Του Χαράλαμπου Γεωργίου, Χημικός Μηχανικός
Η βιομηχανική κάνναβη αναφέρεται σε οποιοδήποτε φυτό παράγωγο της Cannabis sativa L., που χαρακτηρίζεται από το περιεχόμενο ποσοστό της σε τετραυδροκανναβινόλη (THC), το οποίο είναι λιγότερο από 0,2%.
Το THC είναι το ψυχοδραστικό και παράνομο συστατικό της κάνναβης. Ο περιορισμός αυτός σε THC, την καθιστά κατάλληλη για βιομηχανική χρήση, χωρίς την ψυχοτροπήδράση που σχετίζεται με υψηλά επίπεδα THC.
Η χαμηλή περιεκτικότητα σε THC, οφείλεται τόσο στη γενετική ποικιλία των σπόρων όσο και στις τεχνικές καλλιέργειας. Οιαγρότες χρησιμοποιούν πρακτικές καλλιέργειας, ακολουθούνκανονισμούς και πραγματοποιούν τακτικούς ελέγχους για να διασφαλίσουν ότι τα επίπεδα THC παραμένουν κάτω από το νομικό όριο.
Τα κανναβινοειδή και τα τερπένια αποτελούν μοναδικές χημικές ενώσεις που βρίσκονται μόνο στην κάνναβη (Cannabis sativa L). Τα κανναβινοειδή έχουν ιατρικές εφαρμογές, ενώ τα τερπένια προσδίδουν τα χαρακτηριστικά αρώματα και τη γεύση της κάνναβης έχοντας και πιθανές ιατρικές εφαρμογές.
Η κάνναβη περιέχει περίπου 113 διαφορετικά κανναβινοειδή, αλλά υπάρχουν αναφορές σε όλο και περισσότερες πιθανές ενώσεις που δεν έχουν ακόμα εξεταστεί εκτενώς. Οι πιο γνωστές είναι η κανναβιδιόλη (CBD) και η Δ9-τετραϋδροκανναβινόλη (Δ9-THC), αλλά η ερευνητική επιστημονική κοινότητα διερευνά συνεχώς τον χημικό χαρακτήρα της κάνναβης και ανακαλύπτει νέες ενώσεις. ΗCBD είναι ένα μη ψυχοδραστικό κανναβινοειδές που βρίσκεται στην κάνναβη. Επιστημονικά αποδεδειγμένα, η CBD ευρέως χρησιμοποιείται ως νευροπροστατευτική ουσία και αποτελεί αντικείμενο εκτενούς επιστημονικής έρευνας.Είναι το βασικό συστατικό πλέον σε πολλά προϊόντα διατροφής, καλλυντικά και καπνικά.
Τα τερπένια αποτελούν μια σημαντική κατηγορία χημικών ενώσεων που περιέχονται στη βιομηχανική κάνναβη. Προσδίδουν όλα τα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά, ενώ έχουν επίσης ενδιαφέρον για τις φαρμακολογικές τους ιδιότητες και την πιθανή συμβολή τους στην υγεία του ανθρώπου. Τα τερπένια παρέχουν στο κάθε φυτό μια μοναδική χημική ποικιλομορφία με αποτέλεσμα, οι ποικιλίες κάνναβης να διαφοροποιούνται αρωματικά, δημιουργώντας διαφορετικές αγοραστικές ονομασίες ανάμεσα στα φυτά αλλά και των παραγόμενων προϊόντων τους. Ορισμένα βασικά τερπένια της κάνναβης είναι το μυρσένιο, το λιμονένιο, το πινένιο, το λιναλόολ και το καρυοφυλλένιο.
Το έλαιο κανναβινοειδούς είναι ένα προϊόν φυτικού εκχυλίσματος το οποίο υποστηρίζεται από έρευνες για τις παραγωγικές του ιδιότητες. Το εκχύλισμα, που προέρχεται από φυτά υψηλής περιεκτικότητας σε κανναβινοειδή, παράγεται με μια διαδικασία εκχύλισης, φιλτραρίσματος και απομάκρυνσης του διαλύτη έτσι ώστε να επιτευχθεί η μέγιστη καθαρότητα σε πλήρες εκχύλισμα. Το πλήρες εκχύλισμα περιέχει κανναβινοειδή, τερπένια, ρητίνες, λιπίδια, χλωροφύλλη και πολλά άλλα φυτοχημικά.
