AI कैसे मूल्यवान पौधे यौगिकों के निष्कर्षण को बदल सकता है

मनुष्य को ज्ञात सबसे प्राचीन दवा पौधे थे जिनमें सक्रिय यौगिक होते हैं जो दर्द को कम करने, बुखार घटाने, रोगों से लड़ने आदि में मदद करते हैं। आज तक, फ़ार्माकोबोटनी आधुनिक चिकित्सा का एक बहुत महत्वपूर्ण क्षेत्र है, और दुर्लभ अणु नियमित रूप से सामान्य और कम सामान्य पौधों में पाए जाते हैं ताकि नई उपचार विकसित किए जा सकें।

एक समस्या यह है कि ये यौगिक चिकित्सीय रूप से शक्तिशाली हो सकते हैं लेकिन पौधे में बहुत कम मात्रा में होते हैं, या पौधा उगाना कठिन होता है। दोनों ही मामलों में, इसका मतलब है कि परिणामी दवा बहुत महंगी हो सकती है, विशेष रूप से जब इच्छित यौगिक को रासायनिक रूप से संश्लेषित करने का कोई व्यावहारिक तरीका न हो।

इस प्रकार, पौधों से सक्रिय अणुओं के निष्कर्षण को अनुकूलित करने वाला कोई भी सुधार आर्थिक और चिकित्सीय दोनों ही दृष्टिकोण से बड़े प्रभाव डाल सकता है।

इरानी शोधकर्ताओं की एक टीम, जो इस्लामिक आज़ाद विश्वविद्यालय, तरबियात मोदारेस विश्वविद्यालय और इस्फ़हान विश्वविद्यालय ऑफ़ टेक्नोलॉजी में कार्यरत हैं, ने सुपरक्रिटिकल CO2 के साथ मूल्यवान यौगिकों के निष्कर्षण को अनुकूलित करने के लिए AI का उपयोग किया है। उन्होंने अपने निष्कर्ष CO2 Utilization¹ में प्रकाशित किए, शीर्षक “Sustainable CO₂-based process intensification for the extraction of Nepeta crispa essential oil using ultrasound-assisted supercritical CO₂: Optimization and machine learning modeling” के तहत।

पौधे की फार्माकोपिया का निष्कर्षण

जड़ी-बूटियों और सुगंधित पौधों की विस्तृत विविधता, जो अपनी मूल्यवान गुणों और लाभों के कारण, मुख्यतः उनके आवश्यक तेलों को समर्पित है, ने औषधीय, खाद्य, सौंदर्य, पेंट और रासायनिक उद्योगों में व्यापक अनुप्रयोग पाए हैं। आवश्यक तेल अस्थिर घटक होते हैं जो जटिल रासायनिक मिश्रणों से बने होते हैं और विभिन्न प्रकार के अणुओं को शामिल करते हैं।

पौधों से आवश्यक तेलों के निष्कर्षण के पारंपरिक तकनीकें, जैसे हाइड्रोडिस्टिलेशन, स्टीम डिस्टिलेशन, और जैविक सॉल्वेंट-आधारित निष्कर्षण, कई अंतर्निहित सीमाओं से ग्रस्त हैं:

• जैविक सॉल्वेंट के उपयोग से निकाले गए उत्पादों में संभावित संदूषण।
• बाद में सॉल्वेंट को हटाने की आवश्यकता।
• सॉल्वेंट की विषाक्तता और ज्वलनशीलता।
• स्वीकार्य उपज प्राप्त करने के लिए उच्च संचालन लागत और महत्वपूर्ण ऊर्जा इनपुट।

हाल के वर्षों में, अल्ट्रासाउंड-सहायता निष्कर्षण (UAE) ने अपनी श्रेष्ठ परिणामों (उपज, सॉल्वेंट उपयोग, गति) के कारण बहुत ध्यान आकर्षित किया है, जो ध्वनिक कैविटेशन के माध्यम से पौधे की कोशिका दीवारों को तोड़ता है और जैव सक्रिय यौगिकों और आवश्यक तेलों की रिहाई को सुगम बनाता है।

इसी बीच, सुपरक्रिटिकल फ्लूइड्स (SCFs), विशेष रूप से सुपरक्रिटिकल कार्बन डाइऑक्साइड (SC-CO₂) पर ध्यान देते हुए, पारंपरिक निष्कर्षण माध्यमों के प्रभावी विकल्प के रूप में लगातार मान्यता प्राप्त कर रहे हैं।

एक सुपरक्रिटिकल फ्लूइड वह रासायनिक पदार्थ है जिसे उस बिंदु से ऊपर दबाव दिया जाता है जहाँ तरल और गैस चरण स्पष्ट रूप से नहीं रहते। इसलिए यह तकनीकी रूप से एक गैस है, लेकिन अधिकांशतः एक तरल की तरह कार्य करता है।

