Ein effizienterer Weg vom Hanfextrakt zu reinem CBD

Wie Forschende CBD-Kristalle mit einer Reinheit von über 99 % herstellten

Wie lässt sich klebriger Hanfextrakt zu nahezu reinem Cannabidiol verarbeiten, ohne die Reinigung unnötig kompliziert zu machen? Diese Frage ist wichtig, denn die Extraktion von CBD aus einer Pflanze ist nur der erste Schritt. Das gewonnene Öl enthält auch andere Substanzen, deren Abtrennung zusätzliche Ausrüstung, Lösungsmittel und Verarbeitungsschritte erfordern kann.

Eine in Journal of CO2 Utilization veröffentlichte Studie untersucht, wie drei Verarbeitungsstufen zusammenwirken können, um dieses Problem zu lösen.¹ Die Forschenden kombinierten die Extraktion mit überkritischem Kohlendioxid, eine optimierte Dünnschichtdestillation und die Kristallisation, um CBD-Kristalle mit einer Reinheit von über 99 % herzustellen.

Die wichtigste Erkenntnis betrifft die Rolle des Zwischenschritts. Die Destillation allein führte nicht zur endgültigen Reinheit. Sie bereitete den Extrakt so auf, dass die Kristallisation gelingen konnte. Das zeigt, dass die bessere Abstimmung der einzelnen Produktionsstufen ebenso wichtig sein kann wie die Verbesserung einzelner Maschinen.

Warum die CO2-Extraktion kein reines CBD liefert

Überkritisches Kohlendioxid ist CO2, das unter Bedingungen steht, bei denen es sich anders verhält als ein gewöhnliches Gas oder eine gewöhnliche Flüssigkeit. In diesem Zustand kann es Pflanzenmaterial durchdringen und die Verbindungen lösen, die Hersteller gewinnen möchten. Nach der Verarbeitung lässt sich das CO2 vom Extrakt trennen, ohne organische Extraktionslösungsmittel zurückzulassen.

Es nimmt jedoch nicht ausschließlich CBD auf. Wachse, Fette, Pigmente und andere Pflanzenbestandteile können zusammen mit den Cannabinoiden extrahiert werden. Das Ausgangsöl der Studie enthielt 41,56 % CBD; der übrige Anteil bestand somit zu einem erheblichen Teil aus anderen Substanzen.

Man kann sich die Extraktion so vorstellen, als würden nützliche Inhaltsstoffe in einem Korb gesammelt. Bei der Reinigung wird der Inhalt dieses Korbs anschließend sortiert. Auch eine effiziente Sammelmethode macht diese Sortierung nicht überflüssig – insbesondere dann nicht, wenn der gewünschte Inhaltsstoff am Ende geordnete Kristalle bilden soll.

Diese Unterscheidung hilft auch dabei, Diskussionen über alternative Technologien zur Cannabisextraktion einzuordnen. Verschiedene Verfahren können beeinflussen, wie die Verbindungen aus der Pflanze gelöst werden. Welches Verfahren sich für die abschließende Verarbeitung eignet, hängt jedoch weiterhin davon ab, ob ein Extraktgemisch oder ein isoliertes Cannabinoid das Ziel ist.

Wie die Forschenden die CBD-Reinigung untersuchten

Das Team verwendete Blüten und Blätter einer Hanfsorte namens Pink Pepper. Nachdem das Material getrocknet und gemahlen worden war, extrahierten die Forschenden es mit einer CO2-Anlage im Pilotmaßstab mit einem Fassungsvermögen von 10 Litern. Zur Vorbehandlung gehörten die Winterisierung, bei der ausgefällte Verunreinigungen entfernt werden, sowie das Erhitzen, um Cannabidiolsäure (CBDA) in CBD umzuwandeln.

Im Hauptversuch untersuchten die Forschenden die Dünnschichtdestillation. Dabei wird das Öl unter Vakuum als dünner Film über eine erhitzte Oberfläche geleitet. So können sich die Bestandteile bei relativ kurzer Hitzeeinwirkung trennen, anstatt längere Zeit in einem erhitzten Behälter zu verbleiben.

Die Forschenden führten 15 Versuchsreihen durch und variierten dabei die Verdampfungstemperatur, den Vakuumdruck und die Zufuhrmenge. Mithilfe eines statistischen Verfahrens namens Response-Surface-Methodik schätzten sie ab, wie diese Bedingungen zusammenwirkten, und ermittelten eine vielversprechende Betriebskombination.

