Bei der CO2-Extraktion werden Cannabinoide (zum Beispiel THC und CBD) und Terpene (die Aromastoffe) mit Kohlendioxid als Lösungsmittel aus getrocknetem Cannabis oder Hanf gelöst. Das CO2 wird so stark unter Druck gesetzt, dass es Pflanzenstoffe ähnlich wie ein flüssiges Lösungsmittel aufnimmt. Wird der Druck abgelassen, wird das CO2 wieder zu Gas und entweicht. Der Extrakt bleibt im Auffangbehälter zurück.
Es gibt zwei Arbeitsweisen. Die superkritische Extraktion läuft oberhalb von etwa 31 °C und 74 bar. Dort wird CO2 zu einem „überkritischen Fluid“, das weiter unten erklärt wird („überkritisch“ und „superkritisch“ bedeuten dasselbe). Die subkritische Extraktion läuft unterhalb dieses Punkts, mit CO2 als kalter Flüssigkeit unter Druck. Der Betreiber wählt Druck, Temperatur und Laufzeit. Diese Einstellungen bestimmen, welche Stoffe herausgelöst werden. Das erste Produkt ist ein Rohextrakt. In der Branche heißt er „crude“, hat aber nichts mit Rohöl aus Erdöl zu tun. Meist wird er weiter gereinigt, bevor daraus ein fertiges Produkt wird.
Einen Überblick über alle Extraktionsverfahren finden Sie unter Cannabis-Extraktion erklärt: Verfahren mit und ohne Lösungsmittel im Vergleich. Dieser Beitrag erklärt, wie das CO2-Verfahren funktioniert, was die veröffentlichten Zahlen zeigen und warum Sie so eine Anlage nicht zu Hause bauen sollten.
Der kritische Punkt in Zahlen
Zuerst ein paar Einheiten. Bar ist eine Einheit für Druck. 1 bar entspricht ungefähr dem Luftdruck auf Meereshöhe, 74 bar sind also etwa das 74-Fache. Kelvin (K) ist eine Temperaturskala aus der Wissenschaft. Ziehen Sie 273,15 ab, dann erhalten Sie °C. MPa (Megapascal) ist eine weitere Druckeinheit, und 1 MPa entspricht 10 bar.
Jeder Stoff hat einen kritischen Punkt. Das ist eine bestimmte Kombination aus Temperatur und Druck. Darüber gibt es keine getrennte Flüssigkeit und kein getrenntes Gas mehr. Der Stoff wird zu einem einzigen „überkritischen Fluid“. Für CO2 sind die Referenzwerte gut belegt:
- Das NIST Chemistry WebBook nennt aus einem seiner geprüften Datensätze 304,18 K (etwa 31,03 °C) und 73,80 bar. Das WebBook ist eine Online-Datensammlung des US National Institute of Standards and Technology, der US-Bundesbehörde für Normen und Messtechnik.
- Ein Übersichtsartikel von 2023 zur CO2-Extraktion aus Cannabis nennt etwa 31,1 °C und 7,4 MPa (74 bar).
Für die Praxis können Sie sich etwa 31 °C und 74 bar merken.
Gerade wegen dieser niedrigen kritischen Temperatur wird überhaupt CO2 verwendet. Auch Wasser kann überkritisch werden, allerdings erst bei rund 647 K (etwa 374 °C) und 22,1 MPa (221 bar). Diese Hitze würde empfindliche Pflanzenstoffe zerstören. Derselbe Übersichtsartikel nennt weitere Gründe, warum CO2 für Pflanzenmaterial eingesetzt wird. Es brennt nicht, ist ungiftig und günstig. Außerdem verlässt es das Produkt als Gas, sobald der Druck sinkt.
Anmerkung der Übersetzung: 31 °C sind in Thailand an einem ganz gewöhnlichen Nachmittag normal. Eine CO2-Gasflasche in einem heißen Schuppen oder in der prallen Sonne liegt also bereits über der kritischen Temperatur von CO2. Mit der Wärme steigt auch der Druck in der Flasche. Falls Sie selbst oder ein Dienstleister CO2-Flaschen vor Ort lagern, stellen Sie sie aufrecht hin, sichern Sie sie mit einer Kette und lagern Sie sie im Schatten und fern von Wärmequellen. Der Zweck ist einfach: In einer kühlen Flasche ist der Druck niedriger, deshalb bläst sie seltener ab und versagt seltener.
