CO2-extraktion: så blir hampa till CBD-olja

Koldioxidens tre lägen, uppräknade

1. Vid vanligt lufttryck fyller koldioxid helt enkelt det utrymme som finns. Den löser upp nästan ingenting ur ett fast växtmaterial [1], och som medium för ett uttag är den i det läget utan uppgift.
2. Sätts samma gas under tryck vid temperaturer under 31,1 °C blir den vätska. Tät, fullt kapabel att lösa upp föreningar, men inträngningen i fast växtmaterial ligger på en helt annan och sämre nivå [1].
3. Den kritiska punkten går vid 31,1 °C och 73,8 bar. Över båda värdena samtidigt är koldioxiden varken strikt gas eller strikt vätska, och litteraturen kallar det tillståndet superkritiskt [1].
4. I det superkritiska läget rör sig mediet genom malet växtmaterial med en diffusivitet i klass med en gas, medan förmågan att lösa upp ligger i klass med en vätska. Två egenskaper som annars sitter i olika tillstånd.
5. Den avgörande egenskapen är att densiteten går att ställa in [1]. Fluiden är inte ett färdigt medium med fasta värden, utan något som riggas inför varje körning.
6. Tryck och temperatur bestämmer tillsammans två saker: hur mycket som löses upp, och vilka föreningar som följer med. Superkritisk koldioxid är därför justerbar, inte fast.
7. När körningen är slut släpps trycket. Koldioxiden återgår till gasform, extraktet ligger kvar i uppsamlingen, och någon rest av lösningsmedel finns inte att räkna med.
8. Att de tre lägena hålls isär är ingen akademisk finess. Det är skillnaden mellan en molekyl som bara fyller ett kärl och en molekyl som faktiskt hämtar ut något ur hampan, och där ligger hela poängen med CO2-extraktion.

Sekvensen inne i tryckkärlet

Industriellt är ordningen kort och odramatisk. Växtmaterialet mals ner och lastas i ett tryckkärl, och superkritisk koldioxid får cirkulera genom materialet. Det som löses upp följer med strömmen ut. Skillnaden mot en trycksatt vätska i samma kärl syns i själva inträngningen: den superkritiska fluiden når in i det malda materialet på ett sätt som vätskan inte gör [1]. In i sekvensen kommer också en reaktionsdetalj, dekarboxylering, alltså övergången från sura cannabinoider till neutral form, som Wang med kollegor beskrev 2016 [2]. Sedan släpps trycket. Koldioxiden går över i gasform och lämnar systemet av sig själv, och det som ligger i uppsamlingen är ett koncentrerat extrakt. Inget lösningsmedel behöver kokas bort, ingenting behöver spåras upp i efterhand. Och eftersom densiteten ställs in [1] är två körningar i samma kärl inte automatiskt samma körning: värdena styr både mängden som löses upp och vad som kommer med.

• Malning: materialet delas ner innan det går in i kärlet, så att fluiden har yta att arbeta mot.
• Tryckkärlet: malet material lastas, kärlet sluts och trycksätts över den kritiska punkten.
• Cirkulation: superkritisk koldioxid förs genom materialet vid satta värden för tryck och temperatur.
• Dekarboxylering: reaktionsdetaljen där sura cannabinoider går över i neutral form [2].
• Tryckavlastning: trycket släpps, koldioxiden blir gas igen, extraktet ligger kvar.
• Uppsamling: ingenting att koka bort, ingen lösningsmedelsrest att jaga efteråt.

Varför just koldioxid, och vad det kostar

Valet handlar mindre om kemisk elegans än om två nyktra egenskaper. Koldioxid är inte brandfarlig, och den finns i livsmedelsklassad kvalitet [1]. Två saker som betyder en del när utrustningen står i en produktionslokal och slutprodukten ska hamna i en flaska.

Samma teknik används kommersiellt på ett helt annat område. Koffeinet tas ur kaffebönor med superkritisk koldioxid [1]. Metoden är alltså inget som hampaindustrin uppfann; den fanns i livsmedelsproduktionen först och togs in i cannabinoidkemin sedan.

