specialisti nella produzione di impianti per CO2 supercritica.

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CBD estratto con i fluidi supercritici.

L'estrazione con fluidi supercritici si è affermata quale la miglior tecnologia per l'estrazione di CBD. I più importanti produttori al mondo utilizzano la CO2 supercritica e realizzano estratti di altissima qualità. Nell'arco degli ultimi tempi, molte nazioni hanno iniziato la sperimentazione di questi estratti per la cura di malattie debilitanti, il controllo del dolore, l'epilessia nei bambini, ecc... Alcuni tra i più importanti produttori al mondo utilizzano i nostri macchinari, come ad esempio CW Hemp in Colorado  (USA) https://www.cwhemp.com, Tkun Olam in Israele http://www.tikun-olam.info , Endoca in Lituania https://www.endoca.com, ecc...

Il nostro distributore in Nord America ha postato alcune foto su Istagram. Visitatelo https://www.instagram.com/hightech_extracts_/ 

Per informazioni sulla cannabis medica, visitate: http://www.cannabisterapeutica.info/ - http://medical-cannabis.it/ - http://www.cannabis-terapeutica.com/it

 

Un po' di storia.

Secondo i dati diffusi durante la conferenza la superficie totale nel mondo impiegata dalla coltivazione di canapa industriale ha raggiunto circa 85.000 ettari nel 2011, dei quali circa 60.000 per le fibre (soprattutto Cina ed Europa) e 25.000 ettari per i semi (soprattutto Canada, Cina ed Europa). Fino agli anni ’30 del secolo scorso l’Italia era il secondo produttore al mondo per quantità:  nel periodo di massima produzione solo in Italia erano coltivati a canapa oltre 79.000 ettari con un rendimento annuo che sfiorava gli 800.000 quintali.

Ma è un dato in continua evoluzione visto che attualmente in Europa la canapa è coltivata su 17.000 ettari nell’Unione Europea (in almeno 13 Stati membri), la più grande area da 10 anni ad oggi, con una quota crescente nella produzione di sementi. L’Europa ha raggiunto un nuovo record nella produzione di sementi di canapa con 9.000 tonnellate nel 2013. In combinazione con le importazioni dalla Cina il consumo è aumentato stabilendo la nuova cifra record di circa 18.000 tonnellate. L’80% di questi semi è stato utilizzato per i mangimi di pesci e uccelli e solo il 20 % per i prodotti alimentari. Con il Canada che ha iniziato a produrre anche le fibre e gli Stati Uniti che stanno legalizzando la coltivazione della canapa industriale stato per stato, nuovi record sono attesi per i prossimi anni sia per la produzione di semi, sia per quella di fibra.

Non appena le fibre di canapa saranno disponibili a livello globale, Europa, Cina ed America saranno mercati sempre più attraenti per l’industria automobilistica mondiale. Inoltre le fibre di canapa europee saranno presto probabilmente le prime naturali ad avere una certificazione di sostenibilità a livello mondiale. Il consiglio di amministrazione e l’assemblea generale della EIHA  hanno infatti deciso di intraprendere una certificazione ai sensi del regime ISSC PLUS.

 

    

      

Brochure del nostro impianto per cannabinoidi venduto negli USA. Visitate http://hightechextracts.com/

 

  • Impieghi industriali attuali della canapa

La canapa industriale è nota per le sue fibre forti, che sono sempre più utilizzate nel settore automobilistico europeo per il rafforzamento delle parti in plastica interne, nonché come materiale isolante eco-friendly. La carta utilizzata per la produzione di sigarette è spesso realizzata con fibre di cellulosa di canapa. Il nucleo legnoso della pianta di canapa, il canapulo, viene utilizzato per le lettiere degli animali e per la pacciamatura dei giardini, mentre mischiato alla calce da’ vita ad una serie di prodotti per la bioedilizia che spaziano dai biomattoni a intonaci e materiali isolanti che favoriscono la traspirazione dell’umidità.

