대마 CO2 추출: 초임계와 아임계, 압력에 따라 달라지는 추출물, 그리고 가정에서 할 수 없는 이유

JBOWarrior · 9월 27, 2026, 10:48오전

CO2 추출은 이산화탄소를 용제로 써서 건조한 대마나 헴프에서 칸나비노이드(THC, CBD 등)와 테르펜(향 성분)을 뽑아내는 방법입니다. CO2에 높은 압력을 가하면 액체 용제처럼 식물 성분을 녹일 수 있게 됩니다. 압력을 풀면 CO2는 다시 기체가 되어 빠져나가고, 추출물은 수집 용기에 남습니다.

방식은 두 가지입니다. 초임계(supercritical) 추출은 약 31 °C, 74 bar 이상에서 진행합니다. 이 조건에서 CO2는 '초임계 유체’가 되는데, 아래에서 설명합니다. 아임계(subcritical) 추출은 그 지점 아래에서 진행하며, 이때 CO2는 압력을 받은 차가운 액체 상태입니다. 작업자가 압력, 온도, 가동 시간을 정하고, 이 설정에 따라 어떤 성분이 나올지가 결정됩니다. 처음 얻는 산물은 정제 전 추출물로, 업계에서는 '크루드(crude)'라고 부릅니다. 석유에서 나오는 원유(crude oil)와는 아무 관계가 없습니다. 이 추출물은 보통 추가 정제를 거쳐 완제품이 됩니다.

모든 추출 방법의 개요는 대마 추출 해설: 용제 추출과 무용제 추출 비교를 참고하세요. 이 글에서는 CO2 방식의 원리와 발표된 수치가 보여 주는 내용을 설명합니다. 또 이 장비를 집에서 만들어 쓰면 안 되는 이유도 다룹니다.

수치로 보는 임계점

먼저 단위 몇 가지를 정리합니다. bar는 압력 단위입니다. 1 bar는 해수면에서 우리 주변 공기의 압력과 비슷하므로, 74 bar는 그 약 74배입니다. 켈빈(K)은 과학자들이 쓰는 온도 단위이며, 273.15를 빼면 °C가 됩니다. MPa(메가파스칼)도 압력 단위이며, 1 MPa는 10 bar입니다.

모든 물질에는 임계점이 있습니다. 온도와 압력이 이 지점을 넘으면 액체와 기체가 더 이상 별개의 상태로 나뉘지 않습니다. 이때 물질은 하나의 '초임계 유체’가 됩니다. CO2의 기준값은 잘 확립되어 있습니다.

NIST Chemistry WebBook(미국 국립표준기술연구소가 운영하는 온라인 데이터 자료)은 평가를 거친 데이터 세트 중 하나를 근거로 304.18 K(약 31.03 °C), 73.80 bar를 제시합니다.
대마 CO2 추출에 관한 2023년 리뷰 논문은 약 31.1 °C, 7.4 MPa(74 bar)를 제시합니다.

실무에서는 약 31 °C, 74 bar로 기억하면 됩니다.

CO2를 쓰는 이유는 바로 이 낮은 임계 온도에 있습니다. 물도 초임계 상태가 될 수 있지만, 약 647 K(약 374 °C), 22.1 MPa(221 bar)가 되어야 합니다. 그 정도 열이면 섬세한 식물 성분이 파괴됩니다. 같은 리뷰는 식물 원료에 CO2를 쓰는 다른 이유도 듭니다. 불에 타지 않고, 독성이 없으며, 값이 쌉니다. 또 압력이 떨어지면 기체가 되어 제품에서 빠져나갑니다.

역자 주: 태국에서 31 °C는 평범한 오후 기온입니다. 더운 창고나 직사광선 아래 둔 CO2 가스 실린더는 이미 CO2의 임계 온도를 넘은 상태이고, 데워질수록 내부 압력이 올라갑니다. 여러분이나 서비스 업체가 현장에 CO2 실린더를 보관한다면 세워서 체인으로 고정하세요. 또 그늘에 두고 열원에서 멀리 떨어뜨리세요. 목적은 간단합니다. 시원하게 보관한 실린더는 압력이 낮아 가스가 새거나 파손될 가능성이 줄어듭니다.

