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Soluciones de remediación de pesticidas para la extracción de cannabis

Soluciones de remediación de pesticidas para la extracción de cannabis

Rociar agua sobre la planta de cannabis con una botella negra

Los pesticidas en la industria del cannabis se integran comúnmente en las estrategias de manejo de plagas de los cultivadores. Los cultivadores de cannabis utilizan plaguicidas convencionales y biopesticidas para evitar que insectos, hongos, malas hierbas y otras plagas destruyan sus cultivos y medios de subsistencia.

Para empeorar las cosas, el cannabis es un poderoso fitorremediador capaz de absorber contaminantes como metales pesados ​​y pesticidas del suelo. Algunos pesticidas pueden permanecer en el suelo durante años y presentar varios riesgos para la salud de los consumidores. Si bien la remediación del suelo puede ayudar a limpiar los suelos contaminados con pesticidas, los pesticidas pueden transferirse a la planta y concentrarse en productos derivados.

A medida que la producción de cannabis se vuelve global, la seguridad y la salud del consumidor son una preocupación creciente. Métodos de remediación de pesticidas como descontaminación microbiana después de cosechar la biomasa y flash cromatografía mientras que el procesamiento del extracto crudo puede eliminar estas sustancias nocivas para mejorar la pureza y la calidad del producto.

Uso de pesticidas en el cultivo de cannabis

Las plantas de cannabis son vulnerables a plagas como los ácaros, los trips, los áfidos, los mosquitos de los hongos y enfermedades como el mildiú polvoroso, la pudrición de los cogollos y la marchitez por verticillium a lo largo de su ciclo de vida. Sin observación y cuidado regulares, una infestación de plagas puede dañar completamente un cultivo. Por este motivo, muchos agricultores utilizan pesticidas para proteger sus plantas de cannabis de estos depredadores.

Dado que el cannabis es una sustancia de la Lista I según la Ley de Sustancias Controladas (CSA), faltan regulaciones federales sobre el uso seguro de pesticidas para la producción de cannabis. Sin la orientación federal adecuada, los agricultores se ven obligados a usar pesticidas no registrados que pueden ser dañinos para los consumidores cuando se inhalan o comen.

Desde que la producción de cáñamo se legalizó con la Ley Agrícola de 2018, la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA) ha aprobado 59 productos pesticidas para su uso en el cáñamo. Cincuenta y ocho son bioplaguicidas y uno es un plaguicida convencional. Aún así, se necesita más intervención federal para determinar el uso seguro de pesticidas en la producción de cannabis.

Como advertencia para la industria, los estudios han demostrado que una cantidad sorprendente de concentrados de cannabis prueban varios pesticidas, en concentraciones muy altas en algunos casos. El exceso de pesticidas en los concentrados debe eliminarse durante la fase de extracción para producir productos seguros y que cumplan con las normas.

El manejo integrado de plagas utilizando prácticas orgánicas puede eliminar el riesgo de contaminación por pesticidas, pero puede requerir más trabajo y tiempo y requiere mucha más experiencia y diligencia. Los productores del mercado negro pueden rociar pesticidas dañinos sin dudarlo, ya que estos productos no tienen que someterse a pruebas analíticas para detectar contaminantes y eliminar pesticidas.

Los pesticidas pueden terminar en el producto final debido a una variedad de razones, incluida la aplicación accidental de pesticidas en una cantidad superior a la recomendada, la aplicación cercana de pesticidas y deriva de pesticidas del objetivo previsto, como jardines y granjas cercanas.

Peligros de la exposición a pesticidas

Los consumidores pueden consumir los pesticidas sobrantes en el cannabis a través de varios métodos de administración, que incluyen oral, sublingual, tópico e inhalación. Por ejemplo, cuando los usuarios inhalan flores o concentrados de cannabis con pesticidas, pueden ir directamente al torrente sanguíneo. Cuando se consumen a través de comestibles, los pesticidas residuales también pueden ser un peligro para la salud.

En un puñado de estados, los productos de cannabis pueden contener pesticidas residuales bajo una determinada concentración límite. En Oregon, los niveles de pesticidas residuales no deben exceder 0.1 ppm. No existen pautas federales sobre la exposición crónica a pesticidas residuales del cannabis, por lo que no conocemos un punto de corte seguro.

Faltan estudios sobre los riesgos para la salud de la inhalación de residuos de pesticidas comunes. Sin embargo, en la pequeña cantidad de estudios realizados, la investigación sugiere que los pesticidas comunes pueden tener efectos tóxicos en la salud pública, especialmente en los usuarios de medicamentos con problemas de salud.

