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Qué hacer con la biomasa sobrante

Qué hacer con la biomasa sobrante: usos de la biomasa de cannabis extraída

Campo de hierba de cáñamo

A medida que la industria del cannabis crece a una velocidad vertiginosa, las regulaciones estatales y federales y las inversiones en tecnología, infraestructura e investigación para la eliminación de desechos se han quedado atrás del rápido ritmo de crecimiento. La extracción de cannabis se ha convertido en un segundo cercano y, a veces, líder en el segmento de productos en algunos mercados de cannabis.

El fuerte crecimiento de la extracción de cannabis satisface la creciente demanda de derivados de THC y CBD como concentrados, comestibles, tópicos y más. Sin embargo, la biomasa sobrante utilizada para extraer los cannabinoides y terpenos de la planta no se ha utilizado en gran medida. Los productores y procesadores de cannabis ahora están viendo las muchas posibles fuentes de ingresos de la biomasa gastada.

¿Qué es la biomasa de cannabis?

La biomasa de cannabis se refiere técnicamente a los tallos, las hojas y los tallos de la planta, no a los botones florales, aunque muchos en la industria usan el término para incluir las flores secas en la definición de biomasa. Las instalaciones de procesamiento de cannabis procesan la biomasa de cannabis utilizando solventes en un extractor de circuito cerrado o métodos sin solventes para aislar los cannabinoides y terpenos de la planta.

Los cannabinoides y terpenos de las glándulas resinosas de tricomas de la planta se concentran y refinan para su uso en varios productos infundidos, incluidos concentrados (shatter, live resin, aislado, destilado, etc.), comestibles, tópicos, tinturas y otros productos derivados. Al final del proceso, la biomasa gastada generalmente se elimina de acuerdo con las regulaciones estatales y federales.

Los procesos de extracción de cannabis que utilizan disolventes como hidrocarburos ligeros (butano y propano) o etanol pueden producir restos de biomasa que pueden ser peligrosos para el medio ambiente si se desechan indiscriminadamente en un vertedero. La Agencia de Protección Ambiental (EPA) regula la eliminación de desechos peligrosos. Los procesadores primero deben asegurarse de que sus desechos sean peligrosos mediante el análisis del material.

Los residuos de biomasa de cannabis se están convirtiendo en un problema

La industria del cannabis es notoria por su generación de desechos debido a las estrictas restricciones estatales y federales y la falta de infraestructura y tecnología para la eliminación rentable de desechos. Los desechos de cannabis pueden provenir de envases a prueba de niños o material de biomasa gastado después de una extracción.

Solo en 2020, las estimaciones indican que hubo 135 millones de libras de cáñamo sobrante a lo largo de la nación. Si bien la biomasa gastada tiene mucho valor monetario e impacto en la sustentabilidad, muchas regulaciones estatales impiden que los productores o procesadores usen o vendan la biomasa, especialmente si se considera un desecho peligroso.

Una encuesta de más de 8,000 productores de cáñamo realizada por Whitney Economics encontró que el 48 % de los agricultores tenían biomasa sobrante de las operaciones del año. En promedio, los agricultores de cáñamo tenían alrededor de 24,795 libras de aceite de cáñamo y sobrantes procesados ​​e incluso más biomasa sobrante del año anterior debido al exceso de oferta.

Una de las razones por las que la biomasa de cáñamo se está acumulando es la reciente legalización de la industria. La Ley Agrícola de 2018 legalizó la producción de cáñamo industrial, lo que provocó una oleada de agricultores que querían cultivar cáñamo en 2019. La avalancha de nuevos agricultores de cáñamo provocó un exceso de oferta, que satisfizo con creces la ya alta demanda de productos de CBD derivados del cáñamo, pero dejó mucho de biomasa en almacenamiento.

Hasta enero de 2021, el Departamento de Agricultura de EE. UU. (USDA) no tenía reglas finales sobre el cultivo de cáñamo industrial y la eliminación de desechos de plantas que exceden el límite de THC especificado. A principios de año, el USDA eliminó la necesidad de que un distribuidor inverso de la DEA o un funcionario encargado de hacer cumplir la ley dispusieran de las plantas.

Ahora, los agricultores de cáñamo pueden utilizar las prácticas tradicionales de eliminación de residuos agrícolas. Opciones de eliminación incluir el arado de la biomasa bajo el suelo, el mulching o compostaje de cáñamo, el disco, la labranza, la siega, el enterramiento o la quema de la biomasa sobrante. Sin embargo, el departamento de agricultura de cada estado puede presentar sus propias reglas para la aprobación federal o usar las del USDA.

