Super critical Co2 Fluid Extraction คือการสกัดสารสำคัญจากพืชสมุนไพรใช้ก๊าซ carbon dioxide (CO₂)

Super critical Co2 Fluid Extraction  คือการสกัดสารสำคัญจากพืชสมุนไพรใช้ก๊าซ carbon dioxide (CO₂) ที่ความดันมากกว่า 300 เท่าของชั้นบรรยากาศ และ ที่อุณหภูมิเหมาะสม ประมาณ 30°C ซึ่งทำหน้าที่คล้ายกับการสกัดด้วยตัวทำละลาย การใช้อุณหภูมิที่ต่ำนั้นจะทำให้สารสำคัญ (active ingredients) ยังคงอยู่และไม่ถูกทำลาย มีความใกล้เคียงกับสารที่มีอยู่ในธรรมชาติ เพราะเหตุนี้จึงทำให้สารที่สกัดด้วยกรรมวิธีนี้ยังคงคุณสมบัติของพืชนั้นๆ 100% และปราศจากสารปนเปื้อนของตัวทำละลาย (solvent) ที่ใช้ในการสกัด ขั้นตอนวิธีการสกัดโดยใช้ supercritical CO₂ จึงนับว่าเป็นวิธีการสกัดที่ให้สารสกัดจากธรรมชาติมากที่สุด เหมาะสำหรับการสกัดสารสำคัญต่างเช่น ขมิ้นชัน  งาขี้ม้อน กัญชา จมูกข้าว วิตามิน

เครื่องสกัดสารด้วยของไหลเหนือจุดวิกฤต (Supercritical Fluid Extractor) ลักษณะทั่วไป เป็นเครื่องสกัดสารด้วยของไหลคาร์บอนไดออกไซค์ที่อยู่ในสภาวะเหนือจุควิกฤติ (Supercritica] fuid) โดยคาร์บอน ไดออกไซค์เป็นสารสกัด สารในสภาวะที่มีอุณหภูมิและความดันเหนือจุดวิกฤต จะมี สมบัติในการซึมผ่านของแข็งได้เหมือนแก๊ส สามารถละลวยสาร ได้เหมือนของเหลว และสามารถใช้ตัว ทำละลายอินทรีย์ร่วมในการสกัดได้ นอกจากนี้ยังสามารถนำมาใช้ในการสกัดน้ำมันและน้ำหอมระเหย จากพืชสมุนไพร สกัดสารให้กถิ่น รส สี และสกัดสารสำคัญจากวัตถุดิบได้หลากหลายในระดับ Lab scale  

Solvent Extraction เครื่องสกัดสารสำคัญ ประเภทสกัดด้วยตัวทำละลายประเภท organic solvent เช่น Ethil alcohor , Hexcene  ด้วยการแช่ หมัก หรือด้วยการไหลผ่านของตัวทำละลาย มีขนาดตั้งแต่ 20-3000 ลิตร  ออกแบบการทำงาน ด้วยระบบที่สามารถใช้ได้กับตัวทำละลายที่ไวต่อการติดไฟ ทั้งอุปกรณ์ไฟฟ้าเช่น มอเตอร์ ปั้มดูดจ่าย  ตู้ควบคุมการทำงาน น้ำสารสกัดที่ได้จะถูกนำไปแยกเอาตัวทำละลายออกให้เข้มข้น ด้วยเครื่อง Evaporator การสกัดด้วยตัวทำละลาย (Solvent Extraction) คือการแยกสารโดยอาศัยหลักการละลายระหว่างตัวทำละลายกับสารสำคัญใน สมุนไพร ทั้งนี้จะอาศัยหลักการของการละลายความมีขั้ว (Polarity) ของทั้งตัวทำละลายและสารสำคัญ โดยสาร สำคัญจะสามารถละลายในตัวทำละลายได้ก็ต่อเมื่อความเป็นขั้วของตัวสารสำคัญกับตัวทำละลายมีค่าใกล้เคียงกัน (Like Dissolves Like) คือตัวถูกละลายที่มีขั้วจะละลายในตัวทำละลายที่มีขั้วเพราะแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลมีขั้ว เป็นแรงไดโพล-ไดโพล (Dipole-Dipole) ในทางตรงข้ามตัวถูกละลายที่ไม่มีขั้วจะละลายในตัวทำละลายที่ไม่มีขั้ว เพราะแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลไม่มีขั้วเป็นแรงแวนเดอวาลส์ (Van der Waals Force) เหมือนกัน วิธีการนี้จะนิยมใช้สกัดสีจากธรรมชาติในสมุนไพร สกัดน้ำมันหอมระเหย เป็นวิธีการที่ประหยัดและ ปลอดภัย วิธีนี้จะควบคุมอุณหภูมิให้อยู่ในช่วงไม่เกิน 50 ๐ C ซึ่งเมื่อเปรียบเทียบกับการกลั่นที่ต้องใช้อุณหภูมิสูงทํา ให้องค์ประกอบทางเคมีเปลี่ยนแปลงและมีกลิ่นผิดไปจากธรรมชาติได้ วิธีการสกัดโดยใช้ตัวทําละลายจึงถูกนำมาใช้ ในทางอุตสาหกรรม แต่ต้นทุนการผลิตสูงกว่าการกลั่น (1) ประเภทของการสกัดด้วยตัวทำละลาย การสกัดด้วยตัวทำละลายมีหลายวิธี เช่น วิธีการหมัก (Maceration) วิธีการหมักแบบต่อเนื่ อง (Percolation) การสกัดแบบใช้คลื่นเสียง (Ultrasonic extraction) การสกัดด้วยคลื่นไมโครเวฟ (Microwave extraction) เป็นต้น 

