Extraktionstechniken im Jahr 2025: Kohlenwasserstoffe vs. CO2 vs. Ethanol-Extraktion

Eine Extraktion erfolgt typischerweise mit Lösungsmitteln wie Kohlenwasserstoffe, überkritischen CO2 und Ethanol, die zur Herstellung verschiedener Cannabis-Extrakte eingesetzt werden. Bei allen drei Prozessen wird das zu verwendende Lösungsmittel mit Cannabis-Pflanzenmaterial vermischt, damit sich die aktiven Chemikalien lösen können. Das Cannabisöl wird anschließend von seinem Restlösemittel getrennt.

Welche ist die beste Extraktionsmethode? Die drei Verfahren zur Cannabinoid- (und Terpen-) Extraktion unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Voraussetzungen, um kosteneffizient zu sein, sowie in Bezug auf Verfahren, Produkt und Sicherheit unter anderem auch in Hinblick auf die Beschaffenheit der gewonnenen Extrakte. Die für Sie geeignetste Extraktionsmethode hängt von Ihrem Budget und Ihren Zielen ab.

Kohlenwasserstoff-Extraktion

Die Kohlenwasserstoff-Extraktionsmethode bei Cannabis ist bezüglich des eingesetzten Materialvolumens und der Artikelnummern (SKUs) am flexibelsten. Cannabis, genauer gesagt solches, das als Pflanze (nicht Hanf) klassifiziert wird, wird am häufigsten verwendet.

Um eine Kohlenwasserstoff-Extraktion durchzuführen:

Jede Form von rohem Cannabis (entweder Trim, Sift, frischgefrorene oder getrocknete Blüten) wird in eine Extraktionskolonne gegeben.

Die aktiven Verbindungen werden entweder durch Butan oder Propan aufgelöst, wobei ein oder mehrere leichte Kohlenwasserstoffe durch das Pflanzenmaterial gepresst werden. Per Definition wird die BHO-Extraktion mit Butan durchgeführt. BHO ist die Abkürzung für Butane Hash Oil. Propan wird verwendet, um PHO ("Propane Hash Oil") herzustellen.

Das ungenutzte Lösungsmittel wird unter Vakuum aus dem Cannabisöl abgegeben. Andere führen vor dem Vakuum-Entfernen möglicherweise optional einen Trockenreifungsprozess zur Farbkorrektur (CRC) durch, insbesondere bei sehr minderwertigem Trim oder verblassender Biomasse.

Anwendungsfälle

Hydrocarbon-Cannabisöle ergeben eine breite Palette an SKUs, darunter Live Resin (hergestellt aus frisch gefrorenen Blüten), Wax, Crumble, Badder und Budder, die unter verschiedenen Entfernungspassparametern extrahiert werden, hochterpenhaltige Extrakte, THCA, Diamonds and Sauce sowie THC-Destillat.

Vorteile der Hydrocarbon-Extraktion

• Rohmaterial der Hydrocarbon-Extraktion ergibt das profitabelste Endprodukt, nämlich Live Resin.
• Es ist möglich, die Hydrocarbon-Extraktion mit jedem Typ von Ausgangsmaterial durchzuführen.
• Die Ausrüstung, die bei der Kohlenwasserstoff-Extraktion zum Einsatz kommt, ist eindeutig die kostengünstigere Variante in der Installation. Dennoch sollten Sie sicherstellen, dass Sie in ein hochwertiges Closed-Loop-Extraktionssystem investiert haben, wie es beispielsweise von Illuminated Extractors hergestellt wird.

Nachteile der Kohlenwasserstoff-Extraktion

• Technisch gesehen bleiben selbst bei einem sehr gründlichen Entfernungsvorgang stets winzige Mengen an Butan-PPMs bestehen, wenngleich weniger als beim Rauchen von Blüten mit einem Feuerzeug. Eine sorgfältige Entfernung ist daher unerlässlich.
• Lösemittel, die mithilfe von Kohlenwasserstoffen gewonnen werden, sind äußerst entflammbar. Der Prozess muss in einem lizenzierten C1D1-Raum stattfinden und dort gründlich durchgeführt werden, ergänzt durch umfassende Arbeitssicherheitsschulungen sowie bewährte Verfahrenspraktiken.

