JP2023546805A - ヘンプ植物及びヘンプ植物から製造される製品を処理するためのシステム並びに方法 - Google Patents

Abstract

ヘンプ植物を処理するためのシステム及び方法を開示している。このプロセスにより、複数の有用な製品を生産するために大麻植物全体を処理することが可能となる。ＣＢＤ等のカンナビノイドを得るための抽出可能な大麻材料や、繊維製品を製造するために、一対のハンマーミルを連続して用いる。大麻植物材料に含まれるハードは、プロセス中に制御され、分画され、高いスループットが可能となる。【選択図】図１

Description

（関連技術の相互参照）
本願は、２０２０年１０月２日に出願日された仮特許出願第６３／０８６，８４５号に基づく優先権を主張し、その開示内容は、ここで参照することにより、その全体が本明細書に組み込まれる。

大麻（ｃａｎｎａｂｉｓ）、または大麻植物は、一般的に娯楽目的で用いられるマリファナ、及び一般的に工業用途で用いられるヘンプ（ｈｅｍｐ）の両方を指すことがある。大麻は、植物の葉、茎、種子、及び花を乾燥させて細かくした緑色及び／または茶色の混合物である。大麻は、アサ属の植物の葉、茎（ｓｔｅｍ）、種子、茎（ｓｔａｌｋ）、及び花を指すことがあり、その品種には大麻草（Ｃａｎｎａｂｉｓ ｓａｔｉｖａ）またはインド麻（Ｃａｎｎａｂｉｓ ｉｎｄｉｃａ）を含む。ヘンプ（及び、特に工業用ヘンプの品種）はマリファナと非常によく似た外観をしているが、マリファナが指す大麻植物の品種とは異なり、ヘンプは一般的にテトラヒドロカンナビノール（ＴＨＣ）を少量しか含まない。その一方で、カンナビジオール（ＣＢＤ）については、ヘンプとマリファナの両方に多く含まれることがある。例えば、工業用ヘンプはＴＨＣを約０．３％未満しか含まないが、マリファナと呼ばれる大麻の品種は５％～３０％のＴＨＣを含むことがある。最近米国では、２５以上の州が、少なくとも医療目的での大麻の使用を合法化した。さらに、カナダは現在、医療用及び娯楽用の大麻の使用を合法化している。このような近年の状況を鑑み、大麻の商品化は劇的に増加している。

例えば、大麻は、オピオイドなどの従来の鎮痛薬の代わりに、鎮痛薬としてますます人気が高まっている。オピオイドは、神経系に作用して痛みを和らげる強力な鎮痛薬である。それらは通常、手術後の強い痛みの治療に用いられるが、慢性的な痛みの治療にも用いられる。一方、残念なことに、オピオイドには多くのリスクが伴う。例えば、オピオイドは常習性が高いため、薬物の乱用が蔓延している。実際に、毎年１，１００万人以上が処方箋のオピオイドを乱用している。

その用途が多岐にわたる大麻の合法化や人気を考慮すると、植物材料を高いスループット率で迅速に処理する方法が必要である。現在、ヘンプ植物のベール（ｂａｌｅ）を加工して主に繊維とその他の植物材料とを分離することができる商業的な剥皮プロセスが存在する。大麻やヘンプ植物は、外皮層と、主にハード（ｈｕｒｄｓ）でできた内核とを含む植物茎を含む。植物の靭皮繊維は皮の中にあり、一般的により価値のある商品となる。剥皮プロセスに従って処理される大麻やヘンプ植物の成分には、靭皮繊維、ハード、短繊維、及びダスト（ｄｕｓｔ）が含まれる。これらの各成分には、様々な消費者向け、商用、及び工業用製品などの用途がある。上記の各製品は、例えば、紙、パーティクルボード、建築用複合材、動物用寝床、工業用吸収材、及び織物などの製造に用いることができる。現在の剥皮プロセスは、上記の材料、特に靭皮繊維を除去し分離するのに適しているが、そのようなプロセスは、大麻やヘンプ植物からカンナビジオールなどの化学成分を抽出するのには適していない。例えば、通常、大麻やヘンプ植物からカンナビジオールなどの化学成分を取り除く抽出プロセスにより、繊維が使用できなくなる恐れがある。あるいは、抽出プロセスは、植物の他の部分から化学成分を抽出することなく、植物の葉や花から化学成分を抽出するようにのみ設計されている場合がある。

実際に、大麻やヘンプ植物から繊維を抽出する商業プロセスがあり、植物から化学成分を抽出するように設計された他のプロセスが存在する。一方で、求められているのは、大麻やヘンプ植物から繊維を分離するプロセスだけでなく、カンナビジオールなどの化学成分を非常に多く含む植物材料を同時に除去及び分離できる商業的プロセスである。

一般に、本開示は、植物を、様々な用途で用いるための有用な原料となる様々な画分へ効率的に分離するために、大麻植物を処理するためのプロセス及びシステムに関する。例えば、本開示のプロセスは、大麻植物材料を、繊維やシーブ（ｓｈｉｖｅ）などの構成成分と、植物から有用な化学成分を除去するための抽出プロセスで用いるのに適した抽出可能な成分とに分離するために用いることができる。本開示のプロセス及びシステムは、重大な廃棄物を発生させることなく、非常に高いスループット率で作動させることができる。

