CRYOEXS

Text Maren Wessels

Die Antwort für hochwertige Cannabisextraktion

Cannabis – keine Pflanze hat in den vergangenen zehn Jahren wohl solch einen Imagewandel durchlaufen wie diese. Die Gründe liegen nicht etwa in der Legalisierung der in der Pflanze enthaltenen Wirkstoffe. Vielmehr werden die Inhaltsstoffe der Pflanze auch für die pharmazeutische Industrie immer interessanter, da ihnen eine große therapeutische Wirkung für diverse Krankheiten nachgesagt wird.

Gleichzeitig folgt die pharmazeutische Industrie mit der Nutzung der Pflanze einem wachsenden Trend, vermehrt Starterprodukte pflanzlichen Ursprungs für die Wirkstoffherstellung zu nutzen. Basis für die Gewinnung der Inhaltsstoffe aus der Cannabispflanze ist immer eine hochwertige Extraktion. Vorreiter im Maschinen- und Anlagenbau für Cannabisextraktion ist die international bekannte DEVEX Verfahrenstechnik GmbH – mit Sitz im nordrhein-westfälischen Warendorf. Mit ihren hochwertigen CryoEXS Anlagen zur Gewinnung von Crude Oil setzt DEVEX neue Maßstäbe in der Extraktion von Medical Cannabis.

Die DEVEX Entscheidung zur Ethanol-Extraktion

Um die Inhaltsstoffe der Cannabipflanze extrahieren zu können, werden in der Regel Lösemittel wie Ethanol, CO2 oder Kohlenwasserstoffe verwendet. Während eine Extraktion mit CO2 nach neusten Studien die chemische Zusammensetzung von Cannabiswirkstoffen beeinflusst und verändert, bietet sich der Einsatz von Ethanol als Lösungsmittel nicht nur aufgrund seiner einfachen Handhabung an. Im Vergleich zu anderen Lösungsmitteln wie beispielsweise Butan, bringt Ethanol ein deutlich niedrigeres Toxizitätsrisiko mit sich und gilt somit als sicherer und sauberer. Hinzu kommt, dass Ethanol in der Pharmaindustrie als Lösemittel weit verbreitet ist und eine lange Tradition aufweist. Das macht den Einsatz auch aus Zulassungs- und GMP-Sicht besonders attraktiv. Seine hocheffizienten fett- und wasserlöslichen Eigenschaften kommen besonders bei Pflanzenverbindungen wie Cannabis infrage. Ein weiterer Vorteil des einwertigen Alkohols ist sein Einsatz im Bereich von hohen Minusgraden. In diesem Temperaturbereich verringert sich die Polarität des Ethanols, gleichzeitig kristallisieren Fette und Wachse in der Cannabis-Rohware aus. Das führt dazu, dass unerwünschte Stoffe in der Rohware verbleiben und nicht extrahiert werden. Dadurch kann mit den CryoEXS-Anlagen von DEVEX ein sehr reines und hochwertiges Crude Oil erzeugt werden.

Batch-Verarbeitung als sinnvollste Methode

In der Extraktion und der nachfolgenden Weiterverarbeitung von Medical Cannabis ist die Batch Verarbeitung aus mehreren Gründen die sinnvollste Methode. Medical Cannabis wird in der Regel unter kontrollierten Bedingungen in High-Tech-Indoor-Anlagen angebaut und geerntet und unterscheidet sich dabei in den Inhaltsstoffen und Qualitätsmerkmalen deutlich vom gemein bekannten Industrie-Hanf. Da es sich dennoch auch bei GACP-angebautem Medical Cannabis um einen natürlichen Rohstoff handelt, lassen sich Schwankungen in den Eigenschaften der Pflanze nicht ausschließen. Zudem wird ein Verarbeiter von Cannabis aufgrund der geringen Verfügbarkeit hochwertiger Rohware oft mehr als einen Lieferanten einsetzen müssen. Durch Einsatz neuster Analyseverfahren wie dem Process Analytical Technology (PAT) lassen sich die Eigenschaften der Cannabis-Rohware vor der Extraktion sehr gut identifizieren, sodass eine Batch-Extraktionsanlage wie die CryoEXS von DEVEX immer mit den idealen Parametern für jedes Rohwaren-Batch und dessen Eigenschaften betrieben werden kann. Dies maximiert auf der einen Seite die Ausbeute, auf der anderen Seite werden Risiken durch die Rohstoffschwankungen so gering wie möglich gehalten. Gleichzeitig ist die in der Pharmaindustrie so wichtige Rückverfolgbarkeit in einem Batchprozess deutlich einfacher zu realisieren – vor allem durch den Einsatz moderner Steuerungen nach den Vorgaben von GMP/GAMP.