 

Sono un concentrato di principi nutritivi ed una fonte eccellente di diversi minerali e vitamine. L’olio che attualmente si ottiene con la spremitura a freddo contiene gli acidi grassi Omega -3 e -6 in proporzione ideale (1:3) per il nostro organismo ed è considerato un “vaccino nutrizionale”, e cioè un prodotto che se assunto con continuità può aiutare a proteggere il nostro corpo dagli stress ossidativi causa di diverse malattie.  La composizione nutrizionale delle farine inoltre è in linea con le richieste attuali di prodotti a contenuto proteico bilanciato e la produzione di farine senza glutine.

In particolare la produzione di sementi per i mercati alimentari e dei mangimi è in rapida crescita: in Canada più di 36.000 ettari (+25 % rispetto al 2013) saranno destinati alla coltivazione di semi nel 2014 e nel 2015  si dovrebbero raggiungere i 50.000 ettari (+28 %). Il 95 % delle 18.000 tonnellate di semi prodotti nel 2014 sarà destinato ai mercati alimentari, in particolare quello statunitense, dove è stata autorizzata quest’anno la produzione di canapa industriale ma a fini scientifici e di ricerca e non ancora commerciali.

 

  • Prospettive per impieghi industriali di canapa emersi da convegno di Wesseling 

Accanto a fibre, canapulo e semi, nel 2013 è stata dedicata molta attenzione al CBD (Cannabidiolo) le cui proprietà mediche, senza effetti collaterali rilevanti, sono oggetto di studi in tutto il mondo. Il THC, il cannabinoide psicoattivo responsabile dell’ effetto allucinogeno associato alla canapa e che ha anche una forte valenza medicale, esiste solo in concentrazioni molto basse nella canapa industriale (< 0,2%).

Negli ultimi anni, l’interesse medico e scientifico è andato aumentando verso il potenziale terapeutico del CBD, il cannabinoide primario della canapa industriale, presente in concentrazioni comprese tra lo 0,5 e il 2% nella parte superiore della pianta. Il potenziale utilizzo terapeutico del CBD è stato evidenziato in un gran numero di malattie e sintomi, tra cui disturbi d’ansia, il disturbo da stress post-traumatico, psicosi, epilessia, distonia, diabete, cancro, malattie infiammatorie, malattia di Alzheimer, malattie della pelle, epatite, obesità e disturbo da deficit di attenzione. Il CBD può essere estratto parallelamente alle fibre di canapa e canapulo, dando un reddito extra  e senza pregiudicare la qualità dei materiali.

Alla conferenza, i principali produttori europei farmaceutici di THC e CBD hanno presentato le ultime tendenze della produzione e della commercializzazione del CBD. L’azienda britannica GW Pharmaceuticals ha annunciato che la US Food and Drug Administration ( FDA) ha permesso la conduzione di studi clinici con Epidiolex, il loro nuovo estratto di cannabis che contiene il cannabidiolo come principio attivo. James Brodie ha detto che è destinato ad essere utilizzato nel trattamento di bambini con sindrome di Dravet una forma rara e grave di epilessia genetica resistente ai farmaci comunemente utilizzati. Tjalling Erkelens dalla società olandese Bedrocan, che produce diversi ceppi di cannabis terapeutica (la stessa che importiamo in Italia) sotto la guida del Ministero della Salute dei Paesi Bassi, ha comunicato l’intenzione di aggiungere una varietà ricca di CBD alle quattro già attualmente disponibili.

Holger Rönitz dell’azienda tedesca THC Pharm GmbH ha presentato una panoramica sull’introduzione di THC e CBD sul mercato tedesco. Due iniziative agricole tedesche offrono materie prime e competenze di estrazione alle aziende farmaceutiche e ai potenziali investitori presenti alla conferenza.

Infine il dr. Gianpaolo Grassi primo ricercatore del CRA-CIN di Rovigo ha mostrato vari procedimenti di crescita per migliorare le proprietà farmacologiche della cannabis con particolare attenzione al CBD.

