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Extracción de etanol frente a CO2: ¿cuál es mejor para la industria del cannabis?

Extracción de etanol frente a CO2: ¿cuál es mejor para la industria del cannabis?

En la carrera por la supremacía y la eficiencia de la extracción, la extracción de etanol y CO2 ocupan un lugar destacado en la lista de las formas más eficientes de crear aceite de cannabis. Las extracciones a base de solventes han conquistado el mercado y han permitido la producción de innumerables productos derivados como comestibles, tópicos, concentrados, tinturas y más. 

Ya sea que los procesadores busquen crear productos ricos en THC con cannabis o productos ricos en CBD con su variedad de cáñamo, es importante comprender cómo funciona cada método de extracción y los pros y los contras de cada técnica para tomar una decisión informada. En la mayoría de los casos, todo se reduce al tipo de productos y la cantidad que un operador pretende producir.

¿Qué es la extracción a base de solventes?

Cannabinoides como cannabidiol (CBD) y tetrahidrocannabinol (THC) se puede extraer mediante una variedad de métodos. Las extracciones a base de solventes utilizan un solvente químico para eliminar los aceites de cannabis del material vegetal. Después del lavado con disolvente primario, se elimina cualquier disolvente residual de la solución para producir un aceite de cannabis puro y potente. El aceite de cannabis se puede utilizar para crear una gama de productos derivados que incluyen comestibles y tópicos. 

Las empresas de cannabis pueden elegir entre un puñado de disolventes polares y no polares para eliminar los componentes solubles de la planta. Los extractores pueden emplear una variedad de disolventes, principalmente hidrocarburos, etanol y CO2, a una determinada temperatura y presión. En este artículo, nos centraremos en los dos últimos disolventes populares en la industria del cannabis.

Una breve historia de los métodos de extracción de etanol y CO2

Antes de adentrarnos en los sistemas de extracción de cannabis actuales, es importante comprender el auge de estos métodos de extracción, hasta dónde han llegado y hacia dónde va a determinar la tecnología el mejor método para extraer cannabis.

La extracción de cannabis con etanol se popularizó a principios del siglo XX. Las tinturas derivadas del alcohol estuvieron ampliamente disponibles en los boticarios hasta la prohibición del cannabis en 1900. En la década de 1937, hubo un resurgimiento del interés en la extracción de etanol con libros y revistas que cubrían esta emocionante técnica. A mediados de la década de 1970, los equipos de extracción de etanol pasaron de los sistemas de sobremesa a los extractores de calidad comercial para los mercados médicos en desarrollo.

Hoy en día, los equipos de extracción de etanol a escala comercial pueden extraer miles de libras por día para satisfacer la demanda de los mercados de cannabis medicinal y recreativo. 

La extracción de CO2 es una innovación más reciente. El CO2 fue licuado por primera vez en 1835 por Humphry Davy y Michael Faraday. El CO2 se utiliza ampliamente en la industria cervecera para extraer lúpulo. Hoy en día, este método de extracción es apreciado por sus costos operativos diarios relativamente más bajos y los requisitos de las instalaciones, así como por su alta eficiencia en la extracción de cannabinoides y terpenos.

¿Qué es la extracción de CO2 supercrítico?

Las extracciones de CO2 supercrítico utilizan gas dióxido de carbono en su estado supercrítico, que tiene propiedades de líquido y gas. En este estado, el solvente puede abrirse camino fácilmente a través de la biomasa y extraer una cantidad considerable de cannabinoides y terpenos. El resultado es un producto de espectro completo que requiere un posprocesamiento mínimo. 

El proceso de extracción

Durante el proceso de extracción de dióxido de carbono supercrítico, los sistemas de CO2 se enfrían y presurizan mediante gas dióxido de carbono hasta que alcanza su estado supercrítico. Luego, se pasa a través del material vegetal de biomasa para separar los cannabinoides y terpenos. Al final del proceso, el CO2 se puede recuperar y reciclar para uso futuro.

¿Qué es la extracción de etanol?

La extracción con etanol es un método extremadamente eficiente para extraer cannabinoides de la planta, particularmente cáñamo. El alcohol solvente es de naturaleza polar, lo que lo convierte en un buen solvente para unirse con compuestos solubles en agua y liposolubles. Esencialmente, el solvente puede extraer una gran cantidad de los ingredientes activos de la planta a un ritmo rápido.

