2025년 추출 기술: 탄화수소 vs CO2 vs 에탄올 추출

추출 공정은 일반적으로 탄화수소, 초임계 CO2 및 에탄올과 같은 용매를 사용하여 다양한 대마 추출물을 제조하는 데 활용됩니다. 이 세 가지 공정 모두에서 사용되는 용매는 대마 식물 재료와 혼합되어 그 안에 들어 있는 활성 성분이 용해되도록 합니다. 이후 대마 오일은 잔류 용매와 분리됩니다.

가장 우수한 추출 방법은 무엇인가? 대마 성분(및 테르펜) 추출의 세 가지 방법은 비용 효율성, 절차, 제품, 안전성 등과 관련하여 요구 사항이 서로 다르며, 또한 추출물의 특성도 다르다. 대마 추출에 가장 적합한 방법은 예산과 목표에 따라 결정된다.

탄화수소 추출

대마의 탄화수소 추출 방법은 원료의 처리량 및 SKUs 측면에서 가장 동적인 방법이다. 보다 정확히 말하면 식물로 분류된(산업용 대마가 아닌) 대마에 가장 널리 사용된다.

탄화수소 추출을 수행하기 위해:

트림(trim), 체분(sift), 신선 냉동 상태(fresh frozen) 또는 건조 꽃(dried flower) 형태의 어떤 원초 대마라도 추출 컬럼(column)에 넣는다.

활성 화합물은 부탄 또는 프로판 중 하나 혹은 여러 경질 탄화수소를 식물 재료에 통과시켜 용해시킵니다. 정의에 따르면 BHO 추출은 부탄을 사용하여 수행됩니다. BHO는 부탄 해시 오일(Butane Hash Oil)의 약어입니다. 프로판은 PHO("프로판 해시 오일") 제작에 사용됩니다.

잔류 용매는 진공 상태에서 대마유에서 제거됩니다. 일부에서는 낮은 품질의 트림(trim)이나 색이 바랜 바이오매스를 진공 정제하기 전에 선택적으로 건식 숙성(CRC)이라는 색상 개선 공정을 거치기도 합니다.

사용 사례

탄화수소 대마유는 생꽃(fresh frozen flower)을 사용하는 라이브 레진(live resin), 왁스(wax), 크럼블(crumble), 배더(badder) 및 버더(budder) 추출물, 고테르펜 추출물, THCA, 다이아몬드 및 소스(sauce), THC 증류물 등 다양한 SKUs(재고 관리 단위)를 생성합니다.

탄화수소 추출의 장점

• 탄화수소 추출의 신선한 원료는 가장 수익성이 높은 최종 제품인 라이브 레진을 생산합니다.
• 모든 유형의 원료와 함께 탄화수소 추출이 가능합니다.
• 탄화수소 추출에 사용되는 장비는 설치 비용이 더 저렴합니다. 그러나 일루미네이티드 익스트랙터(Illuminated Extractors)가 제작한 폐쇄 루프 방식의 고품질 추출 시스템을 선택해 투자하는 것이 좋습니다.

탄화수소 추출의 단점

• 기술적으로 매우 철저한 퍼지(purge) 절차를 거쳐도 부탄 PPM(백만 분율)이 극소량 남아 있게 되며, 이는 꽃을 라이터로 태울 때보다는 적은 수준입니다. 퍼지 과정은 매우 중요합니다.
• 탄화수소를 이용해 얻은 용매는 매우 인화성이 높습니다. 해당 작업은 반드시 C1D1 인증이 된 공간에서 진행되어야 하며, 충분한 안전 교육과 표준 운영 절차가 필요합니다.

탄화수소 추출 효율 향상 방법

추출 대상 식물 재료를 추출 컬럼에 넣기 전에 바이오매스 감소 과정을 거치면, 탄화수소 추출 공정이 크게 용이해집니다.

바이오매스 감량화는 액체 질소를 통해 제공되는 영하 온도에서 건조되거나 신선 냉동된 바이오매스를 동결한 다음, 드럼 내에서 200 메시(mesh) 또는 400 메시 스크린을 사용하여 바이오매스를 회전시키는 과정을 의미합니다. 이 과정을 통해 작은 입자들이 메시를 통과해 나가지만 식물성 물질의 상당 부분은 드럼 안에 남게 됩니다.

트리코ーム은 또한 더 효과적인 추출을 위해 탄화수소 추출 컬럼에 압축될 수 있으며, 나머지 식물 부분은 에탄올 시스템을 통해 가공되고 정제되어 증류물을 얻을 수 있습니다.