例えば、一実施形態では、本開示は、大麻植物を処理するための方法に関する。この方法は、切断及び乾燥した大麻植物を少なくとも１つのハンマーミルに供給するステップと、繊維材料ストリーム及び大麻材料ストリームを形成するべく、ヘンプ植物を剥皮するステップとを含み、繊維材料ストリームは、大麻のハードを約２０重量％～約５５重量％含み、大麻材料ストリームは、大麻のハードを約２重量％～約１５重量％含む。大麻材料ストリームは、細片及び微粉のブレンドをさらに含み、細片及び微粉は、大麻の葉、大麻のつぼみ（ｂｕｄｓ）、及び大麻のハードを含む。この方法は、大麻材料ストリームを収集するステップをさらに含む。次いで、繊維材料ストリームは、少なくとも１つのさらに下流のハンマーミルに供給され、スクリーニングされ、大麻のハード及び細片を除去し、繊維トウを形成する。繊維トウは結束されてもよい。繊維トウは、大麻のハードを約１０重量％未満の量で含んでいてもよい。

ある態様では、乾燥した大麻植物はベールの形態であってもよく、該方法は、切断及び乾燥した大麻植物を第１のハンマーミルに供給する前に、ベールをバラバラにするステップをさらに含んでいてもよい。剥皮されたヘンプ植物を、繊維材料ストリーム及び大麻材料ストリームを形成するための第１のハンマーミルに供給されている間または供給された後に、スクリーニング装置に供給してもよい。

次いで、必要に応じて、繊維材料ストリームを第２のハンマーミルに供給してもよい。第２のハンマーミルでは、繊維材料ストリームは、繊維材料ストリーム内の材料をさらにバラバラにしてほぐすために、剥皮及びハンマリング（ｈａｍｍｅｒｉｎｇ）を実施してもよい。ある態様では、第２のハンマーミルは、副産物ストリームを生成することなく作動させることが可能である。したがって、第２のハンマーミルに供給される繊維材料ストリームの１００％または実質的にすべてのものが、同じストリーム内で第２のハンマーミルから排出されてもよい。繊維材料ストリームは、繊維材料ストリームから小さな粒子及び微粉を分離するために、第２のハンマーミルから第２のスクリーニング装置に供給されてもよい。小さな粒子及び微粉は、大麻材料ストリームに混合されてもよい。

次いで、上記の大麻材料ストリームを処理して、１以上のカンナビノイドを除去してもよい。

ある実施形態では、方法またはプロセスは、大麻材料ストリームから１以上のカンナビノイドを抽出するステップをさらに含んでいてもよい。大麻材料ストリームは、約７重量％～約１２重量％の大麻のハードを含んでいてもよい。

一般に、任意の適切な大麻植物は、本開示に従って処理することができる。例えば、大麻植物は、インド麻、大麻草、またはそれらの混合物を含んでいてもよい。

上述したプロセスの最初の部分では、大麻材料ストリームを生成するために、大麻材料に含まれるハードの量を制限するためにプロセスを最適化する。プロセスの第２の部分では、ハードをほとんど含まない繊維トウストリームを生成するために、システムを最適化する。

ある態様では、例えば、繊維材料ストリームを、大麻材料ストリームを分離して収集した後、繊維トウを製造するために１以上のさらに別のハンマーミルに供給する。ある態様では、例えば、繊維材料ストリームを第３のハンマーミルに供給し、次いで、繊維材料ストリームをさらにハンマリングし、第１のシーブストリームを形成する非繊維材料を除去するためのスクリーンに押し付ける。繊維材料ストリームはその後、第２のシーブストリームを形成するような微粉及び他の非繊維性粒子をさらに除去するために、第３のハンマーミルから第３のスクリーニング装置に任意で供給してもよい。第３のスクリーニング装置から、繊維材料ストリームを繊維トウとして収集してもよい。

必要に応じて、第３のスクリーニング装置から排出される繊維材料ストリームは、繊維材料ストリームをさらに処理し、より多量のハード及び他の非繊維材料を除去するために第４のハンマーミルに供給してもよい。第４のハンマーミルは、例えば、第３のシーブストリームを生成してもよい。繊維材料ストリームを、任意に、第４のハンマーミルから第４のスクリーニング装置に供給してもよい。第４のスクリーニング装置は、攪拌装置であってもよく、または、繊維製品ストリームからできるだけ多くの微粉及びダストを除去するための撹拌を行ってもよい。

第４のスクリーニング装置から、繊維の供給源として収集され、様々な用途に用いられる繊維トウストリームが生成される。

様々なシーブストリームを蓄積して、シーブ製品として収集してもよい。

したがって、本開示のプロセスは、大麻製品、繊維トウ製品、及びシーブ製品を製造するために使用することができる。

上述したように、本開示の方法は、非常に高いスループットを可能にする。例えば、一実施形態では、本方法は、切断及び乾燥された大麻植物を、毎時約５トン（メートルトン）よりも多く、毎時約８トン（メートルトン）よりも多く、毎時約１０トン（メートルトン）よりも多く、約１２トン（メートルトン）よりも多く処理することができる。

