CO2-Extraktion — der Industrie-Goldstandard

TL;DR

• Superkritisches CO2 (>31 °C, >74 bar) verhält sich flüssig und gasförmig zugleich.
• Selektive Extraktion durch Druck- & Temperaturvariation.
• Vorteile: Rückstandsfrei (CO2 verdampft), GRAS-zertifiziert, skalierbar.
• Nachteile: hohe Investition (>CHF 200 000), Terpen-Verlust möglich.

Warum CO2 im CBD-Markt dominiert

CO2 ist als Lebensmittel-Zusatzstoff (E290) klassifiziert — kein Lösungsmittel-Rückstands-Problem im Endprodukt. Rovetto 2017 zeigte, dass superkritische Bedingungen selektiv Cannabinoide und leichtflüchtige Terpene extrahieren.

Die meisten grossen Schweizer CBD-Marken (Alpinols, Cibdol, Ellexo) nutzen CO2 wegen der pharmazeutischen Reproduzierbarkeit und der Konformität mit Novel-Food-Anforderungen.

Subkritische versus superkritische CO2-Extraktion

Die CO2-Extraktion lässt sich grundlegend in zwei Verfahren unterteilen: die subkritische und die superkritische Extraktion. Im subkritischen Bereich arbeitet die Anlage mit niedrigeren Temperaturen und geringerem Druck, wodurch das Kohlendioxid in einem flüssigen Zustand verbleibt. Dieses schonende Verfahren eignet sich hervorragend, um die empfindlichen und leicht flüchtigen Terpene der Cannabis-Pflanze zu erhalten. Allerdings ist die Ausbeute bei diesem Prozess deutlich geringer, und die Extraktionszeit verlängert sich erheblich, weshalb das Verfahren im industriellen Massstab meist nur als erster Schritt einer mehrstufigen Extraktion eingesetzt wird.

Im Gegensatz dazu nutzt die superkritische Extraktion höhere Temperaturen und Drücke, bei denen das Kohlendioxid den kritischen Punkt überschreitet. In diesem Zustand nimmt das Gas Eigenschaften von Flüssigkeiten und Gasen gleichzeitig an. Es dringt tief in das Pflanzenmaterial ein und löst Cannabinoide hocheffizient. Durch die präzise Steuerung von Druck und Temperatur können Betreiber die Dichte des Lösungsmittels gezielt manipulieren. Dies ermöglicht eine selektive Extraktion, bei der gezielt bestimmte Stoffgruppen isoliert oder unerwünschte Begleitstoffe wie Chlorophyll von Anfang an im Pflanzenmaterial zurückgelassen werden.

• Subkritische Extraktion schont temperaturempfindliche Terpene durch tiefere Betriebstemperaturen.
• Superkritische Extraktion bietet maximale Effizienz und kürzere Prozesszeiten im industriellen Massstab.
• Druck- und Temperatursteuerung erlaubt die gezielte Fraktionierung einzelner Inhaltsstoffe.
• Fraktionierte Abscheidung trennt unerwünschte Pflanzenwachse bereits während des Extraktionsvorgangs.

Schweizer Qualitätsstandards und regulatorischer Rahmen

In der Schweiz unterliegen Cannabisprodukte strengen gesetzlichen Vorgaben. Damit ein Extrakt ohne Betäubungsmittelkontrolle verkehrsfähig ist, muss der Gesamt-THC-Gehalt zwingend unter einem Prozent liegen. Die CO2-Extraktion bietet Schweizer Herstellern hierbei einen entscheidenden Vorteil: Da das verwendete Kohlendioxid nach der Druckentlastung vollständig gasförmig entweicht, bleiben keinerlei Lösungsmittelrückstände im Endprodukt zurück. Dies erleichtert den Konformitätsnachweis gegenüber den kantonalen Vollzugsbehörden und dem Bundesamt für Lebensmittelsicherheit und Veterinärwesen erheblich, da potenzielle Verunreinigungen durch toxische Lösungsmittel wie Hexan oder Benzol systembedingt ausgeschlossen sind.

Seit der Gesetzesänderung im August 2022 ist Medizinalcannabis in der Schweiz ohne Ausnahmebewilligung des BAG direkt ärztlich verschreibbar. Für die Herstellung von Rezepturarzneimitteln in Apotheken gelten strengste Qualitätsanforderungen gemäss der Pharmacopoea Helvetica. Die CO2-Extraktion hat sich in diesem pharmazeutischen Umfeld als Standard etabliert. Die Prozesse lassen sich präzise validieren und reproduzieren, was für die Standardisierung von Wirkstoffkonzentrationen unerlässlich ist. Zudem erfüllen CO2-Anlagen problemlos die strengen Vorgaben der Guten Herstellungspraxis, die von der Schweizer Heilmittelbehörde Swissmedic überwacht werden.

• Sichere Einhaltung des gesetzlichen Schweizer THC-Grenzwerts von unter einem Prozent bei Industriehanf-Extrakten.
• Rückstandsfreie Produktion ohne den Einsatz von brennbaren oder toxischen Lösungsmitteln wie Butan.
• Erleichterte GMP-Zertifizierung für Schweizer Hersteller von Medizinalcannabis gemäss Swissmedic-Vorgaben.
• Konformität mit den strengen Richtlinien des Bundesamtes für Lebensmittelsicherheit und Veterinärwesen (BLV).

Post-Processing: Vom Rohextrakt zum Premium-Produkt

Der unmittelbar nach der CO2-Extraktion gewonnene Rohextrakt, auch als Rohöl bezeichnet, ist eine zähflüssige, dunkle Masse. Neben den gewünschten Cannabinoiden und Terpenen enthält dieser Extrakt erhebliche Mengen an pflanzlichen Wachsen, Lipiden und Chlorophyll. Diese Begleitstoffe beeinträchtigen nicht nur den Geschmack und die Textur des Endprodukts, sondern können auch die Stabilität des Öls verringern. Um diese unerwünschten Stoffe zu entfernen, schliesst sich an die Extraktion die sogenannte Winterisierung an. Dabei wird der Extrakt in Alkohol gelöst, stark abgekühlt und anschliessend filtriert, um die ausgefällten Fette abzutrennen.

Nach der Reinigung erfolgt in der Regel die Decarboxylierung. In der Pflanze liegen Cannabinoide primär als Säuren vor, wie Cannabidiolsäure oder Tetrahydrocannabinolsäure. Durch kontrollierte Erwärmung spaltet sich ein Kohlendioxid-Molekül ab, wodurch die Wirkstoffe in ihre neutrale, biologisch aktive Form überführt werden. Für hochreine Produkte kann das Öl anschliessend mittels Vakuumdestillation weiter aufgereinigt werden. Dieser mehrstufige Veredelungsprozess stellt sicher, dass Schweizer Konsumenten ein standardisiertes, klares und geschmacklich einwandfreies Produkt erhalten, das den hohen Schweizer Qualitätsstandards für Konsumgüter entspricht.

• Winterisierung entfernt unerwünschte Pflanzenfette, Lipide und Wachse für ein klares Endprodukt.
• Decarboxylierung aktiviert die sauren Cannabinoid-Vorstufen durch gezielte thermische Behandlung.
• Vakuumdestillation konzentriert die gewünschten Wirkstoffe und eliminiert letzte Verunreinigungen.
• Erhöhung der sensorischen Qualität und Haltbarkeit des fertigen Schweizer CBD-Öls.

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