Το πλήρες εκχύλισμα κάνναβης είναι ένα ενδιάμεσο προϊόν. Μπορεί να αραιωθεί κατευθείαν με το έλαιο μεταφοράς για τη δημιουργία του ελαίου πλήρους φάσματος. Επίσης, μπορεί να υποστεί περαιτέρω επεξεργασία, με τη χρήση κάποιων τεχνικών οι οποίες απομακρύνουν κάποια φυτοχημικά όπως ρητίνες, λιπίδια και χλωροφύλλη, για την επίτευξη μεγαλύτερης καθαρότητας σε κανναβινοειδή και τερπένια. Με την επιπλέον επεξεργασία, μπορεί να απομονωθεί συγκεκριμένο κανναβινοειδές, το οποίο λαμβάνεται σε μορφή κρυσταλλικής σκόνης και μπορεί να ομογενοποιηθεί σε οποιαδήποτε ελαιώδη φάση, κατασκευάζοντας το έλαιο απομονωμένου κανναβινοειδούς. Επίσης, τα τερπένιαμπορούν να απομονωθούν με παρόμοιες τεχνικές έτσι ώστε να προστεθούν σε τρόφιμα, είδη ατμίσματος ακόμα και να εγχυθούν μέσα σε άλλα βότανα.
Για την παραγωγή ελαίου κανναβινοειδούς, χρησιμοποιούνται διάφορες μέθοδοι εκχύλισης, οι οποίες έχουν διάφορα πλεονεκτήματα αλλά και ανασταλτικούς παράγοντες. Τέτοιες μέθοδοι είναι υπερκρίσιμη εκχύλιση με CO2, η εκχύλιση με χρήση διαλύτη, όπως η αιθανόλη, η κατευθείαν έγχυση σε έλαιο μεταφοράς και η απόσταξη ατμού η οποία είναι μια μέθοδος που χρησιμοποιείται για όλα τα αιθέρια έλαια.
Δεν υπάρχει ιδανική μέθοδος εκχύλισης. Μια μονάδα επεξεργασίας βιομηχανικής κάνναβης συνήθως επιλέγει ένα συνδυασμό μεθόδων. Υπάρχει μια πληθώρα εξωτερικών παραγόντων οι οποίοι λαμβάνουν χώρο σε μια τέτοια απόφαση. Για παράδειγμα η γεωγραφική θέση επηρεάζει το κόστος και τη διαθεσιμότητα ενός διαλύτη, οι εξωτερικοί συνεργάτες και προμηθευτές πρώτων υλών πρέπει να εφοδιάζουν μια μονάδα με ό,τι χρειάζεται για να παράγει, σε βιώσιμες τιμές, οι τοπικές φορολογίες και νομοθετικές διαρρυθμίσεις (π.χ σε αιθανόλη, φιάλες διοξειδίου του άνθρακα) κρίνουν κατά πόσο είναι εφικτή μια συγκεκριμένη επεξεργασία. Επίσης, οι πιο κρίσιμοι παράγοντες βρίσκονται εντός της μονάδας επεξεργασίας. Πιο συγκεκριμένα, η βασική επένδυση που αφορά το πάγιο κόστος, ο απαιτούμενος όγκος μηχανολογικού εξοπλισμού, το λειτουργικό κόστος το οποίο πρέπει να είναι το ελάχιστο δυνατό στη μέγιστη παραγωγικότητα, η δυνατότητα αυτοματοποίησης όλων των διεργασιών, η ευκολία χειρισμού των μηχανημάτων, η ποσοτικοποίηση της μηνιαίας παραγωγής σε προϊόντα και το βασικότερο, η επιθυμητή συνταγή και η τελική διαμόρφωση των προϊόντων.