So verbessern Sie die Effizienz der Kohlenwasserstoff-Extraktion

Der Extraktionsprozess wird erheblich vereinfacht, wenn vor dem Befüllen des Pflanzenmaterials in die Extraktionskolonne eine Biomasse-Reduzierung vorgenommen wird – dies gilt insbesondere bei der Verwendung von Kohlenwasserstoffen.

Die Biomasse-Reduzierung bedeutet, die getrocknete oder frisch eingefrorene Biomasse bei negativen Temperaturen einzufrieren, welche durch flüssigen Stickstoff bereitgestellt werden, und anschließend die Biomasse in einer Trommel mit einem 200er/400er-Mesh-Sieb rotieren zu lassen. Material dieser Größenordnung passiert das Sieb, während ein großer Teil des Pflanzenmaterials in die Trommel gelangt.

Die Trichome können ebenfalls in der Hydrocarbon-Extraktionskolonne kompaktiert werden, um eine bessere Extraktion zu erreichen, während der Rest der Pflanzen über ein Ethanol-System verarbeitet und weiter aufgearbeitet werden kann, um Destillat zu gewinnen.

Unsere parallel durchgeführten Tests haben gezeigt, dass die Biomasse-Reduzierung unter Verwendung von The Original Resinator XLS Pro und flüssigem Stickstoff mindestens 80 Prozent des benötigten Lösungsmittels einspart, zusätzlich eine Reduktion der Arbeitsstunden um 85 Prozent sowie im Durchschnitt eine Steigerung der Ausbeute um 7,48 Prozent erzielt wird, verglichen mit der Verwendung von gesamtem Pflanzenmaterial (siehe Einzelheiten in unserem Weißbuch zur Biomasse-Reduzierung und Hydrocarbon-Extraktion).

Die Einsparungen im Prozess der Kohlenwasserstoff-Extraktion über einen Zeitraum hinweg sind erheblich.

Wichtige Erkenntnisse zur Kohlenwasserstoff-Extraktion

Die Kohlenwasserstoff-Extraktion ist eine Extraktionstechnik, die aufgrund ihrer niedrigen Kosten, hohen Produktionsraten und Flexibilität bei der Verarbeitung von verschiedenen Ausgangsmaterialien und der Erzeugung unterschiedlicher Produkte momentan eine der beliebtesten Extraktionsmethoden im Cannabisbereich ist. Auch von Extraktoren wird diese Methode geschätzt, da sie hochwertige Produkte ermöglicht, beispielsweise Oleoresine wie Live Resin.

Die Durchführung einer Biomasse-Reduktion vor dem Prozess der Kohlenwasserstoff-Extraktion verbessert die Effizienz des Verfahrens deutlich, da dadurch weniger Kohlenwasserstoff verbraucht wird (und somit geringere Kosten für den Ersatz entstehen). Zudem entstehen nur Bruchteile der Arbeitskosten, was die Profitabilität steigert.

CO2-Extraktion

Zu Beginn der legalen Cannabisindustrie war die Kohlendioxid-Extraktion äußerst beliebt, doch mit Einführung fortschrittlicherer Technologien hat sich diese Beliebtheit verringert.

Überkritisches Kohlendioxid (CO2-Extraktion) ist ein Verfahren zur Extraktion aktiver Cannabiskomponenten mithilfe von pressurisiertem Kohlendioxid. Kohlendioxid im überkritischen Zustand (zwischen flüssig und gasförmig) wird durch das Pflanzenmaterial der Cannabispflanzen geleitet und wirkt dabei wie ein chemisches Lösungsmittel. Um die Extraktion zu vereinfachen, wird üblicherweise Wasser hinzugefügt. Danach erfolgt eine Entfernung des Lösungsmittels, wobei das CO2 sauber verdampft und vom Extrakt getrennt wird.