Temperatur und Vakuumdruck hatten den stärksten Einfluss. Das Modell ermittelte eine Verdampfungstemperatur von etwa 208 °C und einen Vakuumdruck von 0,050 Millibar als Teil der bevorzugten Kombination. Dabei handelt es sich um anlagenspezifische Versuchsbedingungen und nicht um ein allgemeingültiges Verfahren zur Verarbeitung jedes Hanfextrakts.

Was die Optimierungszahl tatsächlich bedeutet

Das Modell sagte für die von den Forschenden verwendete Messgröße der CBD-„Umwandlung“ einen Wert von 68,05 % voraus. In Folgeversuchen wurde ein Wert von 67,85 % erreicht, der eng mit der Vorhersage übereinstimmte.

In der Studie bezeichnet „Umwandlung“ eine Destillationskennzahl, die anhand der CBD-Menge berechnet wird, die in den Prozess eingeht und im Rückstand verbleibt. Sie ist nicht mit der endgültigen Reinheit, der Umwandlung von CBDA in CBD oder der Gesamtausbeute an Kristallen aus geerntetem Hanf gleichzusetzen. Diese Messgrößen beantworten unterschiedliche Fragen.

Vom rohen Hanföl zu hochreinen CBD-Kristallen

Nach der optimierten Destillation stieg die CBD-Reinheit auf 72,89 %. Diese Zwischenverbesserung ermöglichte den nächsten Schritt: die Kristallisation.

Das ursprüngliche Rohöl ließ sich mit dem beschriebenen Verfahren nicht kristallisieren. Nach dem Auflösen in Pentan und dem Abkühlen auf −10 °C bildete das gereinigte Öl erfolgreich Kristalle. Die Forschenden trennten die Kristalle ab und trockneten sie unter Vakuum. Anschließend bestätigten sie mithilfe der Hochleistungsflüssigkeitschromatografie eine Reinheit von über 99 %. Bei diesem Analyseverfahren werden Verbindungen getrennt, um sie zu messen.

Die weitergehende Erkenntnis lautet, dass ein Zwischenprodukt nicht bereits die endgültige Spezifikation erfüllen muss, um wertvoll zu sein. Es muss den nächsten Schritt zuverlässig ermöglichen. In diesem Fall entfernte die Destillation genügend störende Bestandteile, sodass die Kristallisation die Trennung abschließen konnte.

Das bietet eine nützliche Möglichkeit, Verarbeitungsinnovationen zu bewerten: Man sollte fragen, welches Problem jede Verarbeitungsstufe löst und ob sie den Aufwand an anderer Stelle im System verringert.

Was diese Studie zur bisherigen Forschung über die CBD-Produktion beiträgt

CBD mit einer Reinheit von über 99 % herzustellen, ist an sich nichts Neues. Eine 2025 veröffentlichte Studie zur Kristallisation von CBD im größeren Maßstab erzielte diese Reinheit mit einer Abfolge von Verfahren, zu denen CO₂-Extraktion, Winterisierung, Filtration, Chromatographie und Kristallisation gehörten. Sie berichtete eine Gesamtausbeute von 52 % CBD.

Der Beitrag der neueren Studie ist ein Verfahren, bei dem vor der Kristallisation eine optimierte Destillation zum Einsatz kommt, jedoch keine präparative Chromatographie. Bei der präparativen Chromatographie werden während der Produktion Verbindungen getrennt und aufgefangen; die analytische Chromatographie, mit der die fertigen Kristalle untersucht wurden, dient einem anderen Zweck.

Der Wegfall eines Produktionsschritts könnte die Herstellung vereinfachen, doch diese Studien zeigen nicht, welches Verfahren besser abschneidet. Die Ausgangsmaterialien und die berichteten Messwerte unterscheiden sich. Würde man die Gesamtausbeute der einen Studie mit dem Umwandlungswert der Destillation aus der anderen vergleichen, entstünde bei den Lesern ein irreführender Eindruck von der relativen Effizienz.

Was würde die CBD-Verarbeitung tatsächlich umweltfreundlicher machen?

Die Autoren bezeichnen ihren Ansatz als umweltbezogen vielversprechend. Es gibt gute Gründe, diese Möglichkeit zu untersuchen: Für die anfängliche Extraktion wird CO₂ eingesetzt, und bei der Dünnschichtdestillation ist kein zusätzliches Trennlösungsmittel erforderlich.

Der gesamte Prozessablauf ist jedoch nicht lösungsmittelfrei. Bei der Kristallisation kommt Pentan zum Einsatz, und die Studie enthält weder eine umfassende Aufstellung der verwendeten Lösungsmittel noch eine Ökobilanz oder einen detaillierten wirtschaftlichen Vergleich.

Ein aussagekräftiger Umweltvergleich würde die Ressourcen pro Kilogramm fertigem CBD messen, das dieselbe