A estudio del 2015 analizó 57 muestras concentradas de cannabinoides y solventes residuales o pesticidas. Según la investigación, “más del 80 % de las muestras de concentrado estaban contaminadas de alguna forma”. Se encontraron pesticidas en un tercio de las muestras. El pesticida más común encontrado fue paclobutrazol, no registrado para su uso por la EPA en cultivos alimentarios.

Estudios previos indican que "hasta el 70% de [paclobutrazol] puede transferirse a la corriente de humo cuando está presente en el cannabis". Se encontraron tres pesticidas comunes, que incluyen permetrina, bifentrina y diazinón. Los pacientes medicinales pueden ser especialmente susceptibles a la toxicidad de estos contaminantes.

Dado que el cannabis se consume principalmente por inhalación (fumar y frotar), los usuarios pueden estar más expuestos a niveles de toxicidad más altos. La inhalación evita el efecto del metabolismo de primer paso en el hígado en comparación con el consumo oral. Además, los fumadores de cannabis no usan filtro, lo que aumenta las concentraciones de pesticidas en comparación con fumar con filtro.

El cultivo de cannabis suele utilizar un pesticida llamado butóxido de piperonilo. Si bien la FDA y muchos otros estados lo consideran seguro, se ha demostrado que tiene riesgos para la salud, como enfermedades hepáticas, cáncer y neurotoxicidad.

Incluso los pesticidas naturales como las piretrinas pueden plantear ciertos problemas de salud para los consumidores. Según la Agencia para Sustancias Tóxicas y Registro de Enfermedades, la exposición a la piretrina puede afectar la función cerebral y nerviosa.

Cómo la extracción de cannabis concentra pesticidas químicos

Lote de planta de cannabis

Los procesadores de cannabis emplean varios métodos de extracción (BHO, CO2, etanol) para eliminar los cannabinoides y terpenos de varios grados de biomasa. Sin embargo, el proceso de extracción también puede concentrar muchos de los pesticidas residuales en el extracto crudo. Para la remediación de pesticidas, la cromatografía es uno de los mejores métodos para usar.

Las investigaciones han demostrado que los pesticidas pueden concentrarse a niveles peligrosos en los extractos. A estudio del Instituto de Seguridad del Cannabis encontró que "los niveles medios de pesticidas en los concentrados son más altos que los que se encuentran en las flores". El "nivel medio observado en los concentrados es aproximadamente 10 veces más alto que el nivel medio de las flores de cannabis".

Los investigadores creen que los pesticidas se concentran más en extractos como los cannabinoides porque comparten propiedades químicas similares en términos de polaridad y solubilidad. Incluso con estas similitudes, los concentrados contienen solo de 2 a 5 veces más cannabinoides que las flores. Los pesticidas contienen concentraciones 10 veces más altas en los concentrados que en las flores.

Los pesticidas pueden extraerse más fácilmente con estos métodos de extracción, lo que da como resultado una concentración más alta en comparación con la eficiencia de la extracción de cannabinoides. Además, la contaminación extensiva de los equipos de circuito cerrado y los solventes puede causar una contaminación cruzada de pesticidas en los productos finales.

Prueba de plaguicidas

Varios estados tienen diferentes regulaciones sobre las pruebas de muestras de cannabis para pesticidas residuales, metales pesados, moho y otros contaminantes. Los laboratorios analíticos independientes utilizan técnicas de vanguardia como la cromatografía líquida y la espectrometría de masas en tándem (LC-MS/MS) para detectar docenas de pesticidas.

El uso de plaguicidas en el cultivo de cannabis plantea graves preocupaciones ambientales y de salud pública. A la luz de estas vulnerabilidades, los consumidores necesitan protecciones estándar para el consumidor que reduzcan o eliminen significativamente el uso de pesticidas a favor de un proceso orgánico que utilice prácticas sostenibles.

Mientras tanto, los métodos de remediación de pesticidas a lo largo de la cadena de suministro pueden mejorar el material contaminado y hacerlo seguro para el consumo. Los esfuerzos de remediación de pesticidas varían en sofisticación, costo y efectividad. La cromatografía flash es un método de remediación altamente recomendado en la industria.

Métodos de remediación de pesticidas

Los concentrados de cannabis son cada vez más populares en comparación con los productos florales tradicionales. Con el auge del mercado de derivados del cannabis, los procesadores deben encontrar métodos rentables y eficientes para producir productos concentrados que cumplan con las regulaciones estatales y sean seguros para el consumo humano.

La remediación de pesticidas en concentrados de cannabis se puede lograr con varias metodologías, que incluyen:

Descontaminación microbiana

La descontaminación microbiana es esencial para pasar las pruebas analíticas de altas concentraciones de moho, bacterias y levaduras que pueden ser perjudiciales para los consumidores. La contaminación microbiana puede ocurrir a lo largo de la cadena de suministro, desde los métodos de cosecha, secado y curado hasta el almacenamiento y distribución del producto debido a las condiciones ambientales.