Si prevede che gli sviluppi in Europa seguiranno il trend degli Stati Uniti: in molti Stati degli Stati Uniti un gran numero di prodotti a base di CBD sono disponibili, comprese le tinture, estratti, gomme da masticare e altri prodotti pronti per l’ uso, oltre a semi di cannabis per produrre piante di cannabis con alto contenuto di CBD.

 

Il mercato

 Nella redazione di questo progetto industriale, tenendo conto delle tendenze in atto del mercato, abbiamo considerato lo sviluppo industriale di  differenti prodotti ricavati da cannabis:

 1) Olio da semi di cannabis:

Il contenuto in olio dei semi di canapa si aggira intorno al 30% (p/p).  L’estrazione dell’olio dai semi attualmente viene eseguita per pressione a freddo, vale a dire per pressatura meccanica, a temperatura di 60-70 ° C, che permette un recupero di olio  intorno al 16% , segue poi l’estrazione con solventi organici dal pannello residuo in cui c’è ancora circa il 14% di olio.

Evidentemente il problema dell’estrazione non è tanto quello della pressatura, che comunque sottopone il prodotto ad un trattamento termico, quanto quello dell’estrazione con solventi organici che sono tossici e cancerogeni e che la stessa Comunità Europea, riconoscendone i rischi per la salute, ha messo al bando imponendo minimi residui (nel caso dell’esano 1ppm) nel prodotto finale, come da direttiva 32/2009.

Non ultimo risulta evidente che circa il 50% dell’olio non viene estratto durante la pressatura, causando la perdita di circa il 50% del prodotto. L’estrazione con fluidi supercritici garantisce un recupero superiore al 95%, con un evidente miglioramento della produzione. Inoltre il trattamento con fluidi supercritici non lascia alcuna traccia di solvente nel prodotto finale che si presenta particolarmente puro e non necessita di ulteriore lavorazione per l’eliminazione di parti solide e farine disciolte nell’olio.

 

2) farina di semi di cannabis:

La farina di semi di canapa è un' importante materia prima per la preparazione di prodotti ad elevato profilo nutrizionale. Il motivo per cui questa farina è così pregiata sta nella sua composizione nutritiva che è determinata da un contenuto elevatissimo di proteine (oltre il 27%), fibre e grassi (Omega 3 e Omega 6 in misura estremamente bilanciata, ovvero 1 a 3). Contiene inoltre vitamine E (antiossidante naturale), B1 e B2, sali minerali e fitosteroli.

Inoltre essendo una farina senza glutine viene usata per prodotti per celiaci o, negli altri casi,  in combinazione a farine che lo contengono (quindi frumento, segale, kamut e farro). La farina di canapa è risultata essere una fonte potenziale di micronutrienti, quali ferro, manganese e zinco, utili nell’alimentazione umana e animale, oltre a possedere un’elevata quantità di fosforo altamente assimilabile.

La farina risultante da processo con fluidi supercritici sarà priva di grassi, aumentando il contenuto proteico e vitaminico percentuale, a tutto vantaggio della produzione di alimenti ricchi di proteine ma poveri di grasso.

A differenza delle farine risultanti da pressatura che contengono ancora circa la metà dei grassi iniziali, la farina risultante da processo con fluidi supercritici risulterà particolarmente priva di grassi, mentre le proteine, le vitamine ed i micronutrienti non verranno alterati dal processo a tutto vantaggio del consumatore. L’assenza di grassi contribuirà a creare farine altamente proteiche particolarmente indicate nelle diete ipocaloriche e prodotti dietetici in genere.

 

3) Produzione di fibre per vari scopi

Attualmente per la raccolta della canapa si percorrono diverse strade a seconda della destinazione finale del prodotto. Infatti, mentre l’industria tecnica richiede l’intero fusto, per soddisfare le esigenze di quella tessile bisogna provvedere alla fornitura del tiglio separato dal canapulo.

Il metodo più semplice di raccolta prevede la falciatura delle piante con una barra bilama accompagnata da un convogliatore che dispone gli steli già in andane; come alternativa si può impiegare una falcia-condizionatrice con opportune modifiche nelle distanze dei rulli e nella distanza dell’aspo. 

