CO2-экстракция извлекает из высушенного каннабиса или конопли каннабиноиды (например, THC и CBD) и терпены (ароматические соединения). Растворителем служит углекислый газ. CO2 сжимают под высоким давлением, и тогда он растворяет вещества растения так же, как жидкий растворитель. Когда давление сбрасывают, CO2 снова становится газом и уходит, а экстракт остаётся в сборной ёмкости.
Есть два режима работы. Сверхкритическая экстракция идёт выше примерно 31 °C и 74 бар. В этих условиях CO2 становится «сверхкритическим флюидом» (что это значит, объяснено ниже). Субкритическая экстракция идёт ниже этой точки, и CO2 остаётся холодной жидкостью под давлением. Оператор выбирает давление, температуру и длительность цикла. От этих настроек зависит, какие соединения попадут в экстракт. Сначала получается сырой экстракт. В отрасли его называют «crude», но к сырой нефти он отношения не имеет. Обычно его дополнительно очищают, и только потом он становится готовым продуктом.
Обзор всех методов экстракции есть в теме Экстракция каннабиса: сравнение сольвентных и бессольвентных методов. Здесь разобрано, как работает метод на CO2 и что показывают опубликованные данные. Отдельно объясняется, почему такую установку не стоит собирать дома.
Критическая точка в цифрах
Сначала о единицах измерения. Бар — единица давления. 1 бар примерно равен давлению воздуха на уровне моря, так что 74 бар — это примерно в 74 раза больше. Кельвин (K) — температурная шкала, которой пользуются учёные. Чтобы перевести кельвины в °C, вычтите 273,15. МПа (мегапаскаль) — ещё одна единица давления: 1 МПа равен 10 бар.
У каждого вещества есть критическая точка — температура и давление, выше которых жидкость и газ перестают быть двумя разными состояниями. Выше этой точки вещество превращается в единый «сверхкритический флюид». Справочные значения для CO2 хорошо известны:
- NIST Chemistry WebBook (онлайн-справочник Национального института стандартов и технологий США) по одному из своих проверенных наборов данных приводит 304,18 K (около 31,03 °C) и 73,80 бар.
- В обзоре 2023 года по CO2-экстракции каннабиса указаны около 31,1 °C и 7,4 МПа (74 бар).
Для практики достаточно запомнить: около 31 °C и 74 бар.
CO2 используют именно потому, что у него низкая критическая температура. Вода тоже может стать сверхкритической, но только примерно при 647 K (около 374 °C) и 22,1 МПа (221 бар). Такой нагрев разрушил бы нежные соединения растения. В том же обзоре названы и другие причины, по которым CO2 подходит для растительного сырья. Он не горит, не токсичен и дёшев, а при сбросе давления уходит из продукта в виде газа.
Примечание переводчика: 31 °C — обычная дневная температура в Таиланде. Баллон с CO2 в жарком сарае или на солнце уже нагрет выше критической температуры CO2, и давление внутри растёт по мере нагрева. Если вы или подрядчик храните баллоны с CO2 на участке, держите их вертикально, закреплёнными цепью, в тени и вдали от источников тепла. Смысл простой: в прохладном баллоне давление ниже, поэтому меньше риск, что сработает сброс газа или баллон разрушится.
Сверхкритическая и субкритическая экстракция
| Субкритическая | Сверхкритическая | |
|---|---|---|
| Условия | Ниже примерно 31 °C и/или ниже 74 бар | Выше обоих значений |
| Состояние CO2 | Жидкость под давлением | Сверхкритический флюид |
| Растворяющая способность | Ниже, процесс мягче | Выше, её можно менять, регулируя давление |
| Типичное применение | Сбор легко испаряющихся ароматических соединений; низкотемпературные циклы | Извлечение всего спектра соединений или только выбранных групп |
| Чем приходится платить | Растворитель слабее, поэтому за цикл получается меньше экстракта | При высоком давлении в экстракт попадает больше растительного воска |
Продавцы часто говорят, что субкритическая экстракция лучше сохраняет терпены. Физика подтверждает это лишь отчасти: CO2 холоднее и слабее, поэтому процесс мягче. Насколько это меняет конкретный экстракт, зависит от сырья и точных настроек. Относитесь с осторожностью к любым общим заявлениям и просите результаты лабораторного анализа именно этого экстракта. На что смотреть в таких результатах, объясняет руководство форума Как читать сертификат анализа каннабиса.
