压，这可以帮助防止或避免浆料罐430内的水或其他挥发性成分(例如CBDA、CBGA、THCA和/或其他挥发性酸大麻素形式)的蒸发。根据一些实施方案，热能450也可以提供给浆料罐430，例如，使用用蒸汽或电能加热的加热线圈或加热管。顶部空间空气460(例如，在浆料罐430中的浆料420上方)可以通过提取点去除，该提取点可以位于浆料罐430的顶部和/或可以与注入氮气440的注入点分离开。一旦氮气440已经被覆盖在浆料罐430内部并且顶部空间空气460已经被去除，可以密封所述的浆料罐430并且用氮气440加压。用氮气440加压可以防止蒸发，并且最终可以减少浆料420中大麻素或其他挥发性成分的损失。根据一些实施方案，在加压和加热之后，可以对浆料罐430中的浆料420实施脱羧处理(例如，脱羧处理318)。所述的脱羧处理可以将浆料420中存在的一种或多种酸形式的大麻素转化为中性形式的大麻素(例如，如本文所述的将CBDA转化为CBD，将CBGA转化为CBG，将CBLA转化为CBL，和/或将CBEA转化为CBE)。根据一些实施方案，在完成脱羧处理之后，可以从浆料罐430中取出经处理的浆料并通过包装装置进行包装以产生报装的浆料470。例如，可以将经处理的浆料从浆料罐430中泵出并包装在55加仑的桶或其他容器中。根据一些实施方案，所述的包装的浆料470之后可用于干燥程序(步骤480)(例如，干燥处理324)。
在一些实例中，所述的脱羧处理可以是或包括成批处理，其中将所有成分(例如，浆料420和氮气440)添加到浆料罐430中，将所述的浆料罐430密封，通过加压和加热预定的时间段实现脱羧，将所述的浆料罐430开封，将经处理的浆料取出并包装。用于成批处理的浆料罐430可以是或包括，例如，压力反应器、压力容器、压力管或密封管。可替代地或另外地，所述的脱羧处理可以是或包括连续处理，其中成分(例如，所述的浆料420和氮气440)被连续地添加到浆料罐430中，通过施加压力和热量在浆料罐430中进行脱羧，并且将经处理的浆料从浆料罐430中连续地取出并包装。用于连续处理的所述的浆料罐430可以是或包括例如连续搅拌罐反应器。所述的浆料罐430的压力等级优选为50磅/平方英寸(psig)或更大。
图5示出了根据一些实施方案的用于实施脱羧处理(例如，脱羧处理318)的示例性方法500的流程图。方法500包括从预处理装置接收浆料(例如浆料420)并将浆料装入罐(例如浆料罐430)中(步骤502)。根据一些实施方案，所述的罐可以容纳例如大约2200加仑，使得如果该罐是80％满的，那么该罐可以容纳大约1760加仑的浆料。方法500包括将氮气(例如氮气440)施加(步骤504)至罐装的浆料。根据一些实施方案，大约60立方英尺的氮气可能足以置换罐顶部空间中的空气，这可能占据所述的罐的体积的约20％。这种在浆料上覆盖氮气可以将空气或其他气体从罐的顶部空间或其他区域推出。如本文所述的，可以通过注入点将氮气施加至罐。所述的顶部空间的空气可以通过去除点去除，在本文中也进行了描述。根据一些实施方案，方法500还包括密封(步骤506)浆料罐。一旦密封，则可以对浆料罐加压以防止罐中材料蒸发或升华。例如，根据一些实施方案，在122℃时，加压可将罐内的压力(例如，蒸汽压力)增加约5psi。例如，如果所述的罐内的压力从大约16psig开始，加压可能会使罐的内部压力达到大约21psig。在一些实例中，随着所述的罐的内容物被加热(例如，从约20℃到约120℃，例如，经过约90分钟的时间)，罐内的压力可以从约5psig增加到约48psig。可以在所述的罐内保持较高的压力和温度所需的时间段，例如约70分钟。在减压之前，在内容物冷却时(例如，经过约50分钟的时间)，压力可以降低回5psig。
