Ces dernières années, les produits à base de CBD sont devenus de plus en plus populaires. Les connaisseurs apprécient les nombreux aspects médicinaux de ces produits et leur faible effet psychoactif. Peu de gens connaissent cependant les processus qui se cachent derrière la production. Comment le CBD est-il obtenu à partir du chanvre ? Dans cet article, nous nous intéressons à la technique d’extraction du CBD la plus performante et propre du marché : L’extraction au CO2 supercritique.
Une technique innovante
Nous avons jeté un coup d’œil dans les coulisses. Et il s’avère que c’est le CO2 qui permet d’obtenir les extraits les plus propres et les plus pures de CBD. Il est utilisé dans un procédé complexe de séparation des substances appelé extraction au CO2 supercritique. Il permet à partir de fleurs, d’isoler les cannabinoïdes et de les extraire sous forme de pâte visqueuse ou de cristaux à spectre complet ou non. Ils peuvent être vendues tel quel, sous forme de poudre ou de cristaux de CBD pur appelé isolat de CBD. Ces extraits sont aussi utilisés pour faire toute sorte de produits à base de CBD, comme des crèmes, de l’huile de CBD ou encore des bonbons et des e-liquides !
L’extraction au CO2 est utilisée régulièrement et pas seulement pour le CBD
L’extraction au CO2 signifie : “extraire” certaines substances d’une matière première au moyen de dioxyde de carbone. Nous utilisons donc le gaz que nous expirons pour extraire de la plante de chanvre les substances actives que nous désirons. Dès 1879, des chercheurs ont commencé à faire des essais. En raison du manque de possibilités de mise en œuvre pratique, ce n’est que depuis une quarantaine d’années qu’il est également utilisé à des fins industrielles. Non seulement les extraits de cannabis, mais aussi, par exemple, la caféine et les substances aromatiques sont ainsi extraites. Ce n’est pas pour rien que l’industrie pharmaceutique, chimique et alimentaire utilise ce procédé pour de nombreux autres domaines. Il existe deux types d’extraction de CO2 : l’état souscritique et l’état supercritique.
Qu’est-ce que l’état sous-critique ?
Bien que cet article se concentre sur l’utilisation de la méthode supercritique, nous vous présentons également brièvement l’extraction avec des solvants subcritiques. Comme on peut le voir sur le diagramme de phases (figure 1) et comme son nom l’indique, l’état sous-critique désigne la zone située en dessous du point critique. Lors des extractions sous-critiques, on travaille avec du dioxyde de carbone dans son état liquide à une pression et une température plus faibles. Ce processus “plus doux” a cependant aussi un temps d’extraction plus long, avec environ 10 à 40 passages, que le processus supercritique, qui a environ 3 à 10 passages. De plus, le pollen, les cires et autres molécules complexes ne sont pas dissoutes dans la même mesure, ce qui entraîne un rendement plus faible. Le processus préserve toutefois les terpènes les plus sensibles à la température.
Et l’état supercritique ?
En thermodynamique, l’état supercritique désigne l’état dans lequel les phases gazeuse et liquide d’une substance s’égalisent et deviennent un état d’agrégation homogène, c’est-à-dire qu’elles se situent au-dessus du point critique. La pression qui y règne comprime les molécules du solvant et la régulation de la température permet finalement d’atteindre l’état souhaité. Pour le dioxyde de carbone, cet état est d’environ 74 bars et 31,1°C (figure 1). À titre de comparaison, les pneus d’une Golf n’ont que plus ou moins 3 bars. A partir de là, le solvant supercritique, dont la solubilité peut être modifiée par un réglage fin de la pression et de la température, dissout des substances.
Dans l’état supercritique, les propriétés du solvant se transforment pour combiner les avantages des phases gazeuse et liquide.
- une densité accrue se rapprochant des propriétés du liquide
- une viscosité réduite se rapprochant des propriétés du gaz
- diffusion accrue avec les propriétés des deux phases
- pas de tension superficielle avec les propriétés du gaz
Cela a pour conséquence un transfert de masse plus rapide (le transport de masse par unité de temps) et contribue énormément à la dissolution efficace des substances contenues grâce à des processus de transfert de masse facilités.