本開示はまた、上述の方法によって製造されるような植物製品に関する。本開示の植物製品は、細片及び微粉のブレンドを含む大麻材料を含む。細片及び微粉は、大麻の葉、大麻のつぼみ、及び大麻のハードを含む。大麻材料は、大麻の花を含んでいてもよい。本開示によれば、大麻のハードを、植物製品中に約２重量％～約１５重量％含む。例えば、大麻のハードを、約３重量％よりも多い量、例えば約５重量％よりも多い量、例えば約８重量％よりも多い量、一般に約１３重量％未満の量、例えば約１１重量％未満の量で製品中に含んでいてもよい。上記の植物製品は、カンナビノイドなどの化合物を大麻植物から得るための原料として用いるのに特に適している。製品中に含まれるハードの量によって、大麻材料を効率的に収集しながら、そこに含まれるカンナビノイドなどの有用な抽出物を有意に含む製品を提供することができる。

大麻材料は、一般に、約３０重量％～約９０重量％の細片と、約１０重量％～約７０重量％の微粉とを含んでいてもよい。細片は、約１．５ｃｍよりも大きい、例えば約２ｃｍよりも大きい、かつ、約８ｃｍ未満、例えば約６ｃｍ未満の最大寸法を有する植物片を含んでいてもよい。大麻材料は、大麻材料が抽出されないような状態で、最初に収集されてもよい。一度収集された後、次いで、大麻材料についてさらなる選別プロセス及び／または粉砕プロセスを実施し、かつ、１以上のカンナビノイドなどの様々な化学成分を抽出するための１以上の抽出プロセスを実施してもよい。

大麻材料は、一般に、水分を、約２０重量％未満の量、例えば約１５重量％未満の量、例えば約１０重量％未満の量、例えば約８重量％未満の量で含んでいてもよい。大麻材料は、１以上のカンナビノイドを、約５重量％よりも多い量、例えば約１０重量％よりも多い量で含んでいてもよい。

本開示の他の特徴及び態様は、以下でより詳細に議論される。

本開示の完全かつ有効な開示は、添付の図面への参照を含め、明細書の他の部分により詳細に記載されている。

本開示の方法の一実施形態を示すブロック図である。 図１に示した方法と組み合わせることができるオプションのさらなるプロセスステップを例示するブロック図である。

本明細書及び図面において繰り返し使用する参照符号は、本発明の同一または類似の特徴または要素を表すことを意図している。

（定義）
本明細書で用いる場合、「大麻（ｃａｎｎａｂｉｓ）」は、例えば大麻草（Ｃａｎｎａｂｉｓ ｓａｔｉｖａ）またはインド麻（Ｃａｎｎａｂｉｓ ｉｎｄｉｃａ）などの大麻植物の任意の変種を指してもよい。より具体的には、本開示では、葉、茎（ｓｔｅｍ）、種子、茎（ｓｔａｌｋ）、及び花、または大麻植物の任意の他の部分を大麻と呼ぶ場合がある。一方、本明細書で言及する大麻は、ＴＨＣ及び／もしくはＣＢＤ（通常はマリファナとして知られている）を平均的または高いレベルで含む可能性があるヘンプ、ＴＨＣを低いレベル、または非常に低レベル含む可能性があるヘンプ、０．３％未満のＴＨＣを含む大麻植物を指すことがある工業用ヘンプ、またはそれらの組み合わせを含む。

本明細書で用いる「茎（ｓｔａｌｋ）」という語は、葉が除去された後に残る植物の主要な構造部分を指す。

本明細書で用いる「ハード（ｈａｒｄｓ）」という語は、（例えば、茎の内側部分の）植物の構造的な部分、葉または葉片（ｌａｍｉｎａｅ）を茎に接続するものを指し、また、葉を通って延びる葉脈またはリブの部分を含むことがある。

（詳細な説明）
本論考は、例示的な実施形態の説明のみであり、本開示のより広い側面を限定することを意図していないことが、当業者によって理解されるであろう。

一般に、本開示は、大麻植物を処理するためのシステム及び方法を対象とする。本開示のプロセスを通じて、無傷の大麻植物全体を、複数の種々の使用可能な製品に迅速に加工することが可能となる。たとえば、このプロセスでは、大麻やヘンプの繊維を分離して収集することが可能である。さらに、本プロセスでは、カンナビノイドなどの鎮痛医薬品を含む様々な化学成分を大麻植物から抽出するための抽出工程に供するのに適した、大麻の葉、大麻のつぼみ、及び／または大麻の花を含む大麻材料も採取される。また、本開示のプロセスにより、動物の寝床、バイオマス焼却などの複数の様々な用途において使用可能なシーブ製品ストリームを生成することも可能となる。

本開示のプロセス及びシステムによると、廃棄物を生成することなく大麻植物全体を複数の有用な製品ストリームに変換するだけでなく、非常に高いスループットで変換することも可能である。例えば、本開示のプロセスは、約５トン（メトリックトン）／時間よりも多い大麻植物、例えば約８トン（メトリックトン）／時間よりも多い大麻植物、例えば約１０トン（メトリックトン）／時間よりも多い大麻植物、例えば約１２トン（メトリックトン）／時間よりも多い大麻植物、例えば約１４トン（メトリックトン）／時間よりも多い大麻植物を処理することが可能となる。ある応用例では、例えば、このプロセス及びシステムは、単一のプロセスラインを用いて、約１２トン（メトリックトン）／時間～約２５トン（メトリックトン）／時間まで処理することができるものである。