Superkritisch oder subkritisch
| Subkritisch | Superkritisch | |
|---|---|---|
| Bedingungen | Unter etwa 31 °C und/oder unter 74 bar | Über beiden Werten |
| Zustand des CO2 | Flüssigkeit unter Druck | Überkritisches Fluid |
| Lösekraft | Geringer, schonender | Höher, über den Druck einstellbar |
| Typischer Einsatz | Gewinnung der leicht flüchtigen Aromastoffe; Läufe bei niedriger Temperatur | Gewinnung des gesamten Stoffspektrums oder gezielt ausgewählter Stoffgruppen |
| Nachteil | Schwächeres Lösungsmittel, daher weniger Extrakt pro Lauf | Bei hohem Druck gelangt mehr Pflanzenwachs in den Extrakt |
Verkäufer behaupten oft, die subkritische Extraktion sei besser für Terpene. Die Physik bestätigt einen Teil davon. Das CO2 ist kälter und löst schwächer, deshalb ist der Prozess schonender. Wie viel das bei einem bestimmten Extrakt ausmacht, hängt aber vom Pflanzenmaterial und den genauen Einstellungen ab. Seien Sie bei pauschalen Aussagen vorsichtig und lassen Sie sich stattdessen die Laborergebnisse des konkreten Extrakts zeigen. Worauf Sie dabei achten sollten, erklärt der Forumsbeitrag So lesen Sie ein Cannabis-Analysezertifikat.
Warum sich CO2 auf verschiedene Stoffe einstellen lässt
Im überkritischen Bereich hat CO2 gleichzeitig zwei nützliche Eigenschaften:
- Seine Dichte (wie eng das Fluid gepackt ist) nähert sich mit steigendem Druck der einer Flüssigkeit an.
- Seine Viskosität (wie zäh es ist und wie leicht es fließt) bleibt nahe an der eines Gases. Deshalb dringt es leicht durch das Pflanzenmaterial.
Wie viel ein Fluid lösen kann, hängt vor allem von seiner Dichte ab. Höherer Druck ergibt also ein stärkeres Lösungsmittel, das mehr Arten von Stoffen löst. Niedrigerer Druck ergibt ein schwächeres Lösungsmittel, das eine engere Auswahl herauslöst.
Eine Studie von 2022 an Blüten von Industriehanf zeigt das in Zahlen. Sie erschien in der Fachzeitschrift Pharmaceuticals. Die beste Temperatur lag für jedes der folgenden Ziele bei 60 °C:
- Monoterpene wurden am besten bei vergleichsweise niedrigen 131,2 bar gewonnen. Monoterpene sind die leichteren Aromastoffe. Zu dieser Gruppe gehören Myrcen, Limonen und alpha-Pinen.
- Extrakte mit mehr Sesquiterpenen entstanden bei 319,7 bar. Sesquiterpene sind schwerere Aromastoffe. Zu dieser Gruppe gehört beta-Caryophyllen.
- Die CBD-Ausbeute war bei 284,78 bar am höchsten.
- Die Ausbeute (Gewicht des Extrakts im Verhältnis zum Pflanzengewicht) lag je nach Druck und Temperatur zwischen 0,75 % und 8,83 %.
„Einstellbar“ heißt also ganz praktisch: Mit derselben Maschine und anderen Einstellungen erhalten Sie einen Extrakt mit anderer chemischer Zusammensetzung. Mehr über diese Aromastoffe erfahren Sie unter Terpene in Cannabis: Was sie sind, wie viel die Trocknung übersteht und welche Wirkungsaussagen die Evidenz stützt.
Manche Verfahren geben zusätzlich ein Co-Lösungsmittel in den CO2-Strom. Meist ist das Ethanol (Alkohol in Trinkqualität). Dadurch steigt die Gesamtausbeute. Ein Übersichtsartikel von 2023 zur CO2-Extraktion aus Cannabis weist darauf hin, dass ein Co-Lösungsmittel den Prozess weniger selektiv macht. Der Extrakt enthält dann mehr Wachse und Chlorophyll (den grünen Blattfarbstoff). Beides muss in einem späteren Schritt wieder entfernt werden.
Was Sie damit tun können: Wenn Sie Material zu einem Extraktionsdienstleister schicken, fragen Sie nach dem geplanten Druck, der Temperatur und dem Co-Lösungsmittel. Fragen Sie auch, worauf er abzielt: Aroma, CBD oder alles. An der Antwort sehen Sie, ob der Extrakt zu dem passt, was Sie verkaufen oder verwenden möchten.