CryoEXS – alle Schritte in einer Maschine

Mit der Fertigung von Maschinen und Anlagen für die Cannabisindustrie besetzt die DEVEX Verfahrenstechnik einen Bereich, der so vielfältig wie verantwortungsvoll zu betrachten ist. Mit dem CryoEXS liefert das deutsche Maschinenbauunternehmen ein Extraktionssystem auf Ethanolbasis, das von der Lösemittelkühlung über die Extraktion, Ethanol-Rückgewinnung bis hin zur Decarboxylierung alle notwendigen Schritte umfasst. Die Extraktionslinie ist für die Herstellung von API (Active Pharmaceutical Ingredient) ausgelegt und somit auf die strengen Ansprüche sowie Vorgaben der Good Manufacturing Practice der pharmazeutischen Industrie angepasst. Die hohe Reinheit des zurückgewonnenen Ethanols und das Wegfallen zeitraubender und kostenintensiver Winterisierung resultieren in einer deutlichen Zeit- und Kostenersparnis sowie einem nachhaltigeren Verfahren. DEVEX CryoEXS nach Industriemaßstab extrahiert Inhaltsstoffe wie Cannabinoide und Terpene in höchster Qualität. Selbstverständlich wird das CryoEXS außerdem mit einer GMP Dokumentation nach europäischen Richtlinien ausgeliefert. Aktuell erhalten Kunden die Maschine in drei verschiedenen Größen, um Durchsatzleistungen von 10 kg bis 60 kg getrockneter Rohware pro Batch zu verarbeiten. So können die Anlagen von der ersten Produktentwicklung hin zum Scale-Up alle Produktionsmaßstäbe abdecken. Selbstverständlich ist DEVEX auch erster Ansprechpartner für kundenindividuelle Systeme auf Basis von Kryo-Ethanol oder anderen Lösungsmitteln.

Von der Pflanze zum Extrakt: Der Extraktionsprozess mit CryoEXS

Aktive Inhaltsstoffe aus Cannabispflanzen zu extrahieren, unterliegt weltweit besonderen Regularien. Mit dem CryoEXS wird die geerntete und getrocknete Bioware zunächst batchweise in einen Extrakteur gefüllt und mit eiskaltem Ethanol beaufschlagt. Nach kurzer Kontaktzeit wird das Crude Extract, die Mischung aus Lösemittel und gelösten Pflanzenstoffen, abgesaugt. Das restliche Lösemittel wird aus der Biomasse ausgetrieben, kondensiert und kann anschließend wiederverwendet werden. Die nahezu lösemittelfreie Biomasse kann über die üblichen Wege entsorgt werden oder findet Wiedereinsatz in anderen Bereichen. Somit setzt DEVEX auf ein nachhaltiges und kostengünstiges Verfahren in der Cannabisextraktion mit Ethanol. Das eiskalte Ethanol sorgt dafür, dass nur jene Stoffe aus der Cannabispflanze gelöst werden, die im Extrakt oder im Endprodukt gewünscht sind. Unerwünschte Stoffe wie Wachse, Fette oder Wasser bleiben in der Biomasse zurück. Diese Technologie lässt eine aufwändige und kostenintensive Winterisierung sowie Filterung mit einer Entscheidung für CryoEXS überflüssig werden. Kunden, die sich für das Verfahren von DEVEX entscheiden, extrahieren daher nicht nur nachhaltiger, sondern auch wirtschaftlicher und kostengünstiger. Das zwischengepufferte Crude Extract wird im Anschluss an die Extraktion schonend weiterbehandelt. Hier steht zunächst ein Ausdämpfen des Ethanols im Mittelpunkt, indem das Extrakt kontinuierlich einem Verdampfer zugegeben wird. Die dadurch entstehenden Brüden verlassen das Crude Extract und werden im Anschluss kondensiert. Das kondensierte Lösemittel kann daraufhin unter bestimmten Regularien dem Prozess zur Extraktion wieder zugeführt werden. Es entsteht ein harziges Crude Oil, welches bei Raumtemperatur fest wird, sobald das Ethanol dem Crude Extract entzogen wurde. Das CryoEXS bietet im Anschluss die Möglichkeit, das Crude Oil zu decarboxylieren, indem die Säuregruppen der Cannabinoide durch Wärmeeinwirkung abgetrennt werden.