一旦所述的罐为温度变化做好准备(例如，已经密封和加压)，可以将所述的罐中的所述的浆料加热(步骤508)到预定的加热温度。例如，根据一些实施方案，可以将浆料加热到122℃的预定加热温度。该预定加热温度(例如，122℃)可以保持(步骤510)预定时间段。例如，根据一些实施方案，所述的浆料可以在恒定的预定加热温度(和压力)保持约25分钟至约105分钟，或约70分钟的预定时间段。
在将所述的罐中的所需浆料温度和压力维持所需时间段之后，可以使用冷却程序将浆料冷却(步骤512)至预定冷却温度。例如，根据一些实施方案，可以将所述的浆料冷却至约20℃、或约10℃至约30℃的预定冷却温度。该预定冷却温度(例如，20℃)可以保持预定时间段。例如，根据一些实施方案，可以降浆料在恒定的预定冷却温度保持预定时间段(例如，约5分钟、15分钟或30分钟，或多或少)。
根据一些实施方案，在冷却(步骤512)之后，可以对所述的浆料罐进行减压(步骤514)。然后可以将所述的浆料从罐中取出并适当地包装(步骤516)，为之后的干燥程序做准备，如本文所述的，该程序可以在折射窗式干燥器或其他类型的干燥器中进行。
图6示出了根据一些实施方式的折射式窗式干燥器600的示意性侧视图。所述的干燥器600可以具有长隧道601，通常由不锈钢制成并且适用于快速水蒸发。预处理的植物生物质(例如，包装的浆料322或包装的浆料470)可以在传送带603的顶面上以特定的速度作为浆料602通过隧道601，该传送带603可以由聚酯薄膜(mylar)或其他合适的材料制成。根据一个实施方案，热水循环通过传送带603下方的浅加热盘604并加热所述的浆料602。根据一些实施方案，所述的预处理的生物质或浆料602可具有按重量计约65％至约95％，或按重量计约85％至约95％的起始水分含量。另外地或替代地，所述的预处理的生物质或浆料602可具有按重量计约5％至约35％，或按重量计约5％至约15％的起始固体含量(例如，包括脱羧的植物材料)。
干燥的产品可以作为稳定的生物质605离开隧道601，其可以通过放置在干燥器的圆角端与聚酯薄膜传送带603接触的去除刀片或去除边缘606从聚酯薄膜传送带603移除。根据一些实施方案，所述的稳定的生物质605可具有按重量计约2.5％至约8％的最终水分含量。另外地或替代地，所述的稳定的生物质605可具有按重量计约92％至约97.5％的固体含量。所述的稳定的生物质605可以是或包括例如CBD和/或THC薄片。与去除边缘606接触可使生物质605可靠地从传送带603上抬起并落入收集容器607中。根据一些实施方案，生物质605可以在收集容器607内保持在环境保持温度，消除了保持特定保存温度的需要。塑料袋或最终包装可放置在收集容器内，用于生物质605用于库存储存或运输以供提取的最终准备。
在一些实例中，均质化水平对于实现所述的浆料602的适当干燥很重要。例如，所述的浆料602中的颗粒应该足够小以保持在溶液和/或悬浮液中以用于干燥；否则，所述的浆料结构可能会在干燥处理中变质或崩解。例如，如果均质化做得不好，所述的浆料602可能会被不均匀地施加至传送带和/或在传送带上形成或厚或薄的斑点。这可能需要降低传送带速度以实现充分干燥，从而降低产量。另外地或替代地，如果所述的稳定的生物质605不够干燥，稳定的生物质605会粘在传送带603上和/或在室温下可能不够稳定(例如，由于霉菌或发霉)。
替代地或另外地，所述的稳定的生物质605可用于大麻素生产和相关产品的提取过程。所述的提取过程可以利用或包括例如使用CO2(例如超临界CO2提取)或一种或多种溶剂例如水、乙醇、丙烷、丁烷、庚烷、戊烷或其任何组合进行提取。这样的溶剂可以提取和/或溶解存在于稳定的生物质605中的一种或多种大麻素，并且提取的或溶解的大麻素可以随后从溶液中去除(例如，通过蒸发溶剂)。
在一些情况下，例如，所述的稳定的生物质605或其部分可用于生产药用产品或治疗产品。例如，所述的稳定的生物质605或其部分可以在提取器单元中与一种或多种溶剂(例如水、醇、烷烃和/或油)组合以从稳定的生物质605提取大麻素或其他材料。所述的提取的材料可以与一种或多种其他成分组合(例如，在混合器中)以形成包含一种或多种大麻素(例如CBD)的消费品。所述的消费品可以是或包括例如外用产品，例如药膏。