초임계와 아임계 비교

	아임계	초임계
조건	약 31 °C 미만이거나 74 bar 미만(또는 둘 다)	두 값을 모두 초과
CO2의 상태	압력을 받은 액체	초임계 유체
용해력	낮고 부드러움	높으며, 압력을 바꿔 조절 가능
주된 용도	쉽게 증발하는 향 성분 수집, 저온 가동	성분 전체를 추출하거나 원하는 성분군만 골라 추출
단점	용제가 약해 1회 가동당 추출량이 적음	고압에서는 식물 왁스가 추출물에 더 많이 섞임

판매자들은 흔히 아임계 추출이 테르펜에 더 좋다고 말합니다. 물리적으로 보면 그중 일부는 맞습니다. CO2가 더 차갑고 용해력이 약하니 공정이 더 부드럽습니다. 하지만 특정 추출물에서 이 차이가 얼마나 큰지는 식물 원료와 정확한 설정에 따라 다릅니다. 일반화된 주장은 신중하게 받아들이고, 실제 추출물의 실험실 분석 결과를 요청하세요. 포럼 가이드 대마 분석 인증서(COA) 읽는 법에서 무엇을 확인해야 하는지 알 수 있습니다.

CO2를 조절해 서로 다른 성분을 뽑아낼 수 있는 이유

초임계 영역에서 CO2는 유용한 성질 두 가지를 동시에 가집니다.

밀도(유체가 얼마나 빽빽한지)는 압력이 올라갈수록 액체에 가까워집니다.
점도(얼마나 걸쭉한지, 얼마나 잘 흐르는지)는 기체에 가깝게 유지됩니다. 그래서 식물 원료 사이로 쉽게 스며듭니다.

유체가 얼마나 많이 녹일 수 있는지는 대체로 밀도가 결정합니다. 그래서 압력을 높이면 용제가 강해져 더 많은 종류의 성분을 녹입니다. 압력을 낮추면 용제가 약해져 더 좁은 범위의 성분만 뽑아냅니다.

학술지 Pharmaceuticals에 실린 2022년 산업용 헴프 꽃 연구가 이를 수치로 보여 줍니다. 아래 목표 성분들의 최적 온도는 모두 60 °C였습니다.

모노테르펜은 비교적 낮은 131.2 bar에서 가장 잘 나왔습니다. 모노테르펜은 가벼운 향 성분이며, 미르센(myrcene), 리모넨(limonene), 알파-피넨(alpha-pinene)이 여기에 속합니다.
세스퀴테르펜이 더 많이 든 추출물은 319.7 bar에서 얻었습니다. 세스퀴테르펜은 더 무거운 향 성분이며, 베타-카리오필렌(beta-caryophyllene)이 여기에 속합니다.
CBD 추출량은 284.78 bar에서 가장 많았습니다.
수율(식물 무게 대비 추출물 무게의 비율)은 압력과 온도에 따라 가동마다 0.75%에서 8.83%까지 달랐습니다.

즉 '조절할 수 있다’는 말은 실제로 이런 뜻입니다. 같은 기계라도 설정을 바꾸면 추출물의 화학 조성이 달라집니다. 이 향 성분들이 무엇인지 더 알고 싶다면 대마의 테르펜: 테르펜이란 무엇이고, 건조 후 얼마나 남으며, 어떤 효과 주장이 근거로 뒷받침되는가를 참고하세요.

일부 공정에서는 CO2 흐름에 보조 용제(co-solvent)를 더하는데, 보통 에탄올(식용 등급 알코올)을 씁니다. 이렇게 하면 전체 수율이 올라갑니다. 대마 CO2 추출에 관한 2023년 리뷰에 따르면 보조 용제를 쓰면 공정의 선택성이 떨어집니다. 그래서 추출물에 왁스와 엽록소(녹색 색소)가 더 많이 섞이고, 이것들은 다음 단계에서 제거해야 합니다.