図１では、本開示によるプロセスの１つの例示的な実施形態を示している。本開示のプロセスは、ヘンプまたは大麻植物の任意の部分を処理することができるが、ある実施形態のプロセスでは、植物材料全体を処理するように設計されている。例えば、一実施形態では、大麻植物またはヘンプ植物のベールが処理施設に搬入される（移動式ユニットも可能である）。大麻植物全体には、例えば、茎（ｓｔａｌｋ）、葉、つぼみ、花、及び植物の他の部分が含まれる。

ある態様では、ヘンプまたは大麻植物は、少なくとも部分的に乾燥されている。例えば、本開示に従って処理されるヘンプ植物の含水量は、一般に約１９％未満、例えば約１７％未満、例えば約１５％未満、例えば約１３％未満、例えば約１１％未満であってもよい。含水量は、一般に約５％よりも多く、例えば、約８％よりも多い。このプロセス及びシステムは、より高い含水量の植物を処理してもよいが、必要に応じて、含水量レベルが比較的高い場合、植物はプロセスを実施する前に乾燥プロセスを実施してもよい。植物は、屋外に配置するか、比較的穏やかな温度、例えば約９０℃未満の温度、例えば約８０℃未満の温度、一般的には約４０℃以上の温度、例えば６０℃以上の温度でオーブンを通して供給することにより、乾燥してもよい。

スターティングプランツの大麻植物材料が、図１に示すようにベールの形態である場合、プロセス及びシステムは、ベールオープナー（ｂａｌｅ ｏｐｅｎｉｎｇ ａｐｐａｒａｔｕｓ）１０を含んでいてもよい。一般に、任意の適切なベールオープナー１０を用いてもよい。ある態様では、例えば、ベールオープナー１０は、大麻植物のベールを受けるための入力コンベヤを含んでいてもよい。コンベヤは、回転可能なドラムを含む可動スパイクデバイスにベールを搬送してもよい。必要に応じて、ベールオープナー１０は、下流の処理システムに入る前に植物を事前に粉砕するための粉砕装置を含んでいてもよい。

大麻植物のベールを開いた後、大麻植物材料を、図１に示すように、第１のハンマーミル１２に供給する。ハンマーミル１２は、特に、植物全体を受け入れるように設計されている。より具体的には、ハンマーミル１２は、大麻植物の茎（ｓｔａｌｋ）だけでなく、葉、つぼみ、及び他の部分も受けるように構成されている。

ハンマーミル１２は、一般に、シェル内に含まれる回転ドラムを含む。回転ドラムは、回転ドラムの表面に分散して配置されている複数のハンマーを含む。ある実施形態では、各ハンマーは、ドラムに回転可能に取り付けられていてもよい。さらに、ドラムはハウジングに囲まれている。例えばハンマーミル１２は、スクリーンで囲まれたドラムを含んでいてもよい。

大麻草全体を、回転ドラム及びスクリーンの間のハンマーミル１２に供給する。植物材料をハンマーミル１２に投入すると、ドラムのハンマーが外側に回転し、植物材料をスクリーンに接触させる。このようにして、ハンマーミル１２は植物を粉砕し、それを様々な成分に分離する。より具体的には、第１のハンマーミル１２は、大麻材料ストリーム１４及び繊維材料ストリーム１６を生成する。大麻材料ストリーム１４は、ハンマーミル１２のスクリーンを通してろ過される大麻植物材料を含む。一方、繊維材料ストリーム１６は、スクリーンを通してろ過されず、代わりに下流に供給される植物材料となる。

大麻材料ストリーム１４は、一般に、大麻植物に含まれる葉、茎（ｓｔｅｍ）、つぼみ、花、及びその他のより脆弱な材料を含む。大麻材料ストリーム１４はまた、大麻の茎（ｓｔａｌｋ）の部分を含んでいてもよい。例えば、大麻の茎（ｓｔａｌｋ）には、木質の柔らかい芯を繊維で囲んだものを含み、これは一般的に靭皮繊維と呼ばれる。繊維を囲むコアの材料は、一般的にハード及び／またはシーブと呼ばれる。繊維は一般に茎（ｓｔａｌｋ）の約１８重量％～約３５重量％、より詳細には茎の約２２重量％～約２８重量％を構成している。その他の部分はハードである。剥皮プロセスでは、通常、繊維とハードをできるだけ早く、効率的に分離することを目的かつ目標とする。一方、本開示によれば、大麻植物に含まれるハードを、プロセス全体にわたって注意深く制御し、操作する。例えば、繊維ストリームにおいて、ハードが望ましくないだけでなく、大麻材料ストリーム１４においても望ましくないことがある。ハードに含まれるカンナビノイドなどの化学成分は、一般的に、葉やつぼみ、花よりも少なくなっている。本開示は、ハードが最終製品の品質を低下させることなく、非常に高速かつ効率的な方法で複数の製品を製造するために、ハードを様々なストリームに分離することに関する。