A pesar del avance de las regulaciones para la eliminación de desechos de cannabis, todavía hay muchos obstáculos que las empresas de extracción de cannabis deben superar para eliminar la biomasa de cannabis sobrante, incluido el análisis de material para detectar moho, THC o pesticidas. Sin embargo, la investigación científica está allanando el camino para nuevos usos de la biomasa gastada.

¿Qué se puede hacer con la biomasa de cannabis extraída?

Extracto de hoja de marihuana

Actualmente, la mayor parte de la biomasa de cannabis posterior a la extracción se desecha, desperdiciando su potencial inherente en varias industrias. A medida que crece el problema de los residuos de cannabis, se exploran nuevos métodos de eliminación para el uso versátil de la biomasa sobrante en la construcción, la impresión 3D, el cultivo, el envasado sostenible, los biocombustibles y más aplicaciones industriales.

En lugar de desperdiciar cientos de miles de material de cannabis gastado, tiempo y dinero, los agricultores optan cada vez más por vender su biomasa gastada a varios proveedores externos o procesar su biomasa gastada en el sitio para diferentes usos. El creciente número de usos del material vegetal antiguo puede compensar el cambio climático, reducir las emisiones de combustible y generar flujos de ingresos adicionales para los productores.

Los científicos e ingenieros están desarrollando tecnologías y propósitos alternativos para el uso seguro y rentable del material de cannabis posterior a la extracción. En el laboratorio, los investigadores han demostrado el uso del material en la creación de biocombustibles o para el secuestro de carbono de la atmósfera.

El cannabis utilizado para extraer THC y el cáñamo utilizado para la extracción de CBD se pueden convertir en varios productos útiles. A continuación, cubrimos algunos de los usos más emocionantes del material de cannabis sobrante, que pueden incluir:

  • Compost y mantillo
  • Hempcrete
  • Contrachapado derivado del cáñamo
  • Papel
  • Alternativa de alimentación
  • espumas industriales
  • biocombustible

Biomasa de cáñamo como compost

La extracción de cannabis que utiliza solventes como hidrocarburos o etanol no es una fuente ideal para el compost, ya que puede contaminarse con solventes residuales después del proceso de extracción. En cambio, estos pueden clasificarse como desechos peligrosos y requieren prácticas especiales de eliminación según las reglamentaciones estatales y federales.

Sin embargo, la extracción de cáñamo con etanol puede ser una buena fuente potencial para el compost, ya que el etanol puede evaporarse rápidamente del material y la humedad del compost puede compensar los riesgos potenciales del uso de etanol en el compost. La biomasa de cáñamo procesada adecuadamente puede ser una alternativa asequible a otras fuentes de compost.

Acolchado con restos de cannabis

El mantillo con material de cannabis sobrante después de la extracción es una forma sencilla de reducir el desperdicio. En comparación con los materiales de mantillo tradicionales, la biomasa gastada puede funcionar bien en jardines al aire libre o lechos elevados. Algunos productores optan por voltear el material con frecuencia para evitar que el gas solvente quede atrapado en el material.

Biomasa de cáñamo como alimento para ganado

La biomasa de cáñamo sobrante también se ha considerado como una alternativa de alimentación para el ganado. Por ejemplo, la biomasa de cáñamo que contiene etanol podría ser un complemento alimenticio asequible. Los agricultores pueden dejar el cáñamo gastado al sol para eliminar el exceso de contenido de etanol y el olor que puede ahuyentar a los animales. Sin embargo, dependiendo del ganado, debe usar alimentos aprobados por el USDA.

A estudio por investigadores de la Universidad Estatal de Oregón probaron los efectos sobre la salud y el rendimiento de alimentar a los corderos con biomasa de cáñamo usada en lugar de alfalfa. La biomasa de cáñamo usada tiene niveles de proteína similares y un mayor contenido de grasa que la alfalfa. Los investigadores también querían determinar si algún residuo de cannabinoides terminaba en la carne.

Durante el estudio, las ovejas fueron alimentadas con un 10 % o un 20 % de cáñamo durante cuatro u ocho semanas. Después de la marca de ocho semanas, las ovejas que fueron alimentadas con cáñamo comieron más que las ovejas que comieron solo alfalfa. Al alimentar vacas lecheras con un 15 % de cáñamo durante cuatro semanas, las vacas produjeron más leche con un poco menos de grasa.

En una reunión de la American Chemical Society en 2021, los investigadores dijeron que "el 10% (biomasa de cáñamo sobrante) se puede incluir en las dietas de los rumiantes sin causar ningún efecto perjudicial en el rendimiento con un posible efecto positivo en la ingesta de alimento".