Dopo l’essiccazione, effettuata in campo, si preparano le rotoballe o le balle, trinciate o meno, secondo la destinazione d’uso. La successiva fase d’estrazione della fibra avviene con trattamenti meccanicie fisico-chimici senza macerazione in acqua. Nel caso di coltivazione di canapa da seme occorre tener conto della maturazione disomogenea degli acheni che procede dal basso verso l’alto della pianta e dall’estremità verso la base dei rami.

L’operazione di raccolta si può eseguire con le normali mietitrebbie da mais apportando modifiche nell’altezza della barra falciante.

Dalla pianta si ricavano la fibra tessile, stoppa, fibra di qualità inferiore non adatta all'uso tessile e canapulo, cioè residui legnosi. La canapa ha delle eccellenti qualità: è un ottimo isolante termico, è traspirante e igroscopica, inattaccabile da acari, muffe, funghi e tarme; non conduce energia elettrica per cui non si carica di elettricità statica, è tenace e resistente alla rottura ed all'usura, è resistente allo sporco, anallergica, ed è gradevole al tatto. Altre caratteristiche della canapa: è traspirante conferendo una sensazione di fresco, resiste ai raggi U.V.

I pannelli isolanti ad esempio vengono prodotti trattando la fibra di canapa con soda o sali di boro, per migliorarne il comportamento al fuoco, e poi sottoponendola a termofissaggio per fondere alla fibra di canapa delle fibre di poliestere che fanno da rinforzo e sostegno del pannello.

La resa dipende da diversi fattori: la varietà, le condizioni del suolo, il clima e dai possibili elementi di disturbo (grandine, parassiti, etc). In linea di massima per la fibra si considera una produzione che va dalle 8-10 tonnellate di fusti per ettaro delle varietà monoiche alle 10-12 tonnellate di fusti per ettaro delle varietà dioiche, che equivalgono ad una resa in fibra tra 2 e 3,2 t/ha. Per i semi la resa varia tra 0,6 e 1,4 t/ha.

 

4) Produzione di CBD per farmaci e/o in alternativa altri principi attivi da vegetali (licopene da pomodoro, ecc.)

Molti scienziati, aziende e agricoltori mostrano un crescente interesse per il valore medicinale (ed economico) di questo cannabinoide. Come sottoprodotto della canapa industriale coltivata per fibre e/o per semi, possono essere estratti da fiori, foglie e steli circa 3 kg di CBD per ettaro coltivato. Il prezzo di mercato del CBD farmaceutico oggi si aggira tra i 20mila e 30mila euro al kg. Il consumo di prodotti farmaceutici  di origine naturale attualmente è in considerevole crescita. 

Il CBD è considerato un cannabinoide non psicoattivo. Ha un effetto sedativo e grazie al fatto che allevia vari dolori e sintomi, la maggior parte di coloro che ne fanno uso lo ricerca per questo. I suoi usi officinali superano quelli di qualsiasi altro cannabinoide noto, fra cui: la riduzione o la prevenzione d’infiammazione e nausea, diabete, alcolismo, PTSD, schizofrenia, artrite reumatoide, epilessia, patologie cardiovascolari, antipsicotico, ansiolitico e antidolorifico per gli spasmi muscolari o i dolori neuropatici, tradizionalmente più difficili da curare con qualsiasi rimedio medico, anche farmaceutico.

Grazie alle ricerche scientifiche oggi è più chiara la comprensione di meccanismi su cui agiscono i cannabinoidi; i mammiferi, gli uccelli, i rettili e i pesci hanno tutti composti endocannabinoidi che sono prodotti dai loro organismi, costituiti da un cannabinoide “naturale” chiamato anandamide.

Tecnicamente, l’anandamide (Ananda = beatitudine interiore + amide = tipo chimico) è un neurotrasmettitore naturale che circola nel nostro organismo.