Pre- und Postprocessing von DEVEX

Vor der Extraktion muss die Biomasse idealerweise umgehend nach der Ernte getrocknet werden. Auch hierzu bietet die DEVEX Verfahrenstechnik schonende Verfahren, wie beispielsweise die Vakuum oder Gefriertrocknung. Besonders die Gefriertrocknung bietet den Vorteil einer geringen Verlustrate in der Qualität, was für die empfindlichen Cannabis-Blüten interessant ist. Essenziell für die Qualität des finalen Produktes ist jedoch in erster Linie die Auswahl der Pflanze. Hiermit trifft der Produzent eine essenzielle Entscheidung für die Qualität der nachfolgenden Produkte. Ebenso hochwertig sollten dementsprechend auch die Produktionsanlagen sein, auf denen die Pflanzen weiterverarbeitet werden. Ebenfalls im weiteren Downstream Prozess liefert DEVEX hocheffizientes Equipment. Hier stellt sich insbesondere die Frage, welches Endprodukt der Kunde herstellen möchte: So ist beispielsweise eine Kurzwegdestillation zur weiteren Aufreinigung des Crude Oils nötig. Im Anschluss daran können über weitere Verfahren einzelne Cannabinoide isoliert werden. Gerade bei Cannabis scheint jedoch die Gesamtheit der Pflanze im sogenannten Entourage Effekt den größten Einfluss auf den menschlichen Körper zu haben. Das DEVEX Cryo-Ethanol-Extraktionssystem ist in einem Edelstahlrahmen montiert und wird komplett verrohrt sowie verkabelt geliefert. Es ist nach den Vorgaben des europäischen GMP-Leitfadens konstruiert und gebaut, die Einhaltung der Richtlinie wird durch entsprechende Dokumentation von der Functical Specification bis hin zur Performance Qualification durch den Hersteller bestätigt. Die CryoEXS kann direkt nach Aufstellung und Anschluss an die Hilfsenergien wie Dampf und Kühlwasser eingesetzt werden.

Mehr als 20 Jahre Erfahrung in der Extraktion

Die DEVEX Verfahrenstechnik GmbH ist Experte im Maschinen- und Anlagenbau, wenn es um die Extraktion von Produkten aus der Lebensmittelbranche, der chemischen und pharmazeutischen Industrie oder der Cannabisbranche geht. Dabei entwirft und baut DEVEX schlüsselfertige Maschinen und Anlagen auf höchstem Qualitätsniveau sowie unter Einhaltung nationaler und internationaler Vorschriften wie GMP, die passend auf das Vorhaben von Kunden zugeschnitten sind und sich nahtlos in bestehende Prozesse integrieren. Der Schwerpunkt liegt dabei in der Extraktions-, Eindampfungs- und Trocknungstechnik. Mit Sitz in Deutschland erhalten Kunden höchste Standards und eine Projektbetreuung von erster Minute an aus einer Hand. Qualität „Made in Germany“ hat bereits jetzt weltweit zahlreiche Kunden überzeugt, sich für verfahrenstechnische Anlagen von DEVEX zu entscheiden.