Pectina de cáñamo en madera contrachapada y madera

En 2021, los investigadores de Universidad de Virginia Tech probó si la pectina, un subproducto gelatinoso de la extracción de cannabis, podría fortalecer la madera contrachapada. La pectina se encuentra en las paredes de las células vegetales y se utilizó

“como agente modificador en la producción de materiales a base de madera, como madera contrachapada y madera compuesta estructural”. Los resultados aún se están analizando, pero los investigadores han descubierto que la pectina de cáñamo podría ser una alternativa asequible a los materiales no sostenibles.

Lignina vegetal para impresión 3D

La lignina es un polímero orgánico complejo que se encuentra en las paredes celulares de las plantas para proporcionar su forma rígida y leñosa. Investigadores del Laboratorio Nacional Oak Ridge del Departamento de Energía de EE. UU. han creado un proceso innovador para materia prima de impresión 3D que podría usar leña, un desecho común de la biomasa gastada. Los investigadores combinaron la "lignina de madera dura estable a la fusión con un filtro de carbono y nailon de bajo punto de fusión" para acelerar el proceso de impresión 3D y crear un producto más resistente.

El cáñamo como espuma industrial sostenible

Las regulaciones de envasado y etiquetado de cannabis han aumentado la necesidad de opciones de envasado alternativas y sostenibles. La gran mayoría de las espumas para embalaje se fabrican con productos petroquímicos, que pueden tener un impacto nocivo en el medio ambiente.

La investigación de SRUC y la Universidad Técnica de Riga (RTU) en Letonia muestra que los desechos de la biomasa de madera y cáñamo se pueden convertir en espumas industriales utilizado en embalaje para aislamiento y amortiguación. Las espumas creadas a partir de biomasa pueden reducir los niveles de CO2 atmosférico.

Al comparar el rendimiento entre espumas a base de madera y cáñamo, el cáñamo mostró una mejor degradación térmica, porosidad, conductividad térmica y respuesta mecánica. Esta investigación muestra la promesa de las espumas derivadas del cáñamo sobre las espumas a base de petróleo en varios usos industriales.

Biomasa de cáñamo extraída para hormigón de cáñamo

Hempcrete está hecho de cal y cáñamo y está mostrando usos prometedores en la construcción de pisos, paredes y aislamiento de edificios. El rebaño interior del cáñamo tiene una concentración de sílice relativamente alta, lo que hace que se una más eficazmente con su aglutinante de cal. Este proceso produce un material ligero y aislante que pesa considerablemente menos que el hormigón.

Si bien el cáñamo no es lo suficientemente fuerte como para usarse como estructura de cimientos, tiene muchos más usos posibles. Hempcrete es un material transpirable que permite que la humedad escape y reduce el riesgo de moho. También puede eliminar el carbono del aire, especialmente en comparación con alternativas como la fibra de vidrio que tiene una huella de carbono alta.

El cáñamo como biocombustible

Montón de hojas de marihuana

El cáñamo tiene varios usos industriales y sostenibles, incluida su conversión en biocombustible para reemplazar los combustibles fósiles como el carbón. Sin embargo, no existe la infraestructura necesaria para convertir los subproductos del cáñamo en una fuente de combustible sostenible. Los agricultores no tienen instalaciones de procesamiento cercanas que puedan hacer rentable el transporte del gran volumen de cáñamo.

En 2010, una estudio de la Universidad de Connecticut descubrió que el cáñamo industrial podría ser una buena fuente de combustible diésel sostenible. Los investigadores descubrieron que las semillas de cáñamo podrían producir combustible diesel. En el estudio, el 97 % del aceite de cáñamo se convirtió en combustible.

Un más estudio reciente del Reino Unido probó cultivares de doble propósito que podrían convertirse mejor en biocombustibles en función de sus características de fibra y aceite. Los investigadores estudiaron cinco variedades que solo producían fibra y cinco cultivares que producían fibra y grano. Los cultivares de doble propósito tenían el mejor potencial para la conversión de biocombustibles.

Jian Shi, jefe del grupo de investigación, dijo que “estas evaluaciones combinadas muestran que el cáñamo industrial tiene un potencial significativo para convertirse en un cultivo comercial regional prometedor para producir biocombustibles y productos de valor agregado. Se necesita más investigación sobre las propiedades agronómicas del cultivo, el procesamiento posterior a la cosecha, la conversión de biocombustibles y otros posibles coproductos del cáñamo”.

La industria del cannabis se centra en las energías renovables

Los investigadores y los reguladores están empezando a centrarse más en el potencial para crear energía renovable, compensar las emisiones de gases de efecto invernadero y producir materiales sostenibles para diversas industrias utilizando lo que antes se consideraba un desecho. La biomasa gastada puede agregar muchas más fuentes de ingresos para un mercado en evolución plagado de regulaciones onerosas.

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