Ethanol-Extraktion — Vollspektrum in grossem Massstab

TL;DR

• Ethanol (99 %) löst polare & unpolare Cannabinoide.
• Kalter Ethanol (−40 °C) minimiert Wachs- & Chlorophyll-Aufnahme.
• Ideal für Full-Spectrum-Tinkturen und RSO (Rick Simpson Oil).
• Rotationsverdampfer entfernt Ethanol vollständig (Restrisiko <10 ppm).

Kalt vs. warm

Kalte Ethanol-Extraktion (–40 bis –80 °C) ist heute Standard: die niedrige Temperatur verhindert die Extraktion von Chlorophyll und Pflanzenwachsen, was aufwändige Winterisation überflüssig macht.

Warme Ethanol-Extraktion ist günstiger, produziert aber grüne, bittere Öle, die zusätzliche Reinigungsschritte benötigen.

Verfahrensschritte der Lösungsmittelrückgewinnung und Veredelung

Nach der eigentlichen Extraktion liegt ein Gemisch aus Ethanol und den gelösten Pflanzenstoffen vor. Um das Lösungsmittel vom Rohextrakt zu trennen, kommen in der Industrie Rotationsverdampfer oder Fallfilmverdampfer zum Einsatz. Unter Vakuum wird der Siedepunkt des Ethanols drastisch gesenkt, was die thermische Belastung der temperaturempfindlichen Cannabinoide minimiert. Dieser Schritt ist für die Wirtschaftlichkeit der Produktion entscheidend, da das verdampfte Ethanol kondensiert, aufgefangen und in einem geschlossenen Kreislauf zu einem sehr hohen Prozentsatz für nachfolgende Extraktionszyklen wiederverwendet werden kann.

Der verbleibende Rohextrakt enthält die Cannabinoide meist noch in ihrer sauren Form. Durch kontrollierte Erwärmung, die sogenannte Decarboxylierung, werden diese in die aktiven Formen wie CBD oder THC umgewandelt. Für die Herstellung hochreiner Destillate schliesst sich oft eine Kurzwegdestillation an. Dieses thermische Trennverfahren separiert die Cannabinoide von schwereren Pflanzenbestandteilen. Das Resultat ist ein hochkonzentriertes, honigfarbenes Destillat, das als Basis für Schweizer CBD-Öle und Kosmetika dient und frei von geschmacklich störenden Beiprodukten ist.

• Vakuumdestillation schont temperaturempfindliche Cannabinoide vor thermischer Zersetzung.
• Effiziente Lösungsmittelrückgewinnung senkt die Produktionskosten und schont Ressourcen.
• Decarboxylierung aktiviert die sauren Vorstufen durch gezielte thermische Behandlung.
• Kurzwegdestillation reinigt das Rohöl zu hochkonzentrierten, goldgelben Destillaten.

Schweizer Richtlinien und regulatorische Anforderungen

In der Schweiz ist die Extraktion von Cannabis strengen gesetzlichen Vorgaben unterworfen, die sich nach dem Verwendungszweck des Endprodukts richten. Für Medizinalcannabis, das seit August 2022 ohne BAG-Ausnahmebewilligung ärztlich verschrieben werden darf, gelten die strengen GMP-Richtlinien der Swissmedic. Hersteller müssen lückenlos nachweisen, dass das verwendete Ethanol von pharmazeutischer Qualität ist und keine toxischen Rückstände im Extrakt verbleiben. Für CBD-Produkte mit einem Gesamt-THC-Gehalt von unter einem Prozent greifen je nach Deklaration das Lebensmittel- oder das Chemikalienrecht.

Ein kritischer Faktor bei der Nutzung von Ethanol in der Schweiz ist die Alkoholsteuer und die damit verbundene Vergällung. Unvergälltes Ethanol ist aufgrund der Bundesmonopolabgaben extrem teuer, weshalb Produzenten meist auf von der Eidgenössischen Zollverwaltung zugelassene, vergällte Alkohole ausweichen müssen. Diese Vergällungsmittel dürfen die Sicherheit des Endprodukts nicht beeinträchtigen und müssen im Reinigungsprozess vollständig entfernbar sein. Schweizer Labore überwachen diese Grenzwerte mittels hochempfindlicher Gaschromatographie, um die Verkehrsfähigkeit der Extrakte zu garantieren.

• Medizinalcannabis-Extraktion unterliegt den strengen GMP-Richtlinien der Swissmedic.
• Grenzwerte für THC von unter einem Prozent müssen bei Schweizer CBD-Extrakten strikt eingehalten werden.
• Vergällungsmittel im Ethanol müssen für die jeweilige Produktkategorie gesetzlich zugelassen sein.
• Rückstandsanalysen mittels Gaschromatographie sichern die Reinheit für den Schweizer Markt.

Effizienz und Selektivität im Vergleich zu anderen Extraktionsmethoden

Im Vergleich zur überkritischen CO2-Extraktion zeichnet sich die Ethanol-Extraktion durch einen deutlich höheren Durchsatz und eine einfachere Skalierbarkeit aus. Während CO2-Anlagen extrem hohe Drücke und teure Spezialkomponenten erfordern, lässt sich die Extraktion mit kaltem Ethanol in vergleichsweise einfachen Niederdrucksystemen realisieren. Allerdings ist CO2 bei der selektiven Gewinnung von Terpenen überlegen. Ethanol ist ein polares Lösungsmittel und neigt dazu, bei unzureichender Kühlung auch unerwünschte wasserlösliche Verbindungen wie Chlorophyll, Zucker und Bitterstoffe aus dem Pflanzenmaterial herauszulösen.

Gegenüber der Extraktion mit Kohlenwasserstoffen wie Butan oder Propan bietet Ethanol erhebliche Sicherheitsvorteile. Die Explosionsgefahr ist zwar auch bei Ethanol gegeben, weshalb Produktionsstätten als ATEX-Zonen zertifiziert sein müssen, das Gefahrenpotenzial ist jedoch wesentlich besser kontrollierbar als bei leicht flüchtigen Gasen. Für die grossindustrielle Herstellung von Breitband- und Vollspektrum-Extrakten hat sich Ethanol daher weltweit und auch in der Schweiz als der wirtschaftlichste Standard etabliert, da es eine hervorragende Balance aus Ausbeute, Betriebssicherheit und Investitionskosten bietet.

• Höherer Durchsatz und leichtere Skalierbarkeit im Vergleich zur CO2-Extraktion.
• Geringere Investitionskosten für Anlagen im Vergleich zu Hochdruck-CO2-Systemen.
• Erhöhter Bedarf an Tiefkühlung zur Vermeidung von Chlorophyllexkretion.
• Sicherere Handhabung im industriellen Massstab als hochbrennbare Kohlenwasserstoffe.

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