I cannabinoidi influiscono sul nostro organismo perché questo contiene i suddetti recettori, fatti per legarsi alle specifiche molecole dei cannabinoidi.

Inoltre nel caso specifico del CBD, il recettore della serotonina 5-HT1A, che fa parte della famiglia dei recettori che si legano al CBD, quando viene attivato esercita i forti effetti antidepressivi tipici dei cannabinoidi, che poi portano ad  attivare altre funzioni officinali del CBD, perché questo recettore agisce anche in un’ampia gamma di processi come ansia, dipendenza, appetito, sonno, percezione del dolore, nausea, vomito, ecc.

Il CBD produce parte degli effetti ansiolitici attivando dei recettori chiamati recettori dell’adenosina. Questi regolano le funzioni cardiovascolari, il consumo di ossigeno del miocardio e il flusso sanguigno delle coronarie, alleviando molti sintomi di ansia, tensione, rigidità del petto, fiato corto, ecc. Questi recettori regolano notevolmente altri neurotrasmettitori nel cervello, come la dopamina e il glutammato. La dopamina non è solo responsabile delle sensazioni positive che possono incidere su sonno, stato d’animo, memoria, attenzione e movimenti volontari. Per questo è utilizzato nella cura della SLA (Sclerosi Laterale Amiotrofica).

Grazie alla sua capacità di lenire la sofferenza, il suo uso è stato autorizzato nella sperimentazione della terapia del dolore, in alternativa ad altri farmaci di origine oppiacea che pur essendo efficaci, incidono drammaticamente

 

I vantaggi dell'estrazione in CO2 supercritica

Come accennato in precedenza, l’utilizzo dei fluidi allo stato supercritico (SFE), specificatamente dell’anidride carbonica allo stato supercritico, presenta notevoli vantaggi nel ciclo di estrazione, non ultimo l’efficienza del processo se paragonato con la spremitura.

Non prenderemo nemmeno in esame il prodotto estratto con solventi chimici come l’esano, oggi vietati dalla normativa europea per la loro elevata tossicità.

 

1) L’olio

Il processo con SFE raddoppia la resa in olio e restituisce un olio caratterizzato ad bassa acidità, ottima conservazione dei composti vitaminici, altissima concentrazione in fitosteroli come il beta-sistosterolo, fornendo un prodotto di elevata qualità non paragonabile all’estratto per pressatura.

Dettagli tecnici

Non solo l’efficienza elevata del processo permette praticamente di raddoppiare la produzione, ma la qualità del prodotto risulta essere notevolmente diversa, molto più vicina alle caratteristiche del prodotto originale. Infatti l’olio di canapa contiene un elevata concentrazione di omega-6. In particolare acido linoleico (18:2) e linolenico (18:3). L’acido linoleico una volta assunto con la dieta può venire trasformato in altri acidi grassi polinsaturi, come l’acido gamma-linolenico e l’acido arachidonico.

(Quest’ultimo è un importante precursore della famiglia degli eicosanoidi (prostaglandine e trombossani),sostanze ormono-simili coinvolte in molti processi biochimici importanti per lo stato di salute dell’uomo come la regolazione della pressione sanguigna, degli stati infiammatori, delle funzioni riproduttive e dei processi di coagulazione del sangue).

Nell’olio di canapa estratto con SFE gli acidi grassi essenziali sono presenti in quantità elevata, in particolare l’acido linoleico rappresenta il 55.75% del totale degli acidi grassi seguito dall’acido g-linolenico pari a 17.37% e dagli acidi g-linolenico (4.65%) e stearidonico (1.48%).

Per contro questi acidi grassi sono particolarmente sensibili all’ossidazione. Per questo motivo spesso gi oli da spremitura si irrancidiscono perdendo le loro qualità durante il processo di spremitura a causa dell’azione dell’ossigeno in combinazione alle alte temperate causate dalla pressa (più di 600° C). Il processo SFE invece avviene in totale mancanza di ossigeno e a bassissime temperature (80° C). Per questo il grado di acidità si mantiene bassissimo e l’ossidazione praticamente assente.