En général, plus la pression est élevée, plus le solvant est puissant. Cependant, il ne faut pas oublier que la sélectivité du solvant en pâtit également. Le comportement plus agressif entraîne l’extraction d’autres molécules qui sont parfois indésirables. Ainsi, dans une étude portant sur les facteurs de l’extraction du CO2 supercritique, il a été constaté qu’une pression de 340 bars et une température de 54,85 °C permettaient d’obtenir le meilleur rendement global. Il convient de noter que cela entraîne également une proportion plus élevée de substances non souhaitées. En adaptant la pression à 130 bars à la même température, il s’est avéré que la teneur en THC de l’extrait pouvait ainsi être maximisée. Il est donc possible de contrôler quelles substances doivent être extraites en modifiant la température et la pression.
Les étapes du processus d’extraction au CO2 supercritique
En principe, l’extraction au CO2 supercritique se déroule en deux étapes :
- La dissolution des substances souhaitées dans le cannabis.
- La séparation de l’extrait ainsi obtenu du solvant.
Au préalable, le matériel végétal ou l’huile doivent être décarboxylés, les cannabinoïdes inactifs étant séparés d’un groupe acide par de l’énergie thermique passent ainsi à l’état actif. En outre, le matériel végétal doit être largement débarrassé de l’humidité afin d’éviter la formation d’acide carbonique, qui se forme au contact du CO2 et de l’eau.
La première étape consiste à pomper du dioxyde de carbone liquide du réservoir dans la chambre d’extraction afin d’atteindre la pression critique. Il est porté à la température critique et entre ensuite en contact avec le matériel végétal à l’état supercritique. Le dioxyde de carbone commence alors à dissoudre les cannabinoïdes, les terpènes et d’autres substances de la matière végétale. Pour séparer le CO2 des substances dissoutes, le mélange est dirigé vers la chambre de séparation.
Dans le cadre de la deuxième étape, les conditions sont modifiées de manière à ce que le CO2, désormais gazeux, soit séparé de l’extrait. Il est ensuite liquéfié dans le condenseur pour être réintroduit dans le réservoir, et donc dans le circuit. L’extrait collecté peut alors être prélevé et traité.
Mais ce n’est souvent pas la fin. Après l’extraction régulière, on procède souvent à une deuxième extraction au moyen d’autres solvants comme les alcools, appelée “winterizing” ou “dewaxing”. Cela se fait soit directement dans l’extracteur, dans ce que l’on appelle un “inline-winterizing”, soit plus tard. Dans ce cas, le concentré est mélangé à l’extérieur avec un autre solvant, chauffé et ensuite congelé jusqu’à 48 heures. Ainsi, différentes substances indésirables telles que les cires, les glycérides et les acides gras insaturés sont séparées de l’extrait dissous et peuvent être filtrées. Enfin, l’éthanol est évaporé sous vide.
Avantages et inconvénients de l’extraction au CO2 supercritique
Passons brièvement en revue les avantages et les inconvénients de ce procédé. Il convient tout d’abord de mentionner que le procédé est considéré comme “generally recognized as safe”, c’est-à-dire qu’il est considéré comme inoffensif. Contrairement à certains autres solvants (par exemple l’éthanol ou le butane), il est ininflammable, possède des propriétés antimicrobiennes et, contrairement au butane, se dissout complètement de l’extrait.
L’utilisation du CO2 comme agent d’extraction a un impact moindre sur l’environnement. Il s’agit de toute façon d’un sous-produit de l’industrie, qui peut être réutilisé et qui permet d’économiser de l’énergie en n’utilisant que de faibles températures. Contrairement aux solvants organiques, qui impliquent des coûts d’acquisition élevés et des réglementations environnementales strictes, la méthode d’extraction est également peu coûteuse à entretenir, ce qui compense des coûts d’acquisition assez élevés.
Malheureusement, une étude a démontré que les extraits de CO2 supercritique présentent une concentration plus faible de monoterpènes, comme le pinène ou le limonène, par rapport aux fleurs de cannabis, ce qui modifie l’effet d’entourage, c’est-à-dire d’interaction entre les cannabinoïdes et les terpènes. Nous attirons également votre attention sur le fait que l’extraction peut également augmenter la teneur en cannabinoïdes de manière si importante que de nouvelles études sont nécessaires pour étudier les effets de telles concentrations sur le corps humain. Pour les bricoleurs amateurs qui sont déjà en train de planifier leur prochain projet, nous voulons attirer l’attention sur le danger de cette méthode, qui consiste à travailler de manière inappropriée avec une pression vraiment élevée : Don’t try this at home !
En résumé :
L’utilisation de CO2 hautement critique permet de produire un extrait de CBD propre à partir de matières premières, tout en étant sans danger pour la nature et pour l’homme. Grâce à la possibilité de réglage précis, cette méthode est utilisée pour de nombreuses extractions, et notamment pour la production d’extraits de CBD.