CO2 के लाभों में इसकी विस्फोटक नहीं होना, विषरहित होना, कम लागत, ज्वलनशील नहीं होना और जंग नहीं लगना शामिल हैं। यह जैव सक्रिय यौगिकों की प्राकृतिक अखंडता को भी संरक्षित करता है और दबाव एवं तापमान के सटीक नियंत्रण के माध्यम से उच्च चयनात्मकता प्रदान कर सकता है।

सुपरक्रिटिकल CO2-आधारित निष्कर्षण का अनुकूलन

सुपरक्रिटिकल CO2 के साथ निष्कर्षण की वास्तविक दक्षता कई कारकों पर निर्भर करती है, जिसमें दबाव, निष्कर्षण समय, कोसॉल्वेंट मात्रा, तापमान, कण आकार, और CO₂ की प्रवाह दर शामिल हैं। इसलिए, किसी विशेष पौधे में किसी विशिष्ट यौगिक के लिए आदर्श विन्यास खोजना काफी कठिन हो सकता है और अब तक यह विज्ञान के साथ-साथ कला भी रहा है।

सांख्यिकीय और गणितीय मॉडल मदद कर सकते हैं, लेकिन उन्हें व्यावहारिक रूप से डिजाइन करना जटिल होता है।

ऐसी विधि को अनुकूलित करने के लिए, शोधकर्ताओं ने ANFIS (एडैप्टिव न्यूरो-फज़ी इन्फरेंस सिस्टम) नामक मशीन लर्निंग एल्गोरिद्म और पार्टिकल स्वॉर्म ऑप्टिमाइज़ेशन (PSO) एल्गोरिद्म का उपयोग किया।

CO2 और AI के साथ निष्कर्षण को परिपूर्ण बनाना

पौधे का चयन और परीक्षण

नेपेटा क्रिस्पा को शोधकर्ता द्वारा परीक्षण के लिए चुना गया पौधा था। विभिन्न नेपेटा प्रजातियों में एंटीबैक्टीरियल, एंटीवायरल और एंटीफंगल प्रभाव जैसे व्यापक जैविक गतिविधियों की श्रृंखला पाई जाती है। पारंपरिक चिकित्सा में, N. crispa को खांसी रोकने, स्पास्म रोकने, मूत्रवर्धक, पसीना बढ़ाने, अस्थमा-रोधी, गर्भधारण को उत्तेजित करने और शांत करने वाले उपचार के रूप में उपयोग किया गया है।

स्रोत: WorldPlant

शोधकर्ता इस पौधे से सक्रिय यौगिकों के निष्कर्षण की तुलना 3 विभिन्न तरीकों से करते हैं:

• इष्टतम स्थितियों में SC-CO₂
• हाइड्रोडिस्टिलेशन
• अल्ट्रासोनिक-सहायता निष्कर्षण

19 रासायनिक यौगिक पहचाने गए, जो निकाले गए कुल आवश्यक तेलों के 97-99% बनाते हैं, जिसमें सुपरक्रिटिकल CO2 सबसे उत्पादक विधि थी, लगभग पूर्ण निष्कर्षण उपज के साथ। सभी तकनीकों में आवश्यक तेलों की समग्र संरचना और गुणात्मक प्रोफ़ाइल तुलनीय थी।

स्रोत: CO2 Utilization

AI मॉडल का निर्माण और परीक्षण

विभिन्न विन्यासों में विभिन्न प्रकार और संख्या के इनपुट वेरिएबल्स (तापमान, दबाव, द्रव्यमान प्रवाह दर, और कोसॉल्वेंट मात्रा) शामिल थे, जहाँ ANFIS ने न्यूरो-फज़ी सिस्टम को अनुकूलित करने के लिए बैकप्रोपेगेशन और हाइब्रिड एल्गोरिद्म का उपयोग किया।

स्रोत: CO2 Utilization

समग्र रूप से, तापमान का निष्कर्षण पर बहुत कम प्रभाव पड़ा, जबकि दबाव और CO2 प्रवाह दर अधिक महत्वपूर्ण थे, और कोसॉल्वेंट (एथेनॉल) का जोड़ भी महत्वपूर्ण था।

यह जांचने के लिए कि सुपरक्रिटिकल CO2 निष्कर्षण की भविष्यवाणी करने वाला मॉडल सटीक था या नहीं, वैज्ञानिकों ने इसे कई प्रयोगों के विरुद्ध परीक्षण किया। प्रत्येक मामले में, उपज निष्कर्षण की भविष्यवाणी लगभग पूरी तरह से प्रयोगात्मक परिणामों से मेल खाती थी।

प्रक्रिया के लिए इष्टतम संचालन स्थितियों में 34 MPa का दबाव, 112 °F / 44.8 °C का तापमान, 1.1 g/min का द्रव्यमान प्रवाह दर, और 370 µL का कोसॉल्वेंट आयतन पाया गया।