Priset står i kolumnen för kapital. Av de industriella vägarna ligger koldioxidmetoden högst där, eftersom tryckkärl, pumpar och styrning kostar. I samma uppställning ligger den också högst i kontroll. Tryck och temperatur går att sätta, och med dem både hur mycket som löses upp och vilka föreningar som kommer med.

Att beskriva superkritisk koldioxid som ett medium med fasta egenskaper vore fel. Densiteten är variabeln som ställs in [1], och därför kan samma utrustning köras mot olika mål utan att mediet byts.

Sedan finns den odramatiska delen på slutet. När trycket släpps går koldioxiden tillbaka i gasform av sig själv, extraktet ligger kvar, och ingen rest är kvar att ta hand om. Det är i praktiken hela argumentet: ett medium som går att styra medan det arbetar, och som lämnar rummet när det är klart.

Vad som händer med extraktet efteråt

Ett extrakt är ännu ingen olja. Principen är kort: ett koncentrerat extrakt blandas med en bärolja, och det är blandningen som står som CBD-olja. Två komponenter, en angiven halt.

Ordet lösningsmedel skaver för en del läsare, och det är rimligt. Men det som lämnar kärlet vid tryckavlastningen är koldioxid i gasform, inte något som stannar i extraktet. Wang med kollegor arbetade 2016 med just övergången från sur till neutral form [2], vilket är en av anledningarna till att temperaturen i kärlet inte är en likgiltig siffra. Selektiviteten är värd en egen mening: eftersom tryck och temperatur styr vilka föreningar som löses upp, är inställningarna en del av beskrivningen av innehållet och inte bara en teknisk fotnot [1]. Cibdols extrakt tas ut med superkritisk koldioxid, och arbetet görs i Schweiz. Sedan 2014 har samma variabler justerats i samma riktning, och det är variablerna som gör jobbet, inte årtalet i sig.

• Extrakt: den koncentrerade delen, uttagen ur växtmaterialet i tryckkärlet.
• Bärolja: den del som extraktet blandas in i innan flaskan fylls.
• Superkritisk koldioxid: mediet som gjorde uttaget, inte en post i flaskan.
• Tryck och temperatur: inställningarna som avgör hur mycket och vad [1].
• Tryckavlastning: steget som lämnar extraktet utan lösningsmedelsrest.
• Schweiz och 2014: var arbetet görs, och sedan när.

Termerna som dyker upp när metoden beskrivs

1. Kritisk punkt: 31,1 °C och 73,8 bar för koldioxid. Ligger något av värdena under gränsen beter sig mediet på ett annat sätt [1].
2. Superkritisk: över båda värdena samtidigt, varken gas eller vätska i strikt mening.
3. Fluid: samlingsnamnet för det tillståndet, och skälet till att texter undviker orden gas och vätska just där.
4. Diffusivitet: hur mediet tar sig in i fast växtmaterial, i det här fallet i klass med en gas.
5. Löslighetskapacitet: hur mycket som går att lösa upp, i klass med en vätska.
6. Densitet: variabeln som ställs in [1], och grunden för hela tanken om ett justerbart medium.
7. Selektivitet: att tryck och temperatur inte bara styr mängden, utan också vilka föreningar som följer med.
8. Dekarboxylering: reaktionsdetaljen där sura cannabinoider går över i neutral form [2].
9. Tryckavlastning: trycket släpps, koldioxiden blir gas, extraktet ligger kvar och kräver inget extra steg.
10. Livsmedelsklassad och inte brandfarlig: de två praktiska egenskaperna bakom valet av medium [1], samma skäl som ligger bakom koffeinuttaget ur kaffebönor [1].
11. Angränsande sökord: cannabinoider och terpener hör till växtkemin, cbd lagligt till regelverken, och thc cbd skillnad handlar om två olika molekyler. Formatfrågor, som cbd kapslar mot flaska, börjar först efter att extraktet är klart.