우리는 나란히 배치한 실험을 통해 The Original Resinator XLS Pro와 액체 질소를 이용한 바이오매스 감량화가 전체 식물 재료를 사용하는 방식과 비교했을 때 용매 사용량의 최소 80% 절감, 노동 시간의 85% 감소, 그리고 수율의 평균 7.48% 증가라는 결과를 보였습니다(바이오매스 감량화 및 탄화수소 추출 백서의 세부 사항 참조).

시간이 지난 후 탄화수소 추출 과정에서 발생하는 절감액은 상당합니다.

탄화수소 추출에 대한 핵심 요점

탄화수소 추출은 현재 가장 인기 있는 대마초 추출 기술 중 하나로, 저렴한 가격, 높은 생산 속도, 입력물과 출력물에 대한 유연성 등의 이유로 각광받고 있습니다. 추출 장비 제조업체들도 라이브 레진(Live Resin)과 같은 오일 수지(Oleoresin)를 제조할 수 있는 고부가 제품 생산이 가능하다는 점에서 이를 선호합니다.

탄화수소 추출 공정 이전에 생체량 감소(Biomass Reduction)를 수행하면 탄화수소 사용량을 줄여 공정 효율성을 크게 향상시킬 수 있으며(따라서 탄화수소 교체 비용도 절감됨), 노동 비용 또한 일부만으로도 수익성을 개선할 수 있습니다.

CO2 추출

합법적인 대마초 산업 초기에는 이산화탄소 추출 방식이 매우 유명했지만, 보다 우수한 기술이 등장하면서 그 인기가 줄어들고 있습니다.

초임계 이산화탄소(CO2 추출)는 압축된 이산화탄소를 사용하여 대마의 활성 성분을 추출하는 공정입니다. 초임계 상태(액체와 기체 사이의 상태)의 이산화탄소는 대마 식물을 통과할 때 화학 용매와 같은 효과를 냅니다. 추출을 용이하게 하기 위해 일반적으로 물을 첨가합니다. 이후 추출물은 탈용매공정을 거쳐 이산화탄소가 깨끗하게 증발되어 분리됩니다.

사용 사례

CO2 추출법은 주로 건조한 산업용 대마 또는 가지치기 잔여물을 가공하여 베이프(vaporizer)에서 사용할 수 있는 THC 또는 CBD 오일을 얻는 데 적용됩니다.

CO2 추출의 장점

• 초임계 CO2 추출은 대규모 및 고속 처리가 가능합니다.
• CO2 추출은 화학 용매가 추출 후에도 원료에 잔류할 가능성이 없어 깨끗한 최종 제품을 제공합니다.
• 대마 추출 과정에서는 온도와 압력을 조절함으로써 정확한 특정 화합물을 선택적으로 추출할 수 있습니다.
• CO2 추출 후에는 매우 적은 양의 후속 처리만 필요로 한다.

CO2 추출의 단점

• CO2 추출은 건조한 물질에 대해서만 작동하며, 대부분 마리화나 또는 대마 잎 조각을 사용하기 때문에 탄화수소 또는 용매 제거 방식만큼 다양한 용도를 가지지는 못한다.
• CO2 추출 장비는 구입 비용이 매우 비싸며 운영에도 많은 에너지를 소비하기 때문에 운영 비용 역시 높다.
• 매우 높은 압력을 사용하므로 작업자 안전을 보장하기 위해 적절한 안전 예방 조치를 취하는 것이 필수적이다. 탄화수소 추출과 마찬가지로 LPG를 이용한 추출 역시 체계적으로 수행된다면 안전하다.

CO2 추출에 대한 핵심 요약

CO2 추출의 큰 장점은 최종 제품이 매우 깨끗하여 잔류 용매의 우려가 없는 다른 용매 기반 추출 방식과 달리 안정적이라는 점입니다. 하지만 초기 설치 비용, 에너지 소비량 그리고 원료에 대한 적응성 부족으로 인해 합법 대마 산업 초기 시절만큼 인기가 없습니다.

에탄올 추출

에탄올 추출(알코올 용매)은 높은 처리 능력과 인간 및 환경 건강에 상대적으로 낮은 영향으로 인해 여전히 널리 사용되고 있습니다. "그린 서클(Green Circle)" 인증을 획득함 환경보호청(EPA)에 의해 "실험적 및 모델링 데이터를 기반으로 위해성이 낮은 것으로 확인된 화학물질"로 인정받았다는 의미입니다.