Heat Extraction เป็นการสกัดสารสำคัญจากพืชสมุนไพรนโดยใช้น้ำเป็นตัวทำละลาย ใช้วิธีต้มด้วยความร้อน โดยให้น้ำร้อนทำการชะสารเอาสำคัญออกมาจากสมุนไพร ตัวเครื่องออกแบบให้เป็นการสกัดแบบไหล สามารถทำการสกัดได้ยาวนานโดยที่ตัวทำละลายไม่สูญหายไป น้ำสารสกัดที่ได้จะถูกนำไปแยกเอาตัวทำละลายออกให้เข้มข้น ด้วยเครื่อง Evaporator

การสกัดแยกสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพและวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมี จากสมุนไพร  การสกัดสารสำคัญจากพืชทำได้หลายวิธีขึ้นอยู่กับชนิดของสารสกัด  คุณสมบัติของสารในการทนต่อความร้อน  ชนิดของตัวทำละลายที่ใช้  ซึ่งแต่ละวิธีมีข้อดีและข้อจำกัด  วิธีเหล่านี้ได้แก่      การหมัก (Maceration) เป็นวิธีการสกัดสารสำคัญจากพืชโดยวิธีหมักสมุนไพรกับตัวทำละลายในภาชนะปิด เช่น  ขวดปากกว้าง  ขวดรูปชมพู่ หรือโถถังเสตนเลส  เป็นต้น  ทิ้งไว้  7  วัน  หมั่นเขย่าหรือคนบ่อยๆ  เมื่อครบกำหนดเวลาจึงค่อยๆ รินเอาสารสกัดออก  พยายามบีบเอาสารละลายออกจากกาก (marc)  ให้มากที่สุด รวมสารสกัดที่ได้นำไปกรอง  การสกัดถ้าจะสกัดให้หมดจด  (exhausted) อาจจำเป็นต้องสกัดซ้ำหลาย ๆ ครั้ง วิธีนี้มีข้อดีที่สารไม่ถูกความร้อน  แต่เป็นวิธีที่สิ้นเปลืองตัวทำละลายมาก     การไหลซึม (Percolation) เป็นวิธีการสกัดสารที่สำคัญแบบต่อเนื่องโดยใช้เครื่องมือที่เรียกว่า percolation  นำผงสมุนไพรมาหมักกับสารละลายพอชื้นทิ้งไว้  1  ชม.  เพื่อให้พองตัวเต็มที่แล้วค่อยๆ บรรจุทีละน้อยเป็นชั้นๆ ลงใน  percolator เติมตัวทำละลายลงไปในระดับตัวทำละลายสูงเหนือสมุนไพร (solvent  head) ประมาณ 0.5 ซม. ทิ้งไว้  24  ชม.  จึงเริ่มไขเอาสารสกัดออก  โดยค่อยเติมตัวทำละลายเหนือสมุนไพรอย่าให้แห้ง  เก็บสารสกัดจนสารสกัดสมบูรณ์บีบกากเอาสารสกัดออกให้หมด  นำสารสกัดที่เก็บได้ทั้งหมดรวมกันนำไปกรอง     การสกัดด้วย Soxhlet  extractor  เป็นวิธีการสกัดแบบต่อเนื่อง  โดยใช้ตัวทำละลายซึ่งมีจุดเดือดต่ำ  การสกัดทำได้โดยใช้ความร้อนทำให้ตัวทำละลายใน  flask  ระเหยไป  แล้วกลั่นตัวลงใน  thimble  ซึ่งบรรจุสมุนไพรไว้   เมื่อตัวทำละลายใน   extracting  chamber  สูงถึงระดับ  