图7示出了折射率窗式干燥器700的空气和水循环部件的截面图，其可以与干燥器600相同，或者包括干燥器600的一些或所有元件。根据一个实施方案，热水循环通过传送带703(例如，传送传送带603)下方的浅加热盘704并且加热包装的浆料(例如，浆料602)。来自热水的热能可以通过传送带703传递到浆料(例如，通过传导、对流和/或辐射)。所述的热水可以具有高达约210F(约99℃)的温度或适合于将浆料干燥至所需水分含量的任何温度。在一些情况下，软水可用于传送带703下方的加热盘704中的水，以避免污染和/或沉积在不锈钢或其他系统部件上，从而降低干燥效率。所述的水通常保持在传送带703下方的一个或多个罐中，例如热水罐706。所述的热水罐706可以连接到热交换器708，所述的热交换器708可以使用蒸汽来达到并保持可调节的设定点温度。其他热源，例如电加热元件，可用于实现所需的热水温度。
根据一些实施方式，可以使用至少一个鼓风机710在传送带703上方提供新鲜空气(例如，过滤或低湿度空气)和/或连续地将水蒸气从传送带703或干燥器700带走，以实现适当或最大的水蒸发速率。传送带703的蒸发冷却和有限的导热系数的组合可以防止包装的浆料达到加热托盘704中的热水的温度，包装的浆料达到加热托盘704中的热水的温度可能对产品质量产生负面影响。一般来说，在干燥处理中，最好将所述的浆料的温度保持在大约175℉(79℃)以下。所述的干燥器内的空气温度可为大约70℉(21℃)到大约212℉(66℃)。
图8是加工植物材料的一个示例性方法800的流程图。提供植物材料的浆料(例如，包括汉麻和/或大麻的颗粒)(步骤802)。从气源(例如，储气罐或管线)提供惰性气体(例如，氮气或氩气)(步骤804)。将所述的浆料和所述的惰性气体添加到罐中(步骤806)，该罐可以是例如用于进行脱羧处理的压力容器。对罐内的所述的浆料施加热和压力(步骤808)以产生经处理的植物材料。从罐中取出经处理的植物材料(步骤810)并在干燥器中干燥(步骤812)以生产包含CBD和/或一种或多种其他大麻素的干燥产品。
表1中提供了各种材料和工艺参数的低值、高值和典型范围值的实例。各种实施放啊包括所引用范围内的任何参数值(例如，整数或十进制值)。特此表示出了每个参数的参数值的支持和书面说明。
参数 低值 典型值 高值
脱羧前浆料中的植物粒度(微米) 150 300 450
脱羧后浆料中的植物粒度(微米) 150 300 450
脱羧前20℃时浆料的粘度(Pa-s) 100 110 120
脱羧后20℃时浆料的粘度(Pa-s) 100 110 120
脱羧浆料温度(℃) 110 120 130
脱羧浆料压力(psig) 45 50 100
脱羧时间(分钟) 25 70 105
干燥浆料温度(℃) 60 71 82
干燥空气温度(℃) 38 52 66
表1示例性材料和处理参数。
表2示出了使用本文所述的预处理技术生产的植物材料浆料(例如，通过预处理306生产的浆料314)的示例性组合物。各种实施方案包括所引用范围内的任何参数值(例如，整数或十进制值)。例如，CBD的重量百分比可以是0.2、0.3、0.4、...、2.9、3.0。特此表示出了每个参数的参数值的支持和书面说明。所述的组合物可包括未列于表2中的其他材料，例如纤维素或其他植物材料。
表2(以及下表3和4)中列出的大麻素的重量百分比是基于干重。可以使用本领域普通技术人员已知的技术将这些干基重百分比转化为湿基重百分比。在一些情况下，例如，可以使用以下等式将干基重百分比转换为湿基重百分比：湿基重百分比＝干基重百分比×(100-水分重量百分比)/100。例如，如果干基重百分比为1％，水分重量百分比为90％，则湿基重百分比可以是：(1)×(100–90)/100＝0.1％.