これに関して、第１のハンマーミル１２は、ハードの一部が大麻材料ストリーム１４に投入され、ハードの大部分が繊維材料ストリーム１６中の繊維と共に残るように作動する。その結果として、ある態様において、本開示は、最終製品のストリームに悪影響を及ぼすことなく、最大限に効率化できるような方法でハードを分画するプロセスに関する。例えば、大麻材料ストリーム１４は、一般に、約２重量％よりも多い量、例えば約４重量％よりも多い量、例えば約６重量％よりも多い量、例えば約８重量％よりも多い量で、かつ、一般に、約２０重量％未満の量、例えば約１７重量％未満の量、例えば約１５重量％未満の量、例えば約１３重量％未満の量、例えば約１２重量％未満の量、例えば約１０重量％未満の量、例えば約８重量％未満の量でハードを含む。他方、繊維材料ストリーム１６は、一般に、約２０重量％～約５５重量％の量のハードを含み、それらの間の全ての重量％における、１重量％刻みの値を含む。例えば、繊維材料ストリーム１６は、約２５重量％よりも多い量、例えば約３０重量％よりも多い量、例えば約３５重量％よりも多い量、かつ、一般に約５０重量％未満の量、例えば約４５重量％未満の量でハードを含んでいてもよい。

図１に示すように、第１のハンマーミル１２による処理の後、次いで、繊維材料ストリーム１６を、任意に、第１のスクリーニング装置１８に供給してもよい。繊維材料ストリーム１６を、流動空気をキャリアガスとして用いて、第１のスクリーニング装置１８に供給してもよい。スクリーニング装置１８は、繊維材料ストリーム１６から微粉または小粒子を分離する１以上のふるいを含む。分離は、比較的高いガス速度で発生することがある。本明細書で用いる場合、スクリーニング装置は、より小さな粒子をより大きな粒子から分離するための任意の適切な装置であってもよい。スクリーニング装置は、空気などの高速流体が、異なる材料を分離するための１以上のスクリーンに衝突する装置を含んでいてもよい。あるいは、スクリーニング装置は、遠心力を用いて作動させることができる。さらに他の実施形態では、スクリーニング装置は、スクリーン、例えばメッシュもしくはふるいのような透過性バリアを通して材料を分離させる撹拌または振とう運動を使用して作動させてもよい。第１のスクリーニング装置１８は、大麻材料ストリーム１４と組み合わせて抽出可能な大麻製品２２を形成することができる小粒子ストリーム２０を生成する。

第１のハンマーミル１２による処理の後、及び任意に第１のスクリーニング装置１８による処理の後、次いで、抽出可能な大麻製品２２を収集し、その化学成分について処理してもよい。一方、ある態様では、抽出可能な大麻製品２２のためのより多くの材料を収集するために、繊維材料ストリーム１６をさらに処理してもよい。

例えば、図１に示すように、ある実施形態では、第１のスクリーニング装置１８から排出される繊維材料ストリーム１６を、第２のハンマーミル２４に供給してもよい。例えば、繊維材料ストリーム１６を、第２のハンマーミル２４に重力供給してもよい。第２のハンマーミル２４は、大麻繊維からハードを除去するため、並びに／または大麻繊維を葉、花及びつぼみなどの抽出可能な大麻材料からさらに分離するために、繊維材料ストリーム１６をさらに分離するように設計されている。ある態様において、第２のハンマーミル２４はより大きなモータを含み、繊維材料ストリーム１６に、第１のハンマーミル１２が付加するエネルギーよりも多くのエネルギーを与えてもよい。その他にも、第２のハンマーミル２４は、第１のハンマーミル１２と同様に動作し、回転ドラムに取り付けられた複数の回転ハンマーを含んでいてもよい。繊維材料ストリーム１６に、第２のハンマーミル２４に投入し、ハウジングに対するエネルギーを受けさせることにより、繊維を材料ストリームに含まれる他の材料から分離する。

第２のハンマーミル２４に含まれる回転ドラムを、植物材料を植物繊維から分離するためのスクリーンによって取り囲んでもよく、あるいは代替的に、孔を有しないハウジングによって取り囲んでもよい。例えば、図１に示すようなある態様では、別個の副産物のストリームを作成することなく、単一の繊維材料ストリーム１６のみが第２のハンマーミル２４から排出される。

図１に示すように、ある実施形態では、第２のハンマーミル２４から排出される繊維材料ストリームを、次いで、第２のスクリーニング装置２６に供給してもよい。例えば、繊維材料ストリーム１６を、第２のスクリーニング装置２６に空気供給してもよい。第２のスクリーニング装置２６は、大麻繊維を他の植物材料から分離し、小粒子ストリーム２７を形成するように設計されてもよい。必要に応じて、小粒子ストリーム２７を抽出可能な大麻製品２２に添加してもよい。

抽出可能な大麻製品２２は、本プロセスによって製造される最初の製品である。抽出可能な大麻製品は、一般に、植物の細片と微粉を組み合わせたブレンドを含む。微粉は、小粒子ストリーム２０から排出されるものでも、あるいは、第１のハンマーミル１２から排出されるものであってもよい。植物の細片は、第１のハンマーミル１２から排出された製品である。