สารสกัดจะไหลกลับลงไปใน  flask  ด้วยวิธีการ  กาลักน้ำ  flask  นี้ได้รับความร้อนจาก  heating  mantle  หรือหม้ออังไอน้ำ   ตัวทำละลายจึงระเหยไป   ทิ้งสารสกัดไว้ใน  flask  ตัวทำละลายเมื่อกระทบ  condenser  จะกลั่นตัวกลับลงมาสกัดใหม่วนเวียนเช่นนี้จนกระทั่งการสกัดสมบูรณ์  การสกัดด้วยวิธีนี้ใช้ความร้อนด้วย  จึงอาจทำให้สารเคมีบางชนิดสลายตัว  Liquid-liquid Extraction  เป็นการสกัดสารจากสารละลายซึ่งเป็นของเหลวลงในตัวทำละลายอีกตัวหนึ่ง  ซึ่งไม่ผสมกับตัวทำละลายชนิดแรก  แบ่งเป็น  2  ชนิดคือ Extractant  lighter  เป็น  liquid-liquid extractor  ซึ่งตัวทำละลายที่ใช้สกัดเบากว่าตัวทำละลายที่ใช้ละลายสาร Reffinate  lighter  เป็น  liquid-liquid  extractor  ซึ่งตัวทำละลายที่ใช้สกัดหนักกว่าตัวทำละลายที่ใช้ละลายสาร     Supercritical  fluid  extraction  ที่จุดซึ่งอุณหภูมิและความดันเหมาะสม  สารที่อยู่ในภาชนะจะไม่กลั่นตัว  (condense)  หรือไม่ระเหย  แต่อยู่ในลักษณะเป็นของเหลว  เรียกสภาวะนี้ว่า  critical  state  เช่น  carbondioxide มี critical state    ที่ 1oC และ 72.9 atm/7.39 MPa ในทางปฏิบัติถ้าสารอยู่เหนือ  critical  temperature  และ  pressure  สารจะอยู่ในสภาวะที่มีคุณสมบัติระหว่างของเหลว และก๊าซ  จึงทำให้สามารถกระจายตัวได้ดี เช่น ก๊าซ และละลายสารได้ดี เช่น ของเหลวจึงทำให้สามารถสกัดสารออกจากพืชได้ดีกว่าปกติ  ก๊าซที่ใช้ในการสกัดสารจากพืชที่ นิยมกัน คือ CO2  ซึ่งเมื่อสกัดสารเรียบร้อยแล้ว  การเปลี่ยนสภาวะอุณหภูมิ และแรงดัน จะทำให้  CO2  เปลี่ยนเป็นก๊าซ  ทิ้งสารสกัดไว้  ข้อดี คือ ทำให้ลดมลภาวะจากตัวทำละลายอินทรีย์  และลดอันตรายที่เกิดจากตัวทำละลายอินทรีย์ต่อสุขภาพ   เช่น   คลอโรฟอร์ม  แต่จะมีข้อจำกัดคือเหมาะสำหรับสารไม่มีขั้ว   การจะเพิ่มความมีขั้วขึ้น  ทำได้โดยเติมเมธานอลลงไปผสมด้วย   นอกจากนี้แล้ว  CO2  ที่บริสุทธิ์ในบ้านเรายังมีราคาแพง   และการสกัดสารสกัดเบื้องต้น  มักมี resin ซึ่งอาจจะตกตะกอน และอุดตันที่ช่องที่สารสกัดจะไหลออกมา   แม้จะมีการแก้ปัญญาโดยใช้ความร้อนช่วยก็ตาม ในทางอุตสาหกรรมจึงจำเป็นต้องออกแบบให้เหมาะสมกับการสกัดสารแต่ละชนิด 