비교하자면, 부탄 역시 녹색 원 표시가 있고 프로판은 녹색 반원 표시가 있는데, 이는 "추가 데이터가 화학물질의 안전성에 대한 [미국환경보호청(EPA)]의 신뢰를 강화할 것이라는 의미입니다.

에탄올 추출은 여러 가지 방법으로 수행할 수 있습니다:

• 전통적인 마세레이션 방식
• 핫 소크슬레트 추출 방식
• 저온 에탄올 추출
• 원심분리기를 이용한 저온 에탄올 추출

원심분리기를 이용한 저온 에탄올 추출은 오늘날 가장 일반적으로 사용되는 에탄올 추출 방식입니다. 식물 재료를 분쇄한 후 원심분리기에서 차가운 에탄올에 담그고 혼합물을 원심분리기에 넣어 회전시켜 추출된 용액을 수집 용기에 펌프로 옮깁니다. 이후 보통 낙막 증발 방식을 통해 에탄올을 제거합니다.

사용 사례

에탄올 추출은 주로 대량의 산업용 대마 추출 또는 THC 오일 가공에 사용됩니다. 세 가지 방식 중 가장 낮은 품질의 원료는 일반적으로 에탄올 시스템을 통해 처리됩니다. 에탄올 시스템에서 주로 생산되는 SKU는 대량의 원유로서, 이를 다시 정제하여 베이프(vapes), 츄잉(젤리 등), 젤 캡슐, 틴크처(tinctures) 및 외용제(topicals)에 사용하게 됩니다.

에탄올 추출의 장점

• 에탄올 추출 방식은 나열된 모든 방법 중에서 가장 높은 처리 능력을 가지고 있습니다.
• CO2 추출 방식에 비해 에탄올 추출은 전기 소비량이 적어 운영 비용이 저렴하며, 필요한 기계류를 구매 및 설치한 이후에도 확장이 용이합니다.
• 품질이 낮은 대마 원료도 에탄올 추출을 통해 판매 가능한 SKU로 제작할 수 있습니다.
• 에탄올을 이용하면 차가운 추출과 따뜻한 추출 방식 모두로 다양한 종류의 화합물을 식물 원료로부터 추출할 수 있습니다. 차가운 에탄올 추출보다 따뜻한 에탄올 추출에서는 보다 넓은 범위의 화합물을 용해시킬 수 있습니다.

에탄올 추출의 단점

• 대부분의 경우, 에탄올 추출 장비는 매우 비쌉니다.
• 에탄올은 다른 추출 방법보다 더 많은 화합물을 추출합니다. 또한 극성 용매인 염료(예: 클로로필)도 용해시킵니다. 이는 추출자가 생산하려는 제품에 따라 강점 또는 약점이 될 수 있습니다.

에탄올 추출에 대한 핵심 요약

에탄올을 이용한 추출은 대마 식물 중 저품질 부위에서도 수익 창출이 가능한 제품 수율을 높이는 데 매우 유용하고 실용적일 수 있습니다. 그러나 용매의 낮은 선택성으로 인해 대마에 포함된 다양한 화합물들이 함께 용해되므로 추가 가공 과정이 많이 필요합니다.

대마 추출 사업에 새로 진입하는 사람들에게 초기 설비 비용이 부담스러울 수 있습니다. 하지만 전기 사용 비용이 CO₂ 초임계 추출 방식에 비해 저렴하다는 점에서 어느 정도 상쇄될 수 있습니다.

하이드로카본, CO₂, 에탄올 추출의 공통점

탄화수소, 이산화탄소 및 에탄올 추출을 포함한 이러한 모든 공정은 대마의 유효 성분을 추출하기 위해 용매를 사용하는 것을 수반합니다. 상기 세 가지 유형의 추출 공정은 모두 어느 정도의 안전 위험을 수반하며, 적어도 감독자 또는 관리자의 형태로 스마트 관리와 경험을 갖춘 작업자에 의해서만 운영되어야 합니다.

용매 추출의 세 가지 기술적 장점은 잘 알려져 있습니다. 선택성(selectivity)은 사용되는 용매의 종류, 온도 및 압력의 영향을 받습니다. 최고의 결과를 얻기 위해서는 이러한 모든 추출 방법들이 실험과 경험을 필요로 합니다.