Почему CO2 можно настроить на разные соединения
В сверхкритической области у CO2 одновременно есть два полезных свойства:
- Его плотность (насколько плотно упакованы молекулы флюида) с ростом давления приближается к плотности жидкости.
- Его вязкость (насколько он густой и насколько легко течёт) остаётся близкой к вязкости газа. Поэтому он легко проходит через растительное сырьё.
От плотности во многом зависит, сколько вещества флюид способен растворить. Чем выше давление, тем сильнее растворитель и тем больше видов соединений он растворяет. При более низком давлении растворитель слабее и извлекает более узкий набор веществ.
Что это значит в цифрах, показывает исследование 2022 года по соцветиям технической конопли, опубликованное в журнале Pharmaceuticals. Для каждой из перечисленных ниже целей оптимальной температурой оказалась 60 °C:
- Монотерпены лучше всего извлекались при сравнительно низком давлении 131,2 бар. Монотерпены — это более лёгкие ароматические соединения. К этой группе относятся мирцен, лимонен и альфа-пинен.
- Экстракты с большей долей сесквитерпенов получались при 319,7 бар. Сесквитерпены — более тяжёлые ароматические соединения. К этой группе относится бета-кариофиллен.
- Извлечение CBD было максимальным при 284,78 бар.
- Выход (масса экстракта в процентах от массы сырья) в разных циклах составлял от 0,75 % до 8,83 % в зависимости от давления и температуры.
Значит, слово «настраиваемый» имеет практический смысл: на одной установке при разных настройках получается экстракт разного химического состава. Подробнее об этих ароматических соединениях — в теме Терпены в каннабисе: что это такое, сколько их сохраняется после сушки и какие заявления об эффектах подтверждены исследованиями.
В некоторых процессах в поток CO2 добавляют сорастворитель (co-solvent) — обычно этанол (пищевой спирт). Это повышает общий выход. Обзор 2023 года по CO2-экстракции каннабиса отмечает обратную сторону: с сорастворителем процесс становится менее избирательным. В экстракт попадает больше восков и хлорофилла (зелёного пигмента), и их потом приходится удалять на отдельном этапе.
Как это применить: если вы отдаёте сырьё в сервис экстракции, спросите, какие давление, температуру и сорастворитель там планируют использовать. Уточните и цель: аромат, CBD или всё сразу. По ответу будет понятно, подойдёт ли экстракт для того, что вы собираетесь продавать или использовать.
Винтеризация: этап очистки, на котором снова появляется этанол
При более высоком давлении CO2 растворяет вместе с каннабиноидами растительные воски и жиры. Винтеризация (холодная очистка) удаляет их в четыре шага:
- Растворить сырой экстракт в этаноле.
- Охладить смесь, чтобы воски и жиры затвердели и выпали в осадок.
- Отфильтровать смесь, пока она ещё холодная.
- Выпарить этанол.
Это важно знать, когда читаете этикетку. «CO2-экстракт» часто означает сырой CO2-экстракт, который потом очистили этанолом, а не продукт, полученный только с помощью CO2. О безопасной работе с этанолом читайте в теме Этанольная экстракция каннабиса: холодный и тёплый способы, остаточный растворитель и пожарная безопасность.
Как это применить: когда покупаете или заказываете CO2-экстракт, спросите, проходил ли он винтеризацию этанолом. Если да, попросите показать в лабораторном сертификате результат анализа на остаточные растворители. Так вы узнаете, сколько этанола осталось в продукте.
Преимущества и недостатки
Преимущества:
- В экстракционной ёмкости нет горючего растворителя. При сбросе давления CO2 уходит из продукта в виде газа.
- Оператор может менять набор извлекаемых соединений, регулируя давление и температуру. Это показало исследование по конопле.
- Рабочие температуры низкие по сравнению со многими процессами, где сырьё нагревают.
Недостатки:
- Оборудование высокого давления дорого стоит. Дороги также его освидетельствование, сертификация и обслуживание.
- Выход сильно зависит от настроек, поэтому результат во многом определяется опытом оператора.
- Сырой экстракт часто всё равно приходится винтеризовать этанолом. Так горючий растворитель возвращается в процесс на более позднем этапе.