抽出可能な大麻製品に含まれる細片は、比較的広いサイズ分布にわたって不規則なサイズを有していてもよい。細断片の少なくともいくつかは、約１．５ｃｍよりも大きく、かつ、一般に約８ｃｍ未満の最大寸法を有し、それらの間の全ての寸法における、０．５cm刻みの値を含む。細片は、例えば約２ｃｍよりも大きく、例えば約３ｃｍよりも大きく、例えば約４ｃｍよりも大きく、かつ、一般に約６ｃｍ未満、例えば約５ｃｍ未満の最大寸法を有していてもよい。

抽出可能な大麻製品２２に含まれる他の材料の量と比較した場合の微粉の量は、供給材料及びプロセスの条件に応じて変化することがある。一般に、抽出可能な大麻製品は、約１０重量％～約９０重量％までの量の微粉を含んでいてもよく、それらの間のすべての重量％における、５％刻みの値を含む。例えば、抽出可能な大麻製品２２は、約１０重量％よりも多い量、例えば約１５重量％よりも多い量、例えば約２０重量％よりも多い量、かつ、一般に約７０重量％未満の量、例えば約５０重量％未満の量、例えば約４０重量％未満の量、例えば約３０重量％未満の量の微粉を含んでいてもよい。

代替の実施形態では、第１のスクリーニング装置から排出された微粉は、抽出可能な大麻製品２２と組み合わせられることはない。本実施形態では、微粉の量を最小限に抑えるように抽出可能な大麻製品２２を収集してもよい。例えば、抽出可能な大麻製品２２は、ある態様において、微粉を約１０重量％未満の量、例えば約８重量％未満の量、例えば約６重量％未満の量、例えば約４重量％未満の量、例えば約２重量％未満の量、例えば約１重量％未満の量で含んでいてもよい。

抽出可能な大麻製品には、大麻の葉、大麻のつぼみ、及び／または大麻の花を含む。上述したように、抽出可能な大麻製品は、製品の品質及び大麻植物材料から抽出可能な成分を除去する能力に大きな影響を及ぼさないような量の大麻のハードも含む。例えば、抽出可能な大麻製品２２は、通常、約２重量％～約１５重量％の量のハードを含んでいてもよく、それらの間の全ての重量％における、１重量％刻みの値を含む。一般に、抽出可能な大麻製品は、約１２重量％未満の量、例えば約１０重量％未満の量のハードを含む。

本開示のプロセスを通じて、抽出可能な大麻製品２２は、化学成分を除去するための抽出プロセスへの後の処理に適していることがわかった。例えば、大麻植物は、痛みの緩和のために用いられる様々なカンナビノイドを含む。本開示に従って、抽出可能な大麻製品２２は、抽出プロセスにおいてカンナビノイドを放出するのに特に適している。

大麻植物に含まれるカンナビノイドには、カンナビジオール（ＣＢＤ）及びテトラヒドロカンナビノール（ＴＨＣ）がある。大麻に含まれるＴＨＣは、脳内の特定の受容体に作用し、多幸感やリラックスした状態に導く。一方、ＣＢＤも脳内の痛覚受容体と相互作用するが、ＴＨＣのような多幸感は生じさせない。一般的に、大麻草やインド麻など、ほとんどの大麻植物は、比較的高いレベルのＣＢＤを含んでいる。一方、工業用ヘンプは、ＣＢＤを十分に含んでいるが、一般的にＴＨＣの含有量は少ない。例えば、工業用ヘンプは、典型的には、０．３重量％未満の量しかＴＨＣを含んでいない。いずれの植物も、植物材料からＣＢＤ及び／またはＴＨＣを除去するために、本開示に従って処理することができる。

例えば、本開示に従って収集された抽出可能な大麻製品２２は、ＣＢＤを約２重量％よりも多い量、例えば約５重量％よりも多い量、例えば約１０重量％よりも多い量、例えば約１５重量％よりも多い量、かつ、一般に約２５重量％未満の量、例えば約２０重量％未満の量で含んでいてもよい。抽出可能な大麻製品２２は、一実施形態では、ＴＨＣを０．３重量％未満の量で含んでいてもよい。代替の実施形態では、抽出可能な大麻製品２２は、ＴＨＣを約８重量％よりも多い量、例えば約１０重量％よりも多い量、例えば約１２重量％よりも多い量、例えば約１５重量％よりも多い量、かつ、一般に約３５重量％未満の量、例えば約３０重量％未満の量、例えば約２５重量％未満の量でＴＨＣを含んでいてもよい。

ＴＨＣとＣＢＤに加えて、大麻植物には他の様々なカンナビノイドを含むことがある。例えば、大麻に含まれる他のカンナビノイドとしては、カンナビクロメン、カンナビノール、カンナビゲロール、テトラヒドロカンナビバリン、カンナビジバリン、カンナビジオール酸、他のカンナビジオール誘導体、他のテトラヒドロカンナビノール誘導体などが挙げられる。これらのカンナビノイドのいずれか及びすべてを、必要に応じて本開示の抽出可能な大麻製品２２から得てもよい。