Anwendungsfälle

CO2-Extraktion wird hauptsächlich bei der Verarbeitung von trockenem Hanf oder Trim angewendet, um THC- oder CBD-Öl zu gewinnen, das in Verdampfern verwendet werden kann.

Vorteile der CO2-Extraktion

• Die überkritische CO2-Extraktion ermöglicht einen großskaligen und effizienten Durchsatz.
• Die CO2-Extraktion liefert ein reines Endprodukt, bei dem keine Rückstände chemischer Lösungsmittel nach der Extraktion verbleiben können.
• Bei der Cannabisextraktion können Extrakteure durch Steuerung von Temperatur und Druck gezielt bestimmte Verbindungen isolieren.
• Nach der Extraktion von CO2 ist nur eine sehr geringe Nachbearbeitung erforderlich.

Nachteile der CO2-Extraktion

• Die CO2-Extraktion funktioniert nur mit trockenem Material und wird in den meisten Fällen daher für Marihuana- oder Hanfschnittreste verwendet. Somit hat sie nicht so viele Anwendungsmöglichkeiten wie die Hydrocarbon- oder lösemittellose Extraktion.
• CO2-Extraktionssysteme sind beim Kauf sowie im Betrieb äußerst kostspielig, da sie viel Energie verbrauchen.
• es wird ein sehr hoher Druck verwendet. Es ist daher notwendig sicherzustellen, dass die entsprechenden Sicherheitsvorkehrungen eingehalten werden, um die Bediener zu schützen. Ähnlich wie bei der Extraktion von Kohlenwasserstoffen ist die Extraktion mit LPG bei ordnungsgemäß durchgeführtem Prozess sicher.

Wichtigste Erkenntnisse zur CO2-Extraktion

Der große Vorteil der CO2-Extraktion ist, dass ihr Endprodukt sehr sauber ist und keine Rückstände von Lösungsmitteln hinterlässt, wie sie bei anderen lösemittelbasierten Extraktionsverfahren auftreten. Sie ist nicht mehr so beliebt wie zu Beginn der legalen Cannabisindustrie, aufgrund der hohen Installationskosten, des erheblichen Energieverbrauchs und der geringeren Anpassbarkeit an das Ausgangsmaterial im Vergleich zu anderen Extraktionsverfahren.

Ethanol-Extraktion

Die Ethanol-Extraktion bleibt aufgrund ihrer hohen Durchsatzkapazität und dem vergleichsweise geringen Einfluss auf die Gesundheit des Menschen sowie der Umwelt weiterhin beliebt. Ethanol (ein Alkohollösungsmittel) wurde von der Environmental Protection Agency eine „Green Circle“-Zertifizierung verliehen durch die das chemische Produkt als „bedenkenlos“ eingestuft wird, basierend auf experimentellen und modellierten Daten.

Zum Vergleich: Butan hat ebenfalls eine grüne Kreisbezeichnung, und Propan hat einen grünen Halbkreis, was bedeutet, dass „zusätzliche Daten die [EPA's] Sicherheit hinsichtlich der Unbedenklichkeit des Stoffes stärken würden.“

Ethanol-Extraktion kann auf verschiedene Arten durchgeführt werden:

• Die traditionelle Mazeration-Methode
• Die heiße Soxhlet-Extraktionsmethode
• Kaltmazeration mit Ethanol
• Kaltmazeration mit Ethanol unter Verwendung einer Zentrifuge

Die Kaltmazeration mit Ethanol unter Verwendung einer Zentrifuge ist heute die am häufigsten verwendete Methode zur Ethanol-Extraktion. Das Pflanzenmaterial wird gemahlen und anschließend in kaltem Ethanol in einer Zentrifuge eingeweicht. Die Mischung wird dann in der Zentrifuge geschleudert, und die extrahierte Lösung wird in ein Sammelgefäß gepumpt. Anschließend wird das Ethanol meist über eine Fallfilmverdampfung entfernt.