L’olio estratto con SFE risulta particolarmente ricco di fitosteroli, composti capaci di abbassare il colesterolo nell’uomo. Questi composti, in particolare il beta-sitosterolo di cui l’olio di canapa è molto ricco, è presente solamente nell’olio estratto con SFE e totalmente assente nell’olio da spremitura.

La stessa cosa si verifica per i tocoferoli e triacontanoli. Questi composti vitaminici ad alto tenore antiossidante ma molto labili: temono le elevate temperature e le fonti luminose e la loro concentrazione viene fortemente ridotta dai processi di raffinazione che si utilizzano nell’estrazione per pressatura. L’olio estratto con SFE preserva il loro stato e ne garantisce la massima concentrazione.

 

2) La farina

Le farine che si trovano in commercio sono per la maggior parte disoleate con solventi chimici per impedirne l’irrancidimento. Le farine vengono generalmente dal pannello di spremitura (come accade per l’olio d’oliva) e contengono ancora la metà dell’olio iniziale. Vengono utilizzati solventi come l’esano per rimuovere i grassi presenti, tecnologia oggi fortemente sconsigliata all’interno dell’area europea.

Il processo con SFE invece non lascia alcuna traccia all’interno della farina che invece viene completamente disoleata e sanitizzata, grazie all’effetto ben conosciuto della CO2. In questo caso la farina ricavato dall’estrazione dell’olio con CO2 allo stato supercritico, potrà risultare non un sottoprodotto ma un prodotto nobilitato  da un processo estrattivo che, per le sue caratteristiche, non è invasivo.

  

Dettagli tecnici

La caratterizzazione chimica della farina viene eseguita analizzando i principali parametri nutrizionali (proteine, sostanza grassa, umidità, ceneri, fibre totali e carboidrati), il profilo amminoacidico e il contenuto in vitamine, fenoli e pigmenti (clorofille e carotenoidi).

In particolare si è osservato come la farina di canapa sia ricca di sostanze proteiche (30% circa), abbia un residuo di olio del >12 %, (nel caso di estrazione con fluidi allo stato supercritico il contenuto di olio risulterà invece inferiore al 5%),  un contenuto elevato di fibra grezza (30% circa), costituita da cellulosa e in parte da emicellulose e lignina e una discreta quantità di carboidrati totali (15 % circa). Gli zuccheri totali rappresentano il 4% circa espressi come glucosio. Le ceneri costituiscono il 7% circa e rappresentano i sali minerali presenti.

La farina di canapa contiene un’elevata quantità di proteine facilmente digeribili che forniscono quasi tutti gli amminoacidi essenziali per l’alimentazione umana ed animale, con eccezione della lisina, la quale è l’amminoacido limitante anche nel caso di altri semi. Inoltre la farina di canapa, rispetto ad altre proteine vegetali, è un’ottima  fonte di arginina (110 mg/100 g proteine), la cui elevata presenza favorisce la canapa come supplemento di questo amminoacido per bambini di età inferiore a 1 anno e non contiene glutine.

Nel campione in analisi è stata riscontrata la presenza di luteina (9 mg/kg) ma non di beta-carotene e di un buon contenuto di pigmenti clorofilliani (352.8 mg/kg). Il contenuto di vitamina E nella farina, senza procedura di saponificazione, è risultato essere notevolmente ridotto rispetto a quanto riscontrato nell’olio: 138 mg/kg contro un valore di 928 mg/kg. La farina è risultata essere ricca in composti fenolici (256 mg/kg) e sono stati individuati alcuni acidi fenolici quali il caffeico, il ferulico, il diidrossibenzoico e i loro derivati.

Nella farina di canapa è stata riscontrata e quantificata la presenza delle vitamine A, D2 (ergocalciferolo), K1, coenzima Q10, ubichinolo Q10, coenzima Q9, ubichinolo Q9, evitamina B3 (acido nicotinico e nicotinammide), B1, B2 (quest’ultima in quantità elevata), B5, B6, C (in quantità elevata) e acido citrico.

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