Примечание переводчика: в Таиланде риск повышают два местных условия. Отключение электричества может остановить насосы и чиллеры (охладители) посреди цикла под высоким давлением. В жарком помещении установку труднее охлаждать, а от жары растёт давление газа. Если пользуетесь услугами сервиса, спросите, как их система безопасно отключается при отключении электроэнергии и как охлаждается помещение. Ответ быстро покажет, насколько серьёзно там относятся к безопасности работы под давлением.
«Домашняя установка для CO2-экстракции»
Это один из самых частых запросов по теме, поэтому ответ прямой. Сверхкритический CO2-экстрактор — не бытовой прибор, даже если модель уменьшенная. Только чтобы войти в сверхкритическую область, система должна держать CO2 под давлением выше примерно 74 бар. В опубликованных исследованиях каннабиса рабочие давления намного выше. В описанной выше работе по конопле это примерно от 131 до 320 бар.
Управление по охране труда Великобритании (HSE — государственный орган, который отвечает за безопасность на рабочих местах) выпускает руководство по системам под давлением. В нём перечислено, к чему приводит отказ такого оборудования:
- взрыв при выходе сжатого газа;
- травмы от разрушившихся деталей и разлетающихся обломков;
- контакт с вырвавшимся содержимым.
В том же руководстве сказано, что для большинства систем под давлением нужна письменная программа освидетельствования (written scheme of examination). Это документ, который составляет или заверяет компетентный специалист. В нём указано, какие части нужно проверять и как часто. Исключение сделано только для очень маленьких систем. Коммерческие CO2-экстракторы изготавливают, проверяют и эксплуатируют по таким правилам, и во многом поэтому они так дорого стоят.
Примечание переводчика: руководство HSE действует в Великобритании. В Таиланде свои правила для сосудов под давлением и газовых баллонов. Прежде чем устанавливать или запускать любое оборудование под давлением, узнайте у профильного тайского ведомства или лицензированного инженера, какое освидетельствование и какая регистрация для него нужны.
Для домашнего пользователя это редко оправдано и по деньгам. Установка, сертификация, обслуживание, постоянные поставки CO2 и описанные выше этапы очистки рассчитаны на производителей, которые перерабатывают большие объёмы сырья.
Есть и ограничение по тайскому закону. Производство экстракта с содержанием THC более 0,2 % по массе регулируется Министерским постановлением об экстрактах каннабиса или конопли B.E. 2569, которое действует с 26 апреля 2026 г. Лицензии по этому постановлению выдают только:
- тайским юридическим лицам (зарегистрированным компаниям и подобным организациям), которые не считаются «иностранными» по Закону о предпринимательской деятельности иностранцев (Foreign Business Act) B.E. 2542 (1999);
- государственным органам;
- Обществу Красного Креста Таиланда.
Подробнее это постановление разобрано в руководстве форума Два министерских постановления Таиланда B.E. 2569 (2026). Эта статья не рекомендует и не сравнивает установки или их производителей.
Примечание переводчика: большинству гроверов в Таиланде и Юго-Восточной Азии не нужно покупать установку. Если хотите получить экстракт из своего урожая, работайте с предприятием по экстракции, у которого есть нужная тайская лицензия. Попросите показать лицензию до того, как передадите сырьё. Так и ваш урожай, и ваша собственная лицензия останутся в рамках закона.
Частые ошибки
- Считать, что «сверхкритический» значит более крепкий продукт. Это слово описывает состояние растворителя во время экстракции, а не крепость готового масла. Крепость проверяйте по лабораторному сертификату.
- Считать, что CO2-экстракты никогда не контактируют с другим растворителем. Многие из них проходят винтеризацию этанолом. Спрашивайте об этом и проверяйте результат анализа на остаточные растворители.
- Считать, что низкая температура означает низкий риск. Главная опасность CO2-экстракции — сжатый газ под высоким давлением, а не нагрев.
Прежде чем что-либо предпринимать на основе этой статьи, проверьте действующие тайские правила и местные требования к оборудованию под давлением.
Источники
-
NIST Chemistry WebBook (Национальный институт стандартов и технологий США), данные о фазовых переходах диоксида углерода: критическая температура 304,18 K, критическое давление 73,80 бар. 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
-
UK Health and Safety Executive, Pressure systems: A brief guide to safety (INDG261). https://www.hse.gov.uk/pubns/indg261.htm
Если вы проводили CO2-экстракцию или обращались в лицензированный сервис экстракции в Таиланде, поделитесь опытом. Задавайте вопросы и пишите под этой темой или в разделе Экстракция и концентраты.