CO2 ekstrakcija: kā rodas CBD eļļa

31,1 °C un 73,8 bāri: divi skaitļi, kas maina šķīdinātāju

Oglekļa dioksīda kritiskais punkts ir 31,1 °C un 73,8 bāri. Zem šīm vērtībām viela uzvedas paredzami: vai nu kā gāze, vai nu kā zem spiediena saspiests šķidrums. Virs abām vērtībām vienlaikus rodas viens vienots fluīds, kas vairs neietilpst ne vienā, ne otrā aprakstā. Tas izplatās cauri cietam augu materiālam apmēram kā gāze un vielas šķīdina apmēram kā šķidrums [1].

Trešā rinda ir tā, uz kuras stāv visa metode. Un tur slēpjas vēl viena īpašība, kas ražošanā nozīmē visvairāk: superkritiska fluīda blīvumu var noregulēt [1]. Spiediens un temperatūra kopā izšķir divas lietas. Cik daudz viela vispār spēj izšķīdināt, un kurus savienojumus tā paņem. Tāpēc superkritisko oglekļa dioksīdu apraksta kā regulējamu šķīdinātāju, nevis kā vielu ar iepriekš fiksētām īpašībām.

Kāpēc nepietiek ar parasto šķidro oglekļa dioksīdu? Zem 31,1 °C, zem spiediena, tas ir blīvs un šķīdina labi, taču cietā, maltā augu masā iekļūst daudz vājāk [1]. Gāzveida stāvoklī pie apkārtējā spiediena viss ir otrādi: telpu aizpilda pilnībā, bet gandrīz nekā nepaņem līdzi. Superkritiskais stāvoklis abas puses savieno vienā solī.

Skaitļi šajā aprakstā nāk no ķīmijas, ne no reklāmas. Rovetto un Aietas 2017. gada publikācija [1] ir tieši par kanabinoīdu ieguvi no kaņepēm ar superkritisko oglekļa dioksīdu. Otra publikācija, uz kuru šī lapa balstās, apraksta reakciju, kas notiek karstumā [2]. Kaņepju eļļa pilinātāja pudelītē ir šīs ķīmijas gala rezultāts, nevis atsevišķs stāsts.

Maltā masa, tvertne, spiediena nolaišana

Rūpnieciskā daļa ir īsāka, nekā varētu domāt. Deviņi soļi, un neviens no tiem nav noslēpums.

1. Augu materiālu samaļ. Tālāk viss notiek ar cietu masu, un tas ir būtiski: šķīdinātājam caur to jāizspiežas.
2. Malto materiālu ievieto spiediena tvertnē. Tvertni noslēdz.
3. Oglekļa dioksīdu noved virs abām kritiskā punkta vērtībām. Pietiek nokrist zem vienas no tām, un superkritiskā fluīda vairs nav.
4. Fluīdu cirkulē caur materiāla slāni. Difūzija cauri cietajai masai notiek gāzei raksturīgā veidā, bet šķīdināšana šķidrumam raksturīgā veidā [1].
5. Spiedienu un temperatūru izvēlas apzināti. Šie divi parametri kopā nosaka gan šķīdinātspēju, gan savienojumu selektivitāti.
6. Blīvums paliek regulējams visā ciklā [1]. Tāpēc runa ir par vienu vielu vairākos darba režīmos, nevis par vienu nemainīgu recepti.
7. Karstuma klātbūtnē skābie kanabinoīdi pāriet neitrālajā formā. Šo reakcijas detaļu, dekarboksilēšanos, 2016. gadā aprakstīja Vangs un kolēģi [2].
8. Procesa beigās spiedienu nolaiž. Oglekļa dioksīds atgriežas gāzes stāvoklī un atdalās pats, bez atsevišķa attīrīšanas cikla.
9. Tvertnē paliek koncentrēts ekstrakts. Šķīdinātāja atlikums ir nulle, tāpēc nav arī ko vēlāk iztvaicēt vai meklēt.

Pēc tam nāk desmitais solis, kas jau nav ķīmija: ekstraktu sajauc ar nesējeļļu. Tikai tad rodas CBD eļļa tādā formā, kādā to var izmērīt pilinātājā. Divi soļi šajā secībā nes gandrīz visu slodzi. Parametru izvēle tvertnē un spiediena nolaišana beigās. Pirmais nosaka, kas ekstraktā ir. Otrais nosaka, kas tajā nepaliek.