任意の適切なプロセスを用いることにより、抽出可能な大麻製品２２から様々な化学成分を得ることができる。ある態様では、抽出可能な大麻製品２２は、必要に応じてさらに粉砕またはサイズ調整してもよい。次いで、抽出可能な大麻製品２２を、流体抽出プロセスなどの抽出プロセスに供してもよい。一般に、抽出を実施するために、典型的には液体状態である適切な流体を、植物材料に抽出溶媒として用いる。例えば、まず、抽出可能な大麻製品２２を水と接触させ、次いで、適切な装置内で一緒に混合することにより抽出溶媒と接触させてもよい。次いで、大麻植物材料から所望の成分を含有するキャリア液を除去し、最終製品に変換する。

適切な抽出プロセスには、液－液抽出を含むか、または、超臨界流体抽出を含んでいてもよい。さらに他の態様では、従来の溶媒抽出を実施してもよい。抽出可能な大麻製品２２は、ＣＢＤオイル、ＴＨＣオイル、または他の任意のカンナビノイド抽出物を製造するのに特に適していることが判明している。

第２のスクリーニング装置２６から排出される繊維材料ストリーム１６は、一般に、有用な繊維製品と合わせると、非常に多くの量のハードを含む。抽出可能な大麻製品２２を繊維材料ストリーム１６から分離した後、次いで、繊維が他の植物材料から実質的にまたは完全に分離された繊維トウを収集するために、繊維材料ストリーム１６をさらに処理してもよい。ある態様では、例えば、繊維材料ストリームをさらに分離し、繊維を他の植物材料から分離するために、繊維材料ストリーム１６を、１以上のハンマーミルに供給してもよい。例えば、繊維材料ストリームを、単一のハンマーミル及び／またはスクリーニング装置を通して供給してもよく、または、例えば大麻繊維を収集するために、複数のハンマーミルを用いるなど、１以上のハンマーミルを通して供給してもよい。

例えば、図２では、本開示によるプロセスのある実施形態を示し、繊維材料ストリーム１６を、繊維製品を製造するための２つのハンマーミル装置にさらに供給している。例えば、図２に示すように、繊維材料ストリーム１６を、第３のハンマーミル３２に供給する。第３のハンマーミル３２は、ハードから大麻繊維をさらに分離するように設計されている。例えば、第３のハンマーミル３２は、スクリーンを含むハウジングによって取り囲まれた回転ドラムに取り付けられた複数の回転ハンマーを含んでいてもよい。ハードなどのより小さな粒子は、スクリーンを通過し、シーブ材料ストリーム３４を形成する。

次いで、繊維材料ストリームを、第３のハンマーミル３２から第３のスクリーニング装置３６に供給してもよく、そこでさらに小さな粒子を除去して、シーブ材料ストリーム３８を形成してもよい。図２に示す実施形態では、第３のスクリーニング装置３６から排出された繊維材料ストリームを、その後、第４のハンマーミル４０に供給する。第４のハンマーミル４０は、植物繊維からハード及び他の植物物質を除去するために繊維材料ストリームをさらに分離し、追加のシーブ材料ストリーム４２を形成してもよい。繊維材料ストリーム１６を、第４のハンマーミル４０から、任意に、第４のスクリーニング装置４４に供給してもよい。ある態様では、第４のスクリーニング装置４４は、植物繊維から可能な限り多くの植物物質を除去するために繊維材料ストリーム１６を攪拌する振とう装置であってもよい。例えば、第４のスクリーニング装置４４は、別のシーブ材料ストリーム４６をさらに形成してもよい。

図２に示すように、シーブ材料ストリーム３４、３８、４２及び４６を組み合わせることにより、シーブ製品２８を形成及び収集してもよい。一方、第４のスクリーニング装置から排出される繊維材料ストリーム１６から、繊維トウ製品３０を形成してもよい。

繊維トウ製品３０は、本質的に大麻繊維のみを含んでいてもよく、及び、複数の異なる用途のために結束して販売してもよい。繊維トウ製品３０は、例えば、ハードを１０重量％未満の量、例えば約８重量％未満の量、例えば約４重量％未満の量、例えば約２重量％未満の量、例えば約１重量％未満の量で含んでいてもよい。例えば、大麻繊維は、織物用途、ロープの製造、他の材料の補強などに用いられる。

一方、シーブ製品２８は、一般にハード及び他の植物質を含む。シーブ製品２８は、動物の寝床や、油の吸収材などに用いられる。

プロセス中に、様々な他のデバイスを用いて、様々な材料の収集を容易にするのに役立ててもよい。例えば、ある態様では、微粉を収集して、それらを他の製品のストリームと組み合わせるためにバグフィルターを用いてもよい。

本開示のプロセス及びシステムを通じて、大麻植物全体を、廃棄物を発生させることなく、少なくとも３つの異なる有用な製品に加工及び変換することができる。このプロセス及びシステムにより、ＣＢＤなどのカンナビノイドを豊富に含む、抽出可能で独特な大麻製品を得るための非常に迅速かつ効率的な方法が可能となる。このようにして、ＣＢＤを豊富に含む製品を非常に高いスループットで生産及び収集することができる。さらに、ＣＢＤを豊富に含む製品が製造されるだけでなく、大麻や麻の繊維が分離及び結束され、様々かつ有用な用途に用いることが可能である。