Η ψυχρή εκχύλιση αιθανόλης αποτελεί μια δημοφιλή μέθοδο επεξεργασίας της βιομηχανικής κάνναβης που έχει αναπτυχθεί σημαντικά τα τελευταία χρόνια. Είναι μια φυσική διεργασία εμβάπτισης της βιομάζας μέσα σε γεωργικό οινόπνευμα. Η διαδικασία αυτή απομονώνει κανναβινοειδήκαι άλλα ενεργά συστατικά που περιέχονται στην κάνναβη. Η ψυχρή εκχύλιση πραγματοποιείται σε χαμηλές θερμοκρασίες, χωρίς θερμική επεξεργασία, προκειμένου να διατηρηθούν και τα θερμοευαίσθητα-πτητικά συστατικά της κάνναβης. Επίσης, η χαμηλή θερμοκρασία κάνει την αντίδραση της μεταφοράς μάζας στερεού-υγρού, λιγότερο αυθαίρετη, με αποτέλεσμα να αποτρέπεται η όποια διάχυση ανεπιθύμητων συστατικών τα οποία σχετίζονται με τους δείκτες ασφάλειας (βαρεά μέταλλα, φυτοφάρμακα) αλλά και με τους δείκτες ποιότητας (χλωροφύλλη, ρητίνες, λιπίδια). Το φαινόμενο αυτό στηρίζεται στο γεγονός ότι τα κανναβινοειδή και τα τερπένιαεμφανίζουν χαμηλότερη πρότυπη ενθαλπία σχηματισμού σε σχέση με τα ανεπιθύμητα συστατικά. Άλλο, πολύ σημαντικό πλεονέκτημα, είναι ότι το γεωργικό οινόπνευμα είναι ένας βρώσιμος διαλύτης που όχι μόνο δεν αφήνει τοξικά υπολείμματα στα προϊόντα αλλά τα αποστειρώνει από μικροβιολογικούς μολυντές που πολύ συχνά δημιουργούνται λόγω υψηλής ενεργότητας νερού στη βιομάζα. Τέλος, το γεωργικό οινόπνευμα είναι ένας αρκετά πτητικός διαλύτης που επιτρέπει την απομάκρυνσή του σε χαμηλές θερμοκρασίες, ειδικότερα όταν ταπεινωθεί το σημείο ζέσεώςτου σε χαμηλότερες πιέσεις. Επίσης, η υγροποίησή του δεν απαιτεί υψηλά ποσά ενέργειας, γεγονός που δημιουργεί μεγάλο ποσοστό ανάκτησης σε συστήματα κλειστού βρόγχου και μια πολύ οικονομικά και περιβαλλοντικά βιώσιμη διεργασία.
Η ψυχρή εκχύλιση αιθανόλης απαιτεί πολύ προσεγμένους σχεδιασμούς. Η θερμοκρασία του διαλύτη, ο χρόνος επαφής της βιομάζας με το οινόπνευμα και το μέγεθος της ίδιας της βιομάζας, καθορίζουν άμεσα το πόσο αυθαίρετα γίνεται η αντίδραση μεταφοράς μάζας όλων των συστατικών της κάνναβης. Ο σωστός σχεδιασμός στοχεύει στη μέγιστη εκχύλιση κανναβινοειδών και τερπενίων αλλά στην ελάχιστη εκχύλιση ανεπιθύμητων. Όταν αυτό επιτευχθεί, τότε δεν χρειάζονται περαιτέρω χρονοβόρες διεργασίες για την απομάκρυνση ανεπιθύμητων συστατικών. Με πιο απλά λόγια, αυξάνεται κατακόρυφα η παραγωγικότητα και μειώνεται σε μεγάλο βαθμό το κόστος παραγωγής. Αυτό καθιστά αυτόματα τη μέθοδο βιώσιμη ακόμη και σε πολύ μικρές κλίμακες.
Η μέθοδος αυτή επιτρέπει κάποιους καινοτομικούς προσδιορισμούς των κανναβινοειδών σε ενδιάμεσο στάδιο. Πιο συγκεκριμένα, όταν διαχωριστεί το αλκοολικό διάλυμα από τη βιομάζα, τότε μπορούν να προσδιοριστούν όλα τα κανναβινοειδή στο διάλυμα, χρησιμοποιώντας ένα απλό φασματοφωτόμετρο και τις καμπύλες βαθμονόμησης για κάθε κανναβινοειδές ξεχωριστά. Συμπερασματικά, μπορεί να υπολογιστεί η περιεκτηκότητα σε οποιοδήποτε κανναβινοειδές μέσα στο τελικό εκχύλισμα γλυτώνοντας τα υπέρογκα ποσά που απαιτούνται για την εγκατάσταση χρωματογράφων ή αναλύσεων εξωτερικού χημείου.
Το εκχύλισμα που παραλαμβάνεται μετά από ψυχρή εκχύλιση αιθανόλης, μπορεί να συνδυαστεί ιδανικά με άλλα εκχυλίσματα ή απομονωμένα κανναβινοειδή για τη σύνθεση νέων καινοτόμων συνταγών οι οποίες να έχουν εφαρμογή στην οποιαδήποτε προσδοκία του καταναλωτή αλλά και να υπόκεινται μέσα στα νομοθετικά όρια του κάθε κράτους.