El proceso de extracción

Durante el proceso de extracción de etanol, los procesadores utilizan etanol de grado alimenticio para separar los cannabinoides y terpenos del material de cannabis. El disolvente se pasa sobre la biomasa a muy bajas temperaturas. El solvente se elimina de la solución y se recircula a través de la biomasa varias veces para una mayor eficiencia de extracción. 

Extracción de etanol frente a extracción de CO2: ¿cuál es mejor?

¿Qué método de extracción es mejor para consumidores y productores? No hay una respuesta fácil. De hecho, no existe el mejor método en general. En última instancia, depende de lo que el productor necesite crear. Aquí, cubrimos los factores más importantes a considerar al elegir entre la extracción con etanol o con CO2. 

Precio

De todos los métodos disponibles para los productores, el dióxido de carbono es, con mucho, el método más caro en términos de costos iniciales. Los procesadores deben pagar un alto precio por Sistema de extracción de CO2 en comparación con las unidades de etanol e hidrocarburos de nivel de entrada y de menor precio. Sistemas de hidrocarburos que usan butano y propano pueden ser los más asequibles.

Un sistema de extracción de CO2 de nivel de entrada puede comenzar en alrededor de $ 100,000. Además del costo del equipo, es posible que los procesadores deban invertir más en la capacitación de los empleados para manejar la maquinaria especializada. El etanol requiere una menor inversión inicial y no requerirá tanta capacitación intensiva para los operadores.

En términos de costos operativos, hay algunas variables a considerar para cada método. Las extracciones de etanol pueden incluir altos costos variables y gastos generales debido al precio del solvente, pérdidas de etanol, primas de seguros, eliminación de desechos peligrosos y menor recuperación. El CO2 tiene costos variables bajos. No es difícil conseguir un seguro comercial con CO2. 

El etanol de grado alimenticio es relativamente seguro y puede reducir la probabilidad de contaminación química, pero tiene un precio más alto. Los disolventes de etanol desnaturalizados son más asequibles pero incluyen una amplia gama de disolventes de grado no alimentario. En comparación, el CO2 tiene un precio bajo por kilogramo.

El etanol como disolvente requiere una inversión adicional en infraestructura debido a los límites en el almacenamiento de etanol, los requisitos de luces de alarma, alarmas de deflagración, detectores y un sistema de alarma completo para la detección de gas. El CO2 no requiere ninguno de estos gastos adicionales ya que no hay límite en la cantidad de CO2 que una instalación puede almacenar en el sitio.

En general, las extracciones de CO2 pueden costar más inicialmente, pero pueden tener costos operativos más bajos que pueden pagarse por sí mismos a largo plazo. En la batalla entre la extracción de etanol y la extracción de CO2, es difícil elegir el mejor método en términos de costo.

Calidad

Para los operadores que buscan hacer destilados de alta potencia, la extracción con etanol es el camino a seguir. El etanol puede extraer una gran cantidad de compuestos activos rápidamente para crear un extracto de alta calidad. Para los procesadores que desean crear extractos de espectro completo con altas concentraciones de terpenos y cannabinoides, así como flavonoides y carotenoides, la extracción de CO2 puede funcionar para ellos. Este método puede ayudarlos a producir un producto que se parezca más al material vegetal. 

Para muchos productores y consumidores, las extracciones de CO2 pueden reducir el riesgo de que el dióxido de carbono termine en el producto final en comparación con otros métodos que pueden dejar disolventes residuales. Cuando los procesadores desean crear productos de grado farmacéutico, el CO2 puede ser una opción viable. 

de las Personas

La extracción de etanol es inflamable, pero no tanto como los hidrocarburos ligeros como el butano y el propano. 

Sin embargo, para aquellos que buscan tranquilidad, el CO2 puede ofrecer más seguridad que otros métodos de extracción, ya que el dióxido de carbono no es inflamable y es menos tóxico que el etanol. Además, existe un menor riesgo de terminar con disolventes residuales en el producto final.  