활용 방법: 원료를 추출 서비스에 맡긴다면 어떤 압력, 온도, 보조 용제를 쓸 계획인지 물어보세요. 무엇을 목표로 하는지(향, CBD, 또는 전체 성분)도 확인하세요. 그 답을 들으면 추출물이 여러분이 판매하거나 사용하려는 용도에 맞을지 알 수 있습니다.

윈터라이제이션: 에탄올이 다시 등장하는 정제 단계

더 높은 압력으로 CO2를 가동하면 칸나비노이드와 함께 식물 왁스와 지방도 녹아 나옵니다. 윈터라이제이션(저온 정제)은 네 단계로 이것들을 제거합니다.

정제 전 추출물을 에탄올에 녹입니다.
혼합물을 차갑게 식혀 왁스와 지방이 굳어서 가라앉게 합니다.
차가운 상태 그대로 거릅니다.
에탄올을 증발시켜 날려 보냅니다.

이 점은 라벨을 읽을 때 중요합니다. 'CO2 추출물’은 CO2만 쓴 제품이 아닌 경우가 많습니다. CO2로 얻은 정제 전 추출물에 에탄올 정제 단계를 더한 것일 수 있습니다. 에탄올을 안전하게 다루는 방법은 대마 에탄올 추출: 냉각 에탄올과 상온 에탄올, 윈터라이제이션(저온 정제), 용제 회수, 잔류용제, 화재 안전을 참고하세요.

활용 방법: CO2 추출물을 사거나 추출을 의뢰할 때는 에탄올로 윈터라이제이션을 했는지 물어보세요. 했다면 분석 인증서에 잔류용제 검사 결과를 넣어 달라고 요청하세요. 그래야 제품에 에탄올이 얼마나 남아 있는지 알 수 있습니다.

장점과 단점

장점:

추출 용기 안에 인화성 용제가 없습니다. 압력이 떨어지면 CO2는 기체가 되어 제품에서 빠져나갑니다.
헴프 연구에서 보듯, 작업자가 압력과 온도를 바꿔 어떤 성분이 나올지 조절할 수 있습니다.
열을 쓰는 여러 공정에 비해 작업 온도가 낮습니다.

단점:

고압 장비는 구입비, 검사·인증 비용, 유지보수 비용이 모두 비쌉니다.
설정에 따라 수율이 크게 달라지므로 결과가 작업자의 숙련도에 크게 좌우됩니다.
정제 전 추출물은 여전히 에탄올 윈터라이제이션이 필요한 경우가 많습니다. 그러면 뒤 단계에서 인화성 용제가 다시 공정에 들어옵니다.

역자 주: 태국에서는 현지 조건 두 가지가 위험을 키웁니다. 정전이 나면 고압 가동 도중에 펌프와 냉각기가 멈출 수 있습니다. 실내가 더우면 냉각이 어렵고, 열은 가스 압력을 높입니다. 서비스를 이용한다면 정전 때 시스템이 어떻게 안전하게 멈추는지, 작업실은 어떻게 냉방하는지 물어보세요. 그 답만 들어도 업체가 압력 안전을 얼마나 진지하게 다루는지 바로 알 수 있습니다.

‘가정용 CO2 추출기’

이 주제에서 가장 많이 검색되는 말 중 하나이니 분명하게 답하겠습니다. 초임계 CO2 추출기는 가전제품이 아니며, 기계가 작아져도 이 사실은 변하지 않습니다. 초임계 영역에 들어가는 것만 해도 시스템이 CO2를 약 74 bar 이상으로 유지해야 합니다. 발표된 대마 연구에서 실제 작업 압력은 훨씬 높아서, 앞의 헴프 연구에서는 약 131~320 bar였습니다.