Anwendungsfälle

Ethanol-Extraktion wird hauptsächlich für die Großgewinnung von Hanf oder die Verarbeitung von THC-Öl in großen Mengen verwendet. Das qualitativ schlechteste Material aller drei Arten wird in der Regel über Ethanol-Systeme verarbeitet. Die primären Produkte (SKUs), die mit Ethanol-Systemen hergestellt werden, sind Rohöl in großen Mengen, das für die weitere Verwendung in Verdampfern, essbaren Produkten, Kapseln, Tinkturen und topischen Anwendungen weiter raffiniert werden muss.

Vorteile der Ethanol-Extraktion

• Die Ethanol-Extraktionsmethode hat die höchste Durchsatzkapazität aller aufgeführten Methoden.
• Im Vergleich zur CO2-Extraktion verbraucht die Ethanol-Extraktion weniger Strom, wodurch die Betriebskosten niedriger sind und eine Expansion nach Anschaffung und Installation der notwendigen Maschinen einfacher ist.
• Cannabis-Material geringer Qualität kann mit Ethanol extrahiert werden, um handelbare SKUs zu erzeugen.
• Das Pflanzenmaterial kann durch kalte und warme Extraktion mit Ethanol verschiedene Arten von Verbindungen gewinnen. Bei der warmen Ethanol-Extraktion lässt sich eine größere Bandbreite an Verbindungen lösen als bei der kalten Ethanol-Extraktion.

Nachteile der Ethanol-Extraktion

• In den meisten Fällen ist die Ethanol-Extraktionsausrüstung äußerst teuer.
• Ethanol extrahiert mehr Verbindungen als andere Extraktionsmethoden. Da es polar ist, löst es außerdem polare Lösungsmittel wie Chlorophyll. Dies kann je nach den vom Extraktor hergestellten Produkten eine Stärke oder Schwäche darstellen.

Haupterkenntnisse zur Ethanol-Extraktion

Die mittels Ethanol durchgeführte Extraktion kann äußerst nützlich und praktisch sein, um Erträge aus ertragreichen Produkten zu erzielen, die aus der geringen Qualität der Cannabis-Pflanze gewonnen werden. Die geringe Selektivität des Lösungsmittels, das die in der Cannabis-Pflanze enthaltenen Verbindungen löst, bedeutet jedoch, dass umfangreiche Nachbearbeitung erforderlich ist.

Auch Neueinsteiger im Cannabis-Extraktionsgeschäft können die hohen Investitionskosten abschreckend finden. Diese könnten jedoch zumindest durch die im Vergleich zur CO2-Extraktion geringeren Stromkosten teilweise ausgeglichen werden.

Gemeinsamkeiten zwischen Kohlenwasserstoff-, CO2- und Ethanol-Extraktion

All diese Prozesse, die die Gewinnung von Kohlenwasserstoffen, CO2 und Ethanol-Extraktion beinhalten, erfordern ebenfalls den Einsatz von Lösungsmitteln, um die Wirkstoffe im Cannabis auszuwaschen. Alle drei Arten von Extraktionsprozessen bergen gewisse Sicherheitsrisiken und müssen daher zumindest in Form eines Directors oder Managers durch eine Form des intelligenten Managements und erfahrene Mitarbeiter bedient werden.

Die Vorteile der drei Lösungsmittel-Extraktionsverfahren sind gut. Selektivität ist jedoch abhängig vom eingesetzten Lösungsmitteltyp sowie von Temperatur und Druck. Alle diese Extraktionsmethoden benötigen Versuche und Erfahrung, um optimale Ergebnisse zu erzielen.