Análisis de la recuperación de terpenos y cannabinoides provenientes del cannabis utilizando destilación de película agitada al vacío

Abstract

La industria del cannabis en Colombia y el mundo, se enfrenta a desafíos cruciales en la estandarización de procesos, con el fin de entregar productos de alta calidad y reproducibles durante su crecimiento y establecimiento. En este contexto, la intersección entre calidad y productividad en la industria, juega un papel crucial. Esto ha llevado a una serie de optimizaciones en las etapas de la cadena de valor del cannabis medicinal. En este caso se realizó la modificación simultánea, de la temperatura de condensación interna (TIC) y evaporación (TEV), frecuencia de la bomba de alimentación (FBA) y presión del sistema (PIN), en aras de reconocer la variación de las respuestas seleccionadas, en el equipo de destilación de corto paso perteneciente a la empresa Medcolcanna (MCCN).

El objetivo fue establecer las condiciones óptimas para aumentar el rendimiento del proceso sin comprometer la calidad del destilado final. Para lograr esto, se implementó la metodología de superficie de respuesta, la cual permitió modelar y predecir las respuestas de potencia de cannabinoide predominante (POT), rendimiento másico del destilado (RMA), eficiencia de separación (EFI) y cantidad de cannabinoides totales en el destilado (CTO), al modificar simultáneamente los parámetros del proceso. La implementación de dicha metodología demostró ser efectiva al encontrar que para una destilación con predominancia de CBD, las condiciones de: 172°C de TEV, 125°C de TIC, 5 Pa en PIN y 10 Hz para FBA, se obtenia una potencia de (POT) en el destilado de 78.47 ± 2,63 %, el rendimiento másico (RMA) de 64.07 % ± 2.19 % de RMA y una eficiencia de separación del 92.67 % ± 3.86 %. De manera anexa, los destilados con predominancia en THC hicieron evidente la importancia de la variedad de cannabis, dado que los otros cannabinoides presentes en el destilado sobresalen, con respecto a lo expuesto con el destilado de CBD. Por ende, la etapa de separaci´on de cannabinoides estuvo acorde a lo esperado, obteniendo unos cannabinoides totales (CTO) de 86.39 ± 2.36 %, RMA de 62.34 ± 2.22 %, EFI de 83.35 ± 4.24 % y POT de 53.49 ± 1.49 %.

Con ello Medcolcanna, una empresa líder en la industria, pudo obtener destilados de especificaciones interesantes para el mercado y los procesos siguientes, además de que se logró un aumento de 1.0 a 5.5 kg/h en la producción de destilados de predominancia CBD y empezar a destilar a un flujo de 1.8 kg/h para variedad alta en THC. Estos avances permiten que la empresa obtenenga productos de alta calidad, de manera eficiente y segura, satisfaciendo así las demandas del mercado en constante desarrollo.

Por último, en búsqueda también de los terpenos porque desempeñan un papel crucial en las propiedades organolépticas y terapéuticas de los productos finales, se evidenció que el proce-so de preparación de muestra para destilación, influye directamente en la cantidad de estos activos para la operación, perdiendo el 76.41 % de ellos entre la flor y el extracto de espectro completo y recuperando solo el 5.34 % en el destilado. De tal forma, se sugiere recuperar este tipo de compuestos, en operaciones previas a la destilación o incluso modificar la cadena de valor, con el fin de no incurrir en procesos térmicos que disminuyan la recuperación. (Texto tomado de la fuente)

The cannabis industry in Colombia and the world faces crucial challenges in process stan- dardization, aiming to deliver high-quality and reproducible products during cultivation and establishment. In this context, the intersection of quality and productivity plays a crucial role in the industry. This has led to a series of optimizations in the stages of the medicinal cannabis value chain. In this case, simultaneous modifications were made to the internal condensation temperature (TIC) and evaporation (TEV), feed pump frequency (FBA), and system pressure (PIN) to recognize the variation in the selected responses in the short-path distillation equipment belonging to Medcolcanna (MCCN). The objective was to establish optimal conditions to increase process yield without compro- mising the quality of the final distillate. To achieve this, the response surface methodology was implemented, allowing for modeling and prediction of the responses such as predominant cannabinoid potency (POT), mass yield of the distillate (RMA), separation efficiency (EFI), and total cannabinoids content in the distillate (CTO) by simultaneously modifying the pro- cess parameters. The implementation of this methodology proved to be effective, finding that for CBD-dominant distillation, the conditions of 172°C for TEV, 125°C for TIC, 5 Pa for PIN, and 10 for FBA resulted in a potency (POT) of 78.47 ± 2.63 %, mass yield (RMA) of 64.07 ± 2.19 %, and an efficiency (EFI) of 92.67 ± 3.86 %. Additionally, distillates with THC predominance highlighted the importance of cannabis variety, as other cannabinoids present in the distillate stood out compared to CBD distillate. Therefore, the cannabinoid separation stage was in line with expectations, obtaining total cannabinoids (CTO) of 86.39 ± 2.36 %, RMA of 62.34 ± 2.22 %, EFI of 83.35 ± 4.24 %, and POT of 53.49 ± 1.49 %. With these achievements, Medcolcanna, a leading company in the industry, was able to obtain distillates with interesting specifications for the market and subsequent processes. Furthermore, they achieved an increase in CBD-dominant distillate production from 1.0 to 5.5 kg/h and started distilling at a flow rate of 1.8 kg/h for high-THC varieties. These advancements enable the company to efficiently and safely deliver high-quality products, meeting the demands of a constantly developing market. Lastly, in the search for terpenes, which play a crucial role in the organoleptic and thera- peutic properties of the final products, it was evident that the sample preparation process for distillation directly influences the quantity of these compounds for the operation. Ap- proximately 76.41 % of them are lost between the flower and the full-spectrum extract, and only 5.34 % is recovered in the distillate. Therefore, it is suggested to recover these types of compounds in pre-distillation operations or even modify the value chain to avoid thermal processes that decrease the recovery.