虽然表2仅列出了一种特定类型的酸形式大麻素(即CBDA)和一种特定类型的相应中性形式大麻素(即CBD)，但可以理解的是，其他类型的酸形式大麻素和中性形式大麻素(例如，CBGA、CBG、CBCA、CBC等)可以存在于浆料中。例如，任何其他酸形式大麻素的重量百分比可以与表2中列出的CBDA的重量百分比相同。同样，任何其他中性形式大麻素的重量百分比可以与表2中列出的CBD的重量百分比相同。如本文所述的，所述的浆料中存在的大麻素的量、分布和/或类型可取决于用作预处理步骤306的进料的植物材料(例如大麻植物304)。
成分 低值 典型值 高值
CBD(重量％，干基) 1 1.5 5
CBDA(重量％，干基) 5 10 25
总中性形式大麻素(重量％，干基)。 1.5 3 7.5
总酸形式大麻素(重量％，干基)。 5.5 11.5 27.5
水分(重量％) 85 92 95
表2通过预处理植物材料生产的浆料的示例性组合物。
表3示出了使用本文所述的脱羧技术生产的包装的浆料(例如，通过脱羧318生产的包装的浆料322)的示例性组合物。各种实施方案包括所引用范围内的任何参数值(例如，整数或十进制值)。特此表示出了每个参数的参数值的支持和书面说明。此外，表3表明某些大麻素浓度可能低于定量限或“<LOQ”。在一些实施例中，这样的<LOQ浓度可能太小而无法测出和/或等于0％。所述的组合物可包括未列于表3中的其他材料，例如纤维素或其他植物材料。
虽然表3仅列出了一种特定类型的酸形式大麻素(即CBDA)和一种特定类型的相应中性形式大麻素(即CBD)，但可以理解的是，其他类型的酸形式大麻素和中性形式大麻素(例如，CBGA、CBG、CBCA、CBC等)可以存在于封装的浆料中。例如，任何其他酸形式大麻素的重量百分比可以与表3中列出的CBDA的重量百分比相同。同样，任何其他中性形式大麻素的重量百分比可以与表3中列出的CBD的重量百分比相同。如本文所述的，所述的包装的浆料中存在的大麻素的量、分布和/或类型可取决于用作预处理步骤306的进料的植物材料(例如大麻植物304)。
成分 低值 典型值 高值
CBD(重量％，干基) 5 10 25
CBDA(重量％，干基) <LOQ <LOQ 1
总中性形式大麻素(重量％，干基)。 5.5 11.5 27.5
总酸形式大麻素(重量％，干基)。 <LOQ <LOQ 1.5
水分(重量％) 85 92 95
表3通过脱羧方法生产的包装的浆料的示例性组合物。
表4示出了使用本文所述的系统和方法生产的稳定的产品(例如，稳定的生物质605)的示例性组合物。各种实施方案包括所引用范围内的任何参数值(例如，整数或十进制值)。特此表示出了每个参数的参数值的支持和书面说明。此外，表4表明某些大麻素浓度可能低于定量限或“<LOQ”。在一些实例中，这样的<LOQ浓度可能太小而无法测出和/或等于0％。所述的组合物可包括未列于表4中的其他材料，例如纤维素或其他植物材料。
虽然表4仅列出了一种特定类型的酸形式大麻素(即CBDA)和一种特定类型的相应中性形式大麻素(即CBD)，但可以理解的是，其他类型的酸形式大麻素和中性形式大麻素(例如，CBGA、CBG、CBCA、CBC等)可以存在于稳定的产品中。例如，任何其他酸形式大麻素的重量百分比可以与表4中列出的CBDA的重量百分比相同。同样，任何其他中性形式大麻素的重量百分比可以与表4中列出的CBD的重量百分比相同。如本文所述的，所述的稳定的产品中存在的大麻素的量、分布和/或类型可取决于用作预处理步骤306的进料的植物材料(例如大麻植物304)。
成分 低值 典型值 高值
CBD(重量％，干基) 5 10 25
CBDA(重量％，干基) <LOQ <LOQ 1
总中性形式大麻素(重量％，干基)。 5.5 11.5 27.5
总酸形式大麻素总量(重量％，干基)。 <LOQ <LOQ 1.5
水分(重量％) 2.5 5 8
表4稳定的产品的示例性组合物。
术语
本文使用的措辞和术语是为了描述的目的，不应被视为限制。