Kāpēc rūpnīcā izvēlas tieši oglekļa dioksīdu

Šķīdinātāja izvēle nav gaumes jautājums. Oglekļa dioksīdam ir dažas ļoti praktiskas īpašības, un tās pašas īpašības paskaidro, kāpēc iekārta izskatās tā, kā izskatās [1].

1. Nedegošs. Liela tvertne zem augsta spiediena ar nedegošu vielu iekšā ir pavisam cits inženiertehnisks uzdevums nekā ar degošu.
2. Pārtikas klases viela [1]. Tā pati klase, ar kuru strādā pārtikas nozare.
3. Tā pati tehnoloģija komerciāli darbojas kafijas pupiņu atkofeinēšanā [1]. Metode nav izgudrota kaņepēm; kaņepes tai tika pievienotas vēlāk.
4. Atdalīšanu veic spiediena nolaišana. Šķīdinātājs kļūst gāzveida un aiziet, un ekstrakta pusē nepaliek nekas, kas būtu jādzenā vēlāk.
5. Blīvums ir regulējams. Viena iekārta sedz vairākus režīmus, jo mainās nevis viela, bet apstākļi tvertnē [1].
6. Selektivitāte ir daļa no parametriem. Spiediens un temperatūra izšķir arī to, kuri savienojumi pāriet ekstraktā.
7. Šķidrs oglekļa dioksīds zem 31,1 °C šķīdina, bet cietā materiālā tiek daudz vājāk. Tāpēc rūpnieciskā ekstrakcija strādā virs kritiskā punkta, ne zem tā.
8. Gāzveida oglekļa dioksīds pie apkārtējā spiediena telpu aizpilda, bet gandrīz nekā nešķīdina. Bez spiediena šī metode vienkārši nepastāv.
9. Iekārtas prasa lielākos ieguldījumus starp ekstrakcijas metodēm. Un tās dod arī lielāko kontroli pār to, kas notiek tvertnē.

Neviena no šīm deviņām rindām nerunā par gala produkta stiprumu. Tās visas ir par to, kas ar augu materiālu notiek slēgtā tvertnē, kamēr cirkulē fluīds. Stiprums ir cita rubrika, un tas top vēlāk, kad koncentrāts satiekas ar nesējeļļu.

Kur šī ķīmija saskaras ar pudelīti

No visas šīs fizikas praksē paliek pāris pārbaudāmi punkti. Tie ir tie, pēc kuriem ir vērts jautāt, ja interesē konkrēta pudelīte, nevis metode vispār.

1. Cibdol ekstrakti tiek iegūti ar superkritisko oglekļa dioksīdu, un šis solis kopā ar ražošanu Šveicē un 2014. gadu ir tas, kas parādās kataloga dokumentācijā, ne uz etiķetes priekšpuses.
2. Procesa ilgums pats par sevi neko nepasaka. Nozīme ir mainīgajiem: spiedienam, temperatūrai un tam, kas tvertnē ievietots.
3. CBD eļļa nav ekstrakts tīrā veidā. Tā ir divu daļu summa: koncentrāts plus nesējeļļas maisījums.
4. Kanabinoīdi ir ekstrakta pusē. Tieši par to ir Rovetto un Aietas 2017. gada darbs [1].
5. Dekarboksilēšanās nav ekstrakcijas mērķis, bet reakcijas detaļa procesa iekšienē [2]. Divas dažādas lietas, kas notiek vienā tvertnē.
6. Kaņepju eļļa un kaņepes eļļa latviešu tekstos ir viens un tas pats: koncentrāts, kas atšķaidīts nesējā un ielikts pudelītē ar pilinātāju.
7. Kaņepju sēklu eļļa ir cits ražošanas ceļš, un tā šajā aprakstā neietilpst. Šeit runa ir tikai par ekstrakciju ar oglekļa dioksīdu.

Šis apraksts sedz divas lietas: ķīmiju un rūpniecisko secību. Kas notiek un kāpēc tas notiek tieši tādā kārtībā. Vairāk no pašas ekstrakcijas metodes izlasīt nevar, un tas ir godīgi jāsaka. Metode paskaidro, kā koncentrāts rodas un kāpēc tajā nepaliek šķīdinātājs. Viss pārējais, kas cilvēku interesē par pudelīti rokā, ir cita veida dokuments, un tas top pēc tam, kad ekstrakts jau ir sajaukts ar nesējeļļu.