 Ultrasonic Extraction เครื่องสกัดสารสำคัญจากพืชสมุนไพร ด้วยคลื่นความถี่สูง ระดับ 20Khz คลื่นความถี่สูงนี้จะส่งผ่านน้ำเพื่อไปกระทบกับผนังเซลส์ของสมุนไพรให้เปิด และน้ำจะเป็นตัวทำละลายสารดังกล่าว ระบบการสกัดด้วยคลื่นความถี่นี้ เหมาะกับสมุนไพรที่สารสำคัญสามารถสูญเสียไปกับความร้อนได้ เนื่องจากระบบการสกัดนี้ไม่ใช้ความร้อนในการสกัดเลย ซึ่งระหว่างการสกัดจะมีความร้อนเกิดขึ้นไม่เกิน 45 องศาเซลเซียส ซึ่งเกิดจากการที่คลื่นเสียงวิ่งผ่านน้ำเท่านั้นเอง น้ำสารสกัดที่ได้จะถูกนำไปแยกเอาตัวทำละลายออกให้เข้มข้น ด้วยเครื่อง Evaporator เป็นการสกัดด้วยคลื่นความถี่สูงอัลตราโซนิค เพื่อไปกระทบกับผนังเซลส์ของสมุนไพรให้แตกออกซึ่งเป็นเทคนิคที่ไม่ใช้ความร้อนช่วยให้สารสกัดยังคงคุณภาพและไม่สูญเสียคุณภาพของสมุนไพรเป็นเทคโนโลยีที่ประหยัดพลังงาน 

การสกัดด้วยคลื่นความถี่สูงอัลตราโซนิค เพื่อให้คลื่นไปกระทบกับผนังเซลส์ของสมุนไพรให้แตกออก สารสกัดยังคงคุณภาพเหมือนเดิม การสกัดอัลตราโซนิกของสมุนไพรอายุรเวช สมุนไพรและเครื่องเทศมีสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจํานวนมากซึ่งใช้เป็นยาและ therapeutics ในการปฏิบัติอายุรเวท Ultra sonication เป็นเทคนิคการสกัดที่เหนือกว่าในการผลิตสารสกัดคุณภาพสูง ข้อดีของการสกัดด้วยคลื่นอัลตราโซนิกคือผลผลิตที่สูงมากการสกัดอย่างรวดเร็ว ได้สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่ไม่เสียหาย ข้อดีของการสกัดด้วยอัลตราโซนิก ช่วยให้สามารถควบคุมพารามิเตอร์ sonication ได้อย่างแม่นยำ (เช่นความกว้าง อุณหภูมิความดัน ความเข้ม) เพื่อให้แน่ใจว่าสารสกัดไม่ได้ถูกย่อยสลายในระหว่างขั้นตอนการสกัด ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการสกัดและการเตรียมยา สารชีวเคมีที่ปล่อยออกมาจากอัลตราซาวด์มีคุณภาพสูงและแสดงถึงความสามารถในการใช้ประโยชน์ได้อย่างพิเศษ การสกัดด้วยเทคนิคนี้ช่วยเพิ่มผลผลิตและลดเวลาในการสกัด

Laboratory Extraction เครื่องสกัดสารขนาดเล็กสำหรับห้องปฏิบัติการ มีทั้งเครื่องสกัด มีทั้งเครื่องสกัดแบบ Solvent extraction, Heat extraction, Ultrasonic Extraction, Super critical Co2 Fluid Extraction  ขนาดตั้งแต่ 0.5 ลิตร ไปจนถึง 20 ลิตร