如说明书和权利要求书中使用的术语“大约”、短语“大约等于”和其他类似短语(例如，“约”)(例如，“X具有大约Y的值”或“X大约等于Y”)，应理解为表示一个值(X)在另一个值(Y)的预定范围内。除非另有说明，预定范围可以是加减20％、10％、5％、3％、1％、0.1％或小于0.1％。
如说明书和权利要求书中使用的不定冠词“一”和“一个”，除非明确指出相反，应理解为“至少一个”。如说明书和权利要求书中使用的短语“和/或”应理解为表示如此结合的元素中的“一者或两者”，即，在某些情况下结合存在而在其他情况下分离存在的元素。用“和/或”列出的多个元素应该以相同的方式解释，即“一个或多个”这样结合的元素。除了由“和/或”句子具体确定的元素外，还可以任选地存在其他元素，不管是与那些具体确定的元素相关还是不相关。因此，作为一个非限制性的例子，提及“A和/或B”，当与开放式语言如“包括”一起使用时，在一个实施方案中，可以仅指A(任选地包括除了B以外的元素)；在另一个实施方案中，仅指B(任选地包括除了A以外的元素)；在另一个实施方案中，指A和B(任选地包括其它元素)；等等。
如说明书和权利要求书中使用的，““或”应理解为与上述定义的“和/或”具有相同的含义。例如，当分隔列表中的项目时，“或”或“和/或”应被解释为是开放的，即包括至少一个，但也包括多个元素或元素列表中的一个以上，以及任选地其他未列出的项目。只有明确指出相反的术语，例如“仅其中一个或“正是其中一个”，或者当在权利要求中使用时，“由...组成”，将指包括一个多个元素或元素列表中的一个元素。一般而言，当前面具有排他性术语时，例如“任意一个”、“其中一个”、“仅其中一个”或“正是其中一个”，所使用的术语“或”仅应解释为表示排他性替代方案(即“一个或另一个但不是两者”)。当在权利要求中使用时，“基本上包含”应具有专利法领域中使用的普通含义。
如说明书和权利要求书中使用的，在提及一个或多个元素的列表时，短语“至少一个”应理解为表示选自元素列表中的任何一个或多个元素的至少一个元素，但不一定包括元素列表中具体列出的每一个元素的至少一个，也不排除元素列表中元素的任何组合。这个定义也允许除了短语“至少一个”所指的在元素列表中具体指定的元素以外，其他元素可以任选地存在，无论与那些具体指定的元素相关还是不相关。因此，作为一个非限制性的实例，“A和B中的至少一个”(或者，等同于，“A或B中的至少一个”，或者，等同于“A和/或B中的至少一个”)，在一个实施方案中，可以指至少一个，任选地包括一个以上的A，而没有B存在(并任选地包括除了B以外的元素)；在另一个实施例中，指至少一个，任选地包括一个以上的B，而没有A存在(并任选地包括除了A以外的元素)；在另一个实施例中，指至少一个，任选地包括一个以上的A，和至少一个，任选地包括一个以上的B(并可任选地包括其他元素)；等等。
“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、“涉及”及其变体的使用，旨在涵盖其后列出的项目和附加项目。
在权利要求中使用诸如“第一”、“第二”、“第三”等顺序术语来修改权利要求要素本身并不意味着一个权利要求要素相对于另一个权利要求要素的任何优先、优先级或顺序，或者方法的动作被实施的时间顺序。顺序术语仅作为标签使用，以区分具有某种名称的一个权利要求元素和具有相同名称的另一个元素(但使用顺序术语)，以区分权利要求元素。
在本文(例如在表格、图表或曲线图中)呈现的每个数值，被认为代表对应参数的范围内的最小值或最大值。因此，根据本文的教导，当添加到权利要求中时，数值提供了对要求范围的明确支持，该范围可以位于数值之上或之下。如果不包括在权利要求中，这里提出的每个数值在任何方面都不能被认为是限制性的。
本文采用的术语和表达方式是作为描述的术语和表达方式，而不是限制的术语和表达方式，在使用这些术语和表达方式时，无意排除其所示的和所述的特征或其部分的任何等同物。此外，在描述了本发明的某些实施方案之后，对于本领域的普通技术人员来说，显然可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下使用包含本文所披露的概念的其他实施方案。各个实施方案的特征和功能可以以各种组合和排列方式安排，所有这些都被认为是在所公开的发明范围内。因此，所述的实施方案在所有方面都应被视为只是说明性的，而不是限制性的。此外，本文所述的构造、材料和尺寸旨在作为说明而非限制。类似地，尽管出于解释的目的提供了物理解释，但无意受任何特定理论或机制的约束，或据此限制权利要求。