La extracción de etanol puede correr el riesgo de dejar contaminantes químicos que pueden aumentar el riesgo para la salud de los consumidores (médicos y recreativos), especialmente cuando se usa etanol desnaturalizado que incluye productos químicos no aptos para alimentos.

Si bien el proceso ocurre a altas presiones, los sistemas revisados ​​por pares están diseñados para manejar cualquier riesgo asociado con el proceso de alta presión. 

Sin embargo, el CO2 no está completamente libre de riesgos. Si hay una fuga en la habitación, podría reemplazar el oxígeno y asfixiar a los operadores. Un sistema de alarma y sensores adecuados para detectar fugas pueden compensar estos peligros. 

En términos de recuperación de solventes, la extracción de etanol requiere más inversiones en el proceso de recuperación. Generalmente, las extracciones de CO2 no necesitan recuperar el solvente. Sin embargo, es posible que quieran reciclar el dióxido de carbono dentro de una serie o lote debido a la asequibilidad del CO2.

En términos de su efecto sobre el medio ambiente, el etanol tiene una mayor huella de carbono. La huella más alta proviene de la producción de solventes de etanol, la gran cantidad de energía necesaria para enfriar el sistema a temperaturas frías y los costos ambientales de eliminar los desechos peligrosos de biomasa.

La extracción de CO2 utiliza CO2, un subproducto de muchas operaciones industriales que se encuentra actualmente en la atmósfera. El CO2 no es tóxico, es renovable y se puede reciclar para su uso. El CO2 también es considerado un solvente verde por la American Chemical Society. 

Eficiencia y rendimiento

La extracción con etanol es extremadamente eficiente para aislar cannabinoides para un destilado en grandes volúmenes.  

Además, este método no requiere demasiados pasos intermedios, o procesamiento posterior, si se realiza correctamente. La extracción de etanol puede procesar miles de libras de biomasa por día con una sola unidad. Básicamente, la eficiencia y la escala de un procesador dependen del tamaño de la unidad. 

En comparación con el etanol, la extracción de CO2 es mucho más lenta. El CO2 puede realizar considerablemente menos corridas por día en comparación con otros métodos de extracción. 

Por otro lado, la polaridad del etanol como disolvente polar también es capaz de disolver los componentes solubles en agua en el material, como la clorofila, que pueden requerir pasos de aclaración adicionales para eliminarlos.

En términos de acondicionamiento para el invierno, ambos procesos pueden requerir este paso. En la extracción de etanol, el paso de preparación para el invierno se puede eludir si las extracciones se realizan a temperaturas muy frías, aunque esto puede aumentar los costos de energía. La extracción de etanol caliente requiere acondicionamiento para el invierno.

El CO2 requiere acondicionamiento para el invierno después de la extracción. Sin embargo, están surgiendo nuevas tecnologías que permiten la preparación para el invierno durante la extracción sin un disolvente químico.

En general, la extracción de etanol puede producir un producto con una recuperación de cannabinoides entre el 50 y el 80%, aunque lavado de carbón puede ser requerido para quitar la clorofila, que también puede reducir la concentración de cannabinoides ya que el carbono puede atraer cannabinoides.

En comparación, la extracción con CO2 supercrítico tiene una tasa de recuperación de cannabinoides de entre el 85 y el 95% sin la necesidad de depurar carbón.

Una vez procesada la biomasa, ambos métodos tienen diferentes requisitos de almacenamiento y residuos. 

La biomasa que se ha procesado con etanol se considera un residuo peligroso hasta que la mayor parte del etanol se haya eliminado en cantidades insignificantes. Su transporte puede estar sujeto a normativa.

La biomasa que ha sido procesada por CO2 es más limpia y una buena fuente de aminoácidos esenciales de calidad alimentaria. A diferencia del etanol, su transporte no está regulado. 

Elegir un sistema

En última instancia, el tipo de sistema que elija un procesador dependerá de su presupuesto y necesidades específicas de producción. Si las empresas tienen el presupuesto y quieren crear productos de espectro completo con rendimientos ligeramente inferiores, el CO2 es una buena opción. Las empresas que desean poner en marcha sus operaciones más rápido y con una menor inversión inicial mientras siguen produciendo CBD de calidad a partir de cáñamo, la extracción de etanol puede ser la mejor opción.

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