本発明のこれら並びに他の修正及び変形は、添付の特許請求の範囲により詳細に記載される本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、当業者によって実施され得る。さらに、様々な実施形態の態様は、全体的または部分的に交換可能であることを理解されたい。さらに、当業者であれば、前述の説明が単なる例であり、本発明を限定することを意図していないことを理解するであろう。

Claims (21)

1. 細片及び微粉がブレンドされた大麻材料であって、
   前記細片及び前記微粉は大麻の葉、大麻のつぼみ、及び大麻のハードを含み、
   前記大麻のハードは、約２重量％～約１５重量％であるように構成される、植物製品。
2. 前記大麻のハードが、約３重量％よりも多い量、例えば約５重量％よりも多い量、例えば約８重量％よりも多い量、かつ、一般に約１３重量％未満の量、例えば約１１重量％未満の量で製品中に含まれる、請求項１に記載の植物製品。
3. 前記大麻材料のいずれもが抽出されていない、請求項１または２に記載の植物製品。
4. 前記大麻材料がインド麻植物材料を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の植物製品。
5. 前記大麻材料が０.３％未満の重量のテトラヒドロカンナビノールを含有する大麻草植物原料を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の植物製品。
6. 前記細片が、約１．５ｃｍよりも大きい、例えば約２ｃｍよりも大きい、かつ、約８ｃｍ未満、例えば約６ｃｍ未満の最大寸法を有する植物片を含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の植物製品。
7. 前記細片が約３０重量％～約９０重量％の量で含まれ、前記微粉が約１０重量％～約７０重量％の量で含まれる、請求項１～６のいずれか一項に記載の植物製品。
8. 水分を約２０重量％未満の量、例えば約１５重量％未満の量、例えば約１２重量％未満の量、例えば約１０重量％未満の量、例えば約８重量％未満の量で含有する、請求項１～７のいずれか一項に記載の植物製品。
9. 前記大麻材料が、約２重量％よりも多い量、かつ、約２０重量％未満の量で１以上のカンナビノイドを含有する、請求項１～８のいずれか一項に記載の植物製品。
10. 大麻植物を処理するための方法であって、
    切断及び乾燥した前記大麻植物を第１のハンマーミルに供給するステップと、
    約２０重量％～約５５重量％の大麻のハードを含む繊維材料ストリーム、かつ、約２重量％～約１５％重量の前記大麻のハードを含み、さらに大麻の葉、大麻のつぼみ、並びに前記大麻のハードを含む細片及び微粉を含む大麻材料ストリームを形成するべく、ヘンプ植物を剥皮するステップと、
    前記大麻材料ストリームを収集するステップと、
    前記繊維材料ストリームを第２のハンマーミルに供給するステップと、
    前記大麻のハード及び前記細片及び前記微粉を除去して繊維トウを形成するべく、前記繊維材料ストリームをスクリーニングするステップと、
    約１０重量％未満の量の前記大麻のハードを含む前記繊維トウを束ねるステップとを有する方法。
11. 切断及び乾燥した前記大麻植物を、１時間当たり約５トンよりも多く、例えば８トンよりも多く、例えば１０トンよりも多く、例えば１２トンよりも多く処理する、請求項１０に記載の方法。
12. 乾燥した前記大麻植物がベールの形態であり、切断及び乾燥した前記大麻植物を前記第１のハンマーミルに供給する前に、前記ベールをバラバラにするステップをさらに含む、請求項１０または１１に記載の方法。
13. 剥皮した前記ヘンプ植物を、前記繊維材料ストリーム及び前記大麻材料ストリームを形成するための前記第１のハンマーミルに供給する間またはその後に、スクリーニング装置に供給する、請求項１０～１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記繊維材料ストリームから除去された前記大麻のハード及び前記細片を収集してシーブ製品を形成する、請求項１０～１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記大麻材料ストリームから１以上のカンナビノイドを抽出するステップをさらに含む、請求項１０～１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記大麻植物がインド麻材料を含む、請求項１０～１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 乾燥した前記大麻植物が、０．３重量％未満量のテトラヒドロカンナビノールを含有する大麻草植物材料を含む、請求項１０～１５のいずれか一項に記載の方法。
18. 前記大麻材料ストリームが、約７重量％～約１２重量％の前記大麻のハードを含み、
    前記繊維材料ストリームが、約３２重量％～約４９重量％の前記大麻のハードを含む、請求項１０～１７のいずれか一項に記載の方法。
19. 前記繊維材料ストリームを、前記第２のハンマーミルに重力供給する、請求項１０～１８のいずれか一項に記載の方法。
20. 前記繊維材料ストリームをスクリーニングするためのスクリーニング装置に空気搬送する、請求項１０～１９のいずれか一項に記載の方法。
21. 前記繊維材料ストリームをさらにバラバラにし、かつ前記繊維材料ストリームを前記大麻のハード及び前記微粉から分離するために、前記繊維材料ストリームを、第３のハンマーミルに供給し、次いで、第４のハンマーミルにさらに供給する、請求項１０に記載の方法。

Images