Post cosecha descontaminación microbiana los métodos incluyen:

  • Descontaminación con cámara de ozono: la descontaminación con cámara de ozono se produce en una cámara sellada donde el cannabis se expone al gas ozono. El gas ozono puede dañar las paredes celulares y matar sus componentes internos (ADN, ARN, enzimas, etc.). Se ha demostrado que el gas ozono mata varios microorganismos que se encuentran en el cannabis.
  • Descontaminación de la cámara de rayos X: la descontaminación de la cámara de rayos X coloca la muestra de cannabis en una cámara revestida de plomo para exponerla a radiación electromagnética de alta energía. Cuando el sistema está sellado, los rayos X destruyen los microbios.

Cromatografía Flash

La cromatografía flash se utiliza principalmente en la industria farmacéutica para la purificación, descontaminación y análisis químico. Más recientemente, se ha adoptado en la industria del cannabis para aislar ciertos cannabinoides y remediar sustancias indeseables como pesticidas del concentrado.

La cromatografía flash utiliza medios filtrantes en una columna de cromatografía para eliminar los compuestos no deseados mientras conserva muchos terpenos sin usar productos químicos altamente volátiles como el pentano. Durante la cromatografía flash, el extracto de cannabis se mueve a través de una fase estacionaria en el medio filtrante.

La fase móvil (extracto crudo) pasa a través de los medios. Los compuestos viajarán a través de la fase estacionaria a diferentes velocidades, algunos más lentos o más rápidos que otros. Luego, el compuesto deseado (CBD o THC) se eluye en un recipiente de recolección. La solución debe purgarse del solvente residual para crear un producto final puro.

Los extractos de cannabis pueden contener varios pesticidas, cada uno con diferente polaridad y solubilidad. Si la fase estacionaria tiene una polaridad similar a la del pesticida químico, es posible que los procesadores necesiten realizar varias corridas de remediación de pesticidas con cromatografía flash o utilizar una remediación más agresiva, como la remediación con reactor de vidrio.

Remediación de reactores de vidrio

La remediación del reactor de vidrio consiste en hacer pasar el extracto de cannabis a través de un reactor de vidrio para eliminar pesticidas solubles en agua. La mayoría de los pesticidas son solubles en agua, incluido el miclobutanil, y pueden eliminarse en un reactor de vidrio.

El proceso consiste en mezclar un solvente (pentano o hexano) y un extracto crudo. En el reactor, los cannabinoides no irán al agua. Los compuestos solubles en agua como los pesticidas se precipitarán. Además, también se eliminarán los terpenos para producir el destilado.

Después de mezclar el aceite de cannabis y el solvente, la mezcla se asienta, dejando una capa inferior turbia con un color rosado o rojo. Esta fracción se drenará con el agua por el fondo. La capa superior tiene hexano y aceite de cannabis. El proceso se repite varias veces para extraer la mayor cantidad posible de contaminantes.

En términos de pH, los procesadores generalmente no superan un pH de 10 porque pueden comenzar a extraer THC a ese nivel. Los expertos recomiendan un pH neutro o una ligera variación, dependiendo de los pesticidas en la solución. Un nivel de pH subóptimo puede causar isomerización en el matraz cuando se destila y cambia de color.

El proceso de remediación también requiere una estación de salinización y desalinización para crear y eliminar la solución salina. Los procesadores necesitarán equipo para evaporar la solución. Por ejemplo, California permite un pozo de arena para sacar la sal.

La remediación del reactor de vidrio acelera el proceso en comparación con la cromatografía flash y puede eliminar la mayoría de los pesticidas y contaminantes, produciendo un destilado refinado. Además, la remediación del reactor de vidrio puede resultar en una menor pérdida de rendimiento que en una columna de cromatografía.

Remediación agresiva elimina terpenos y cannabinoides

Planta de cannabis y cera sobre una mesa blanca.

La remediación de pesticidas de cannabis puede usar varios tipos de filtros para eliminar los pesticidas, cada uno con diferentes grados de efectividad en la remediación. Si bien las variantes de filtro más agresivas, como los filtros a base de bentonita, brindan una remediación más fuerte de los contaminantes, se producen a expensas de los cannabinoides y terpenos del extracto.

Encendedor zeolitamedios filtrantes a base de como CRX, por ejemplo, hace un excelente trabajo al remediar el color y otros contaminantes como los pesticidas sin una degradación significativa de los cannabinoides y terpenos. Si es necesaria una remediación más fuerte con pesticidas, puede eliminar los compuestos más valiosos del extracto.

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