Claims (47)

1.一种处理植物材料的方法，所述的方法包括：
提供植物材料的浆料；
提供惰性气体；
将所述的浆料和所述的惰性气体加入罐中；
向所述的罐内的所述的浆料施加热量和压力以产生经处理的植物材料；
从所述的罐中取出所述的经处理的植物材料；和
在干燥器中干燥所述的经处理的植物材料以生产包含大麻二酚(CB D)的干燥产品。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述的植物材料包括汉麻、大麻或其组合中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述的浆料包含尺寸为约150微米至约450微米的植物颗粒。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述的惰性气体包括氮气。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，施加热量和压力包括对所述的植物材料实施脱羧处理。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，施加热量和压力包括将所述的罐内的处理温度和处理压力维持处理时间段，其中，所述的处理温度为约110℃至约130℃，并且其中所述的处理压力为约45psig至约100psig。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述的处理时间段为约25分钟至约105分钟。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述的干燥产品包含按重量计约2.5％至约8％的最终含水量。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述的干燥产品包含以干基的重量计至少约5％的量的CBD。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述的干燥产品包含以干基的重量计约5％至约28％的量的中性形式大麻素。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述的干燥器包括折射窗式干燥器。
12.根据权利要求1的所述的方法，还包括：
通过实施去梗、切碎或研磨中的至少一种来对所述的植物材料进行预处理；以及
向经预处理的植物材料中加入水以产生浆料。
13.根据权利要求1所述的方法，还包括从所述的干燥产品中提取大麻素。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，提取所述的大麻素包括将所述的大麻素溶解在溶剂中。
15.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述的干燥产品或从所述的干燥产品中提取的大麻素掺入消费产品，所述的消费产品包括外用产品或药物产品中的至少一种，所述外用产品为药膏。
16.一种根据权利要求15所述的方法制造的消费产品。
17.一种根据权利要求1所述的方法制造的消费产品。
18.一种用于处理植物材料的系统，所述的系统包括：
浆料源，用于提供植物材料的浆料；
惰性气体源，用于提供惰性气体；
罐，用于(i)接收来自所述的浆料源的所述的浆料和来自所述的惰性气体源的所述的惰性气体，以及(ii)对所述的浆料施加热量和压力以产生经处理的植物材料；和
干燥器，用于干燥所述的经处理的植物材料以生产包含大麻二酚(CBD)的干燥产品。
19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述的植物材料包括汉麻、大麻或其组合中的至少一种。