Winterisierung: der Reinigungsschritt, bei dem wieder Ethanol ins Spiel kommt
CO2-Läufe mit höherem Druck lösen neben den Cannabinoiden auch Pflanzenwachse und Fette. Die Winterisierung entfernt sie in vier Schritten:
- Den Rohextrakt in Ethanol lösen.
- Die Mischung kühlen, damit Wachse und Fette fest werden und ausfallen.
- Die Mischung filtern, solange sie noch kalt ist.
- Das Ethanol abdampfen.
Das ist wichtig, wenn Sie ein Etikett lesen. „CO2-Extrakt“ bedeutet oft CO2-Rohextrakt plus einen Reinigungsschritt mit Ethanol, nicht CO2 allein. Wie Ethanol sicher gehandhabt wird, lesen Sie unter Ethanol-Extraktion von Cannabis: kaltes oder raumtemperiertes Ethanol, Winterisierung, Lösungsmittelrückgewinnung, Restlösungsmittel und Brandschutz.
Was Sie damit tun können: Wenn Sie einen CO2-Extrakt kaufen oder in Auftrag geben, fragen Sie, ob er mit Ethanol winterisiert wurde. Falls ja, verlangen Sie im Laborzertifikat einen Test auf Restlösungsmittel. So wissen Sie, wie viel Ethanol noch im Produkt steckt.
Vor- und Nachteile
Vorteile:
- Im Extraktionsbehälter befindet sich kein brennbares Lösungsmittel. Sinkt der Druck, verlässt das CO2 das Produkt als Gas.
- Über Druck und Temperatur kann der Betreiber steuern, welche Stoffe herausgelöst werden. Das zeigt die Hanfstudie.
- Die Arbeitstemperaturen sind niedrig im Vergleich zu vielen Verfahren, die mit Hitze arbeiten.
Nachteile:
- Hochdruckanlagen sind teuer in der Anschaffung, bei Prüfung und Zertifizierung und in der Wartung.
- Die Ausbeute schwankt stark mit den Einstellungen. Das Ergebnis hängt deshalb sehr vom Können des Betreibers ab.
- Der Rohextrakt muss oft noch mit Ethanol winterisiert werden. Damit kommt in einem späteren Schritt doch wieder ein brennbares Lösungsmittel in den Prozess.
Anmerkung der Übersetzung: In Thailand erhöhen zwei örtliche Bedingungen das Risiko. Stromausfälle können Pumpen und Kühlaggregate mitten in einem Hochdrucklauf stoppen. In heißen Räumen ist die Kühlung schwieriger, und Wärme erhöht den Gasdruck. Wenn Sie einen Dienstleister beauftragen, fragen Sie, wie seine Anlage bei einem Stromausfall sicher abschaltet und wie der Raum gekühlt wird. An der Antwort erkennen Sie schnell, wie ernst er die Drucksicherheit nimmt.
„CO2-Extraktionsmaschine für zu Hause“
Das ist eine der häufigsten Suchanfragen zu diesem Thema, deshalb hier eine klare Antwort. Ein superkritischer CO2-Extraktor ist kein Haushaltsgerät, und daran ändert auch eine kleinere Maschine nichts. Allein um den überkritischen Bereich zu erreichen, muss die Anlage CO2 über etwa 74 bar halten. In den veröffentlichten Cannabis-Studien liegen die Arbeitsdrücke deutlich höher. In der oben genannten Hanfstudie waren es etwa 131 bis 320 bar.
Die britische Health and Safety Executive (HSE, die staatliche Behörde für Arbeitssicherheit im Vereinigten Königreich) veröffentlicht einen Leitfaden zu Drucksystemen. Er nennt, was passiert, wenn solche Anlagen versagen:
- eine Druckwelle, wenn das verdichtete Gas freigesetzt wird;
- Verletzungen durch versagende Bauteile und umherfliegende Trümmer;
- Kontakt mit dem freigesetzten Inhalt.
Derselbe Leitfaden erklärt, dass die meisten Drucksysteme einen schriftlichen Prüfplan (written scheme of examination) brauchen. Dieses Dokument wird von einer sachkundigen Person erstellt oder bestätigt. Es legt fest, welche Teile geprüft werden müssen und wie oft. Nur sehr kleine Systeme sind davon ausgenommen. Kommerzielle CO2-Extraktoren werden in einem solchen Rahmen gebaut, geprüft und betrieben. Das erklärt zu einem großen Teil ihren hohen Preis.
