Wie funktionieren die Verfahren der CO2-Extraktion für CBD (Cannabidiol)?

CO2-Extraktion: CBD wird als Wirkstoff gerade in den letzten Jahren immer beliebter. Die Zahl der Personen, die es direkt mit einem Rauschmittel in Verbindung bringen nimmt ab und es gewinnt zunehmend an Akzeptanz. Wer sich etwas genauer mit der Materie beschäftigt weiß, dass CBD kaum bzw. keinerlei psychoaktive Wirkung hat und daher unbedenklich für medizinische Zwecke genutzt werden kann.

Erste Versuche, CBD aus der Hanfpflanze herauszulösen

Wie funktionieren die Verfahren der CO2-Extraktion für CBD (Cannabidiol)?
Wie funktionieren die Verfahren der CO2-Extraktion für CBD (Cannabidiol)?

Bekannt ist CBD vor allem für seine krampflösende Wirkung. Es entspannt den Körper und kann so Schmerzen lindern. Das kommt vor allem Patienten mit Epilepsie oder Migräne zugute. Zudem wirkt es entzündungshemmend und trägt dazu bei, dass vor allem Sportverletzungen schneller heilen können.

Es kann sogar Depressionen mindern, da es den Serotoninspiegel im Körper ansteigen lässt. Außerdem bringt es die Zellerneuerung und damit den Stoffwechsel in Schwung und macht wacher und aktiver. Das liegt unter anderem daran, dass CBD dazu beiträgt, dass der Organismus besser mit Sauerstoff versorgt werden kann.

Doch wie genau wird es aus der Hanfpflanze gewonnen, sodass es beispielsweise in Öl weiterverarbeitet werden kann?

Um das CBD zu extrahieren, müssen alle Inhaltsstoffe der Hanfpflanze voneinander getrennt werden. Das geschieht mithilfe von CO2 und zwar im Zuge einer sogenannten CO2-Extraktion. Im Grunde bedeutet das, dass aus einem Rohstoff bestimmte Wirkstoffe herausgezogen werden.

Bereits im Jahr 1879 hat man damit angefangen, nach Verfahren zu suchen, wie genau die CO2-Extraktion durchgeführt werden könnte. Damals mangelte es allerdings an Möglichkeiten, diese auch praktisch umzusetzen.
In den 1980er Jahren war es dann endlich so weit, dass diese Extraktion fortan für industrielle Zwecke genutzt werden konnte.

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Typen der CO2-Extraktion

Bei der CO2-Extraktion unterscheidet man in zwei Verfahren – das unter- und das überkritische.

Für die unterkritischen Extraktion wird flüssiges CO2 verwendet, das eine vergleichsweise niedrige Temperatur und geringen Druck aufweist. Daher gilt dieses Verfahren als besonders schonend. In Folge dessen dauert es allerdings auch länger, denn es werden 10 bis 40 Durchgänge benötigt. Hinzu kommt, dass komplexe Moleküle wie z.B. Wachse nicht gleich gelöst werden können. Daher ist auch der Ertrag des unterkritischen Verfahrens nicht sehr hoch.

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Beim überkritischen Verfahren wird der Druck des CO2 auf etwa 74 bar und dessen Temperatur auf ca. 31 °C erhöht. Somit verdichten sich dessen Moleküle und es bedarf gerade einmal 3 bis 10 Extraktionsdurchgänge, um das CBD aus dem Hanf herauszulösen.

Generell ist also festzuhalten, dass der Wirkstoff umso schneller extrahiert werden kann, je höher Druck und Temperatur des CO2 sind, denn das Massetransportverhältnis wird so beschleunigt.
Allerdings ist auch zu beachten, dass stärkere Lösungsmittel weniger selektieren. Es kann also passieren, dass noch andere Moleküle extrahiert werden, die eigentlich unerwünscht sind.
Nichtsdestotrotz ist das überkritische Verfahren das, was am häufigsten verwendet wird, da es nun einmal die ertragreichere Variante ist.

Wie genau funktioniert die überkritische CO2-Extraktion?

Im Großen und Ganzen unterscheidet man während der überkritischen CO2-Extraktion in zwei Schritte – dem Herauslösen des CBD aus dem Hanf und dessen Trennung vom als Lösungsmittel verwendeten CO2.

Doch bevor die Extraktion begonnen werden kann, muss die Pflanze decarboxyliert werden. Auf diesem Weg werden die Cannabinoide, die bislang inaktiv waren, mithilfe von Wärmeenergie aktiviert. Des Weiteren muss der Pflanze möglichst viel Flüssigkeit entzogen werden, da sich sonst bei der Zufuhr von CO2 Kohlensäure bilden könnte.

Nun kann Schritt Nummer 1 beginnen. Dafür wird CO2 in flüssiger Form in eine Extraktionskammer gepumpt. Dort werden der gewünschte Druck und die Temperatur erzeugt. Nun kommt die Hanfpflanze hinzu. Das CO2 beginnt umgehend damit, unter anderem die Cannabinoide aus ihr herauszulösen.

In Schritt Nummer 2 wird das verwendete CO2 wieder von den Stoffen, die es gelöst hat, getrennt. Dazu wird alles in eine Separationskammer übergeleitet. Das CO2 wird darin gasförmig und kann sich so vom Rest trennen. Es wandert weiter in einen Kondensator und die separierten Stoffe können entnommen werden.

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Häufig wird noch eine weitere Extraktion mithilfe von Alkohol durchgeführt. Er wird mit dem bereits separierten Extrakt in einer Extraktionskammer zusammengeführt und erhitzt. Im Anschluss wird das Gemisch 48 h lang tiefgekühlt. So werden alle Stoffe des Extrakts, die unerwünscht sind, herausgezogen.

Die überkritische CO2-Extraktion wird von der Food and Drug Administration in Amerika als völlig sicher eingestuft. Im Vergleich zu anderen Lösungsmitteln, wie beispielsweise Ethanol, ist CO2 nicht brennbar und kommt auch noch der Umwelt zugute. Der Stoff entsteht in Unmengen als Nebenprodukt der Industrie, ist also günstig und kann auf diese Weise weiterverwendet werden. Außerdem benötigt das Verfahren nicht viel Energie, da lediglich Druck und Temperatur erhöht werden müssen.

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Autor: Sophie Nalah

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