영국 보건안전청(HSE, 작업장 안전을 담당하는 영국 정부 기관)은 압력 시스템 안내서를 발간합니다. 이 안내서는 이런 장비가 고장 났을 때 일어나는 일을 다음과 같이 정리합니다.

압축 가스가 방출되면서 일어나는 폭발
부품 파손과 날아오는 파편으로 인한 부상
방출된 내용물과의 접촉

같은 안내서에 따르면 대부분의 압력 시스템에는 서면 검사 계획(written scheme of examination)이 필요합니다. 이는 자격을 갖춘 사람이 작성하거나 인증한 문서로, 어떤 부품을 얼마나 자주 검사할지 정해 둡니다. 아주 작은 시스템만 면제됩니다. 상업용 CO2 추출기는 이런 틀 안에서 제작, 검사, 운영됩니다. 가격이 그만큼 비싼 큰 이유도 여기에 있습니다.

역자 주: HSE 안내서는 영국에 적용되는 자료입니다. 태국에는 압력 용기와 가스 실린더에 관한 자체 규정이 있습니다. 압력 장비를 설치하거나 운영하기 전에 관련 태국 당국이나 면허를 가진 엔지니어에게 어떤 검사와 등록이 필요한지 문의하세요.

가정 사용자에게는 비용 면에서도 맞지 않는 경우가 대부분입니다. 기계 값에 인증, 유지보수, 꾸준한 CO2 공급, 앞에서 설명한 정제 단계까지 더해야 합니다. 이런 구성은 대량의 원료를 처리하는 생산자를 위한 것입니다.

태국 법도 여기에 제한을 둡니다. 무게 기준으로 THC가 0.2%를 넘는 추출물을 만드는 일은 「대마 또는 헴프 추출물에 관한 부령」(불기 2569년)의 적용을 받습니다. 이 부령은 2026년 4월 26일부터 시행되었습니다. 이 부령에 따른 허가는 다음에만 발급됩니다.

외국인사업법 불기 2542년(1999년)상 '외국인’에 해당하지 않는 태국 법인(등록된 회사 및 이와 비슷한 법적 실체)
국가 기관
태국 적십자사

이 부령에 대한 자세한 설명은 포럼 가이드 태국의 불기 2569년(2026년) 부령 두 건에 있습니다. 이 글은 어떤 기계나 제조사도 추천하거나 비교하지 않습니다.

역자 주: 태국과 동남아시아의 재배자 대부분에게 현실적인 방법은 기계를 사는 것이 아닙니다. 수확물로 추출물을 만들고 싶다면 적법한 태국 허가를 보유한 추출 시설과 함께 작업하세요. 원료를 넘기기 전에 허가증을 보여 달라고 요청하세요. 그래야 수확물과 여러분이 가진 허가 모두 법적 문제 없이 지킬 수 있습니다.

흔한 실수

'초임계’라면 제품이 더 강하다고 생각하는 것. 이 말은 추출하는 동안 용제가 어떤 상태인지를 뜻할 뿐, 완성된 오일의 강도(칸나비노이드 함량)와는 관계가 없습니다. 함량은 분석 인증서에서 확인하세요.
CO2 추출물은 다른 용제와 전혀 닿지 않는다고 생각하는 것. 상당수가 에탄올 윈터라이제이션을 거칩니다. 꼭 물어보고, 잔류용제 결과를 확인하세요.
온도가 낮으면 위험도 낮다고 생각하는 것. CO2 추출의 위험은 열이 아니라 장비 안에 저장된 압력에서 나옵니다.

이 글의 내용대로 실행하기 전에 현행 태국 규정과 압력 장비에 관한 현지 요건을 확인하세요.

참고 문헌

NIST Chemistry WebBook(미국 국립표준기술연구소), 이산화탄소 상변화 데이터: 임계 온도 304.18 K, 임계 압력 73.80 bar. https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C124389&Mask=4
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
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
영국 보건안전청(UK Health and Safety Executive), Pressure systems: A brief guide to safety (INDG261). https://www.hse.gov.uk/pubns/indg261.htm

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