20.根据权利要求18所述的系统，其中，所述的浆料包含尺寸为约150微米至约450微米植物颗粒。
21.根据权利要求18所述的系统，其中，所述的惰性气体包括氮气。
22.根据权利要求18所述的系统，其中，施加热量和压力包括对所述的植物材料实施脱羧处理。
23.根据权利要求18所述的系统，其中，施加热量和压力包括将所述的罐内的处理温度和处理压力维持处理时间段，其中，所述的处理温度为约110℃至约130℃，并且其中所述的处理压力为约45psi至约100psi。
24.根据权利要求23所述的系统，其中，所述的处理时间段为约25分钟至约105分钟。
25.根据权利要求18所述的系统，其中，所述的干燥产品包含按重量计约2.5％至约8％的最终含水量。
26.根据权利要求18所述的系统，其中，所述的干燥产品包含以干基的重量计至少约5％的量的CBD。
27.根据权利要求18所述的系统，其中，所述的干燥产品包含以干基的重量计约5％至约28％的量的中性形式大麻素。
28.根据权利要求18所述的系统，其中，所述的干燥器包括折射窗式干燥器。
29.根据权利要求18所述的系统，其中，所述的浆料源包括：
至少一个机械装置，用于通过实施去梗、切碎或研磨中的至少一种来对所述的植物材料进行预处理；
水源，用于提供水；和
混合器，用于将经预处理的植物材料和所述的水混合以产生浆料。
30.根据权利要求18所述的系统，还包括用于从所述的干燥产品中提取大麻素的提取器。
31.根据权利要求30所述的系统，其中，提取所述的大麻素包括将所述的大麻素溶解在溶剂中。
32.根据权利要求18所述的系统，还包括至少一个用于将所述的干燥产品或从所述的干燥产品中提取的大麻素掺入消费产品中的混合器，所述的消费产品包括外用产品或药物产品中的至少一种，所述外用产品为药膏。
33.一种产品，其通过对暴露于热量、压力和惰性气体的植物材料的浆料实施脱羧制得，
其中，所述的产品包含以干基的重量计约5％至约28％的量的中性形式大麻素。
34.根据权利要求33所述的产品，其中，所述的产品包含按重量计约2.5％至约8％的含水量。
35.根据权利要求33所述的产品，其中，所述的产品包含以干基的重量计至少约5％的量的大麻二酚(CBD)。
36.根据权利要求33所述的产品，其中，所述的产品包含以干基的重量计小于约2％的量的酸形式大麻素。
37.一种浆料，包括：
悬浮在水中的经预处理的植物材料的颗粒，
其中，所述的浆料包含以干基的重量计约5％至约28％的量的酸形式大麻，和
其中，所述的浆料包含以干基的重量计约1％至约8％的量的中性形式大麻素。
38.根据权利要求37所述的浆料，其中，所述的颗粒包括约150微米至约450微米范围的尺寸。
39.根据权利要求37所述的浆料，其中，所述的浆料在20℃包括约100Pa-s至约120Pa-s的粘度。
40.根据权利要求37所述的浆料，其中，所述的植物材料包括大麻或汉麻中的至少一种。
41.根据权利要求37所述的浆料，其中，所述的植物材料基本上是去梗的。
42.一种浆料，包括：
悬浮在水中的经脱羧的植物材料的颗粒，
其中，所述的浆料包含以干基的重量计小于2％的量的酸形式大麻，和
其中，所述的浆料包含以干基的重量计约5％至约28％的量的中性形式大麻素。
43.根据权利要求42所述的浆料，其中，所述的颗粒包括约150微米至约450微米范围的尺寸。
44.根据权利要求42所述的浆料，其中，所述的浆料在20℃包括约100Pa-s至约120Pa-s的粘度。
45.根据权利要求42所述的浆料，其中，所述的植物材料包括大麻或汉麻中的至少一种。
46.根据权利要求42所述的浆料，其中，所述的植物材料基本上是去梗的。
47.一种消费产品，包括：
至少一种提取自干燥产品的大麻素，所述的干燥产品通过对暴露于热量、压力和惰性气体的植物材料的浆料实施脱羧制得，
其中，所述的消费产品包括外用产品或药物产品中的至少一种，所述外用产品为药膏。
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