संसाधन उपयोग का भविष्य

यह अध्ययन कई उदाहरणों में से एक है कि कैसे अपेक्षाकृत सरल AI सिस्टम भी विशेष अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण उपयोग के लिए प्रयोग किए जा सकते हैं। उदाहरण के तौर पर, इस मामले में, पौधों से चिकित्सीय अणुओं के निष्कर्षण का अनुकूलन, संभावित रूप से नई या सस्ती उपचारों की ओर ले जा सकता है, साथ ही नवीकरणीय और गैर-प्रदूषक संसाधनों का उपयोग करके संसाधन निष्कर्षण के पर्यावरणीय प्रभाव को कम करता है।

जैसे-जैसे ये सिस्टम स्केल होते हैं, आर्थिक लाभ केवल वनस्पति निष्कर्षण से आगे बढ़कर औद्योगिक गैस आपूर्तिकर्ताओं, प्रक्रिया-इंजीनियरिंग फर्मों, स्वचालन प्रदाताओं, और AI कंपनियों के लिए अवसर पैदा कर सकते हैं जो निर्माताओं को लागत कम करने और उत्पादन क्षमता सुधारने में मदद करती हैं।

सुपरक्रिटिकल CO2 का उपयोग भी अधिकाधिक होने की संभावना है, उदाहरण के तौर पर, चीन में क्रांतिकारी “Chaotan One” सुपरक्रिटिकल CO2 टरबाइन परीक्षण, जो पारंपरिक सुपरक्रिटिकल स्टीम को CO2 से बदलकर टरबाइन की ऊर्जा उत्पादन को मूल रूप से सुधारता है।

CO2 औद्योगिक अनुप्रयोगों में निवेश

Linde Plc

Linde दुनिया की सबसे बड़ी औद्योगिक गैस कंपनियों में से एक है, प्रतिस्पर्धियों जैसे Air Products and Chemicals (APD ) (उस कंपनी पर हमारी रिपोर्ट के लिए लिंक का अनुसरण करें) के साथ, जिसकी 2025 में बिक्री लगभग $34 बिलियन थी। यह 1879 में जर्मनी में स्थापित हुई और 2018 में इस क्षेत्र के एक अन्य दिग्गज, Praxair, के साथ विलय किया।

आज, Linde वायुमंडल से निकाली गई शुद्ध गैसों, जिसमें दुर्लभ गैसें शामिल हैं, के साथ-साथ LNG (हीलियम), हाइड्रोकार्बन (इथिलीन, प्रोपेन, CO, CO2) जैसी उद्योगों द्वारा उत्पन्न गैसों और हाइड्रोजन उत्पादन में सक्रिय है।

स्रोत: Linde

बिक्री भौगोलिक रूप से अमेरिकास (45% बिक्री) और EMEA क्षेत्र (25%) द्वारा प्रमुखता से नियंत्रित है। चूँकि लगभग हर औद्योगिक प्रक्रिया को इन गैसों की आवश्यकता होती है, Linde का ग्राहक आधार बहुत विविध है, जिसमें सबसे बड़े उद्योग रसायन एवं ऊर्जा (21% बिक्री), विनिर्माण (21%), स्वास्थ्य देखभाल (17%), और खनन (13%) हैं।

गैस और ग्राहक के आधार पर, Linde या तो इन गैसों का उपयोग करके सीधे औद्योगिक साइट पर उत्पादन करता है या केंद्रीकृत सुविधाओं में बनाकर उन्हें अंतिम उपयोगकर्ता तक पहुंचाता है।

स्रोत: Linde

औद्योगिक गैसें एक ऐसा क्षेत्र है जहाँ पैमाना एक स्थायी प्रतिस्पर्धात्मक लाभ है, क्योंकि यह कंपनी को विश्वसनीयता (तेज़ डिलीवरी, प्रतिक्रियाशील आपूर्ति) की प्रतिष्ठा बनाने और बड़े उत्पादन मात्रा और विस्तृत वितरण नेटवर्क के माध्यम से पूंजी लागत और अनुसंधान एवं विकास खर्च को कम करने में मदद करता है।

ग्रीन हाइड्रोजन और कार्बन कैप्चर दोनों कंपनी के लिए वैश्विक औद्योगिक उत्पादन वृद्धि से अधिक वृद्धि के अवसर हैं, क्योंकि ये इसे ऊर्जा क्षेत्र में विस्तार के नए मंच प्रदान करते हैं।

स्रोत: Linde

नवीनतम Linde (LIN) स्टॉक समाचार और विकास

उद्धृत अध्ययन

^{1. Mitra Amani, Nedasadat Saadati Ardestani, Seyyed Mohammad Ghoreishi.सतत CO₂-आधारित प्रक्रिया तीव्रता के लिए नेपेटा क्रिस्पा आवश्यक तेल के निष्कर्षण में अल्ट्रासाउंड-सहायता सुपरक्रिटिकल CO₂ का उपयोग: अनुकूलन और मशीन लर्निंग मॉडलिंगजर्नल CO2 Utilization. 10 जुलाई 2026. लेख: 103519. खंड: खंड 110. 10.1016/j.jcou.2026.103519}