Anmerkung der Übersetzung: Der HSE-Leitfaden gilt für das Vereinigte Königreich. Thailand hat eigene Vorschriften für Druckbehälter und Gasflaschen. Bevor Sie eine Druckanlage aufstellen oder betreiben, fragen Sie die zuständige thailändische Behörde oder einen zugelassenen Ingenieur, welche Prüfung und Registrierung nötig sind.
Auch finanziell lohnt es sich für Privatanwender selten. Maschine, Zertifizierung, Wartung, eine stetige CO2-Versorgung und die oben beschriebenen Reinigungsschritte – dieses Gesamtpaket ist auf Produzenten ausgelegt, die große Mengen Material verarbeiten.
Das thailändische Recht setzt zudem eine Grenze. Für die Herstellung eines Extrakts mit mehr als 0,2 Gewichtsprozent THC gilt die Ministerialverordnung über Cannabis- oder Hanfextrakte B.E. 2569, die seit dem 26. April 2026 in Kraft ist. Lizenzen nach dieser Verordnung erhalten nur:
- thailändische juristische Personen (eingetragene Unternehmen und ähnliche Rechtsträger), die nach dem Foreign Business Act (FBA) B.E. 2542 (1999) nicht als „ausländisch“ gelten;
- staatliche Stellen;
- das Thailändische Rote Kreuz.
Der Forumsbeitrag Thailands zwei Ministerialverordnungen von B.E. 2569 (2026) erklärt diese Verordnung ausführlicher. Dieser Beitrag empfiehlt oder vergleicht keine Maschinen oder Hersteller.
Anmerkung der Übersetzung: Für die meisten Anbauer in Thailand und Südostasien ist der Kauf einer Maschine nicht der praktische Weg. Wenn Sie aus Ihrer Ernte einen Extrakt herstellen lassen möchten, arbeiten Sie mit einem Extraktionsbetrieb, der die passende thailändische Lizenz hat. Lassen Sie sich die Lizenz zeigen, bevor Sie Material übergeben. So bleiben Ihre Ernte und Ihre eigene Lizenz rechtlich auf der sicheren Seite.
Häufige Fehler
- Zu glauben, „superkritisch“ bedeute ein stärkeres Produkt. Das Wort beschreibt den Zustand des Lösungsmittels während der Extraktion, nicht die Stärke des fertigen Öls. Prüfen Sie die Wirkstoffgehalte im Laborzertifikat.
- Zu glauben, CO2-Extrakte kämen nie mit einem anderen Lösungsmittel in Berührung. Viele werden mit Ethanol winterisiert. Fragen Sie nach und prüfen Sie das Ergebnis zum Restlösungsmittel.
- Zu glauben, niedrige Temperatur bedeute geringes Risiko. Die Gefahr bei der CO2-Extraktion ist der gespeicherte Druck, nicht die Hitze.
Bevor Sie auf Grundlage dieses Beitrags handeln, prüfen Sie die aktuellen thailändischen Vorschriften und die örtlichen Anforderungen an Druckanlagen.
Quellen
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NIST Chemistry WebBook (US National Institute of Standards and Technology), Daten zu Phasenübergängen von Kohlendioxid: kritische Temperatur 304,18 K, kritischer Druck 73,80 bar. https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C124389&Mask=4
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de Aguiar A.C., Vardanega R., Viganó J., Silva E.K. (2023). Supercritical Carbon Dioxide Technology for Recovering Valuable Phytochemicals from Cannabis sativa L. and Valorization of Its Biomass for Food Applications. Molecules 28(9): 3849. https://doi.org/10.3390/molecules28093849
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Jokić S., Jerković I., Pavić V., Aladić K., Molnar M., Jakovljević Kovač M., Vladimir-Knežević S. (2022). Terpenes and Cannabinoids in Supercritical CO2 Extracts of Industrial Hemp Inflorescences: Optimization of Extraction, Antiradical and Antibacterial Activity. Pharmaceuticals 15(9): 1117. https://doi.org/10.3390/ph15091117
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UK Health and Safety Executive, Pressure systems: A brief guide to safety (INDG261). https://www.hse.gov.uk/pubns/indg261.htm
Haben Sie schon selbst eine CO2-Extraktion durchgeführt oder in Thailand einen lizenzierten Extraktionsdienstleister genutzt? Stellen Sie Ihre Fragen und teilen Sie Ihre Erfahrungen direkt unter diesem Beitrag oder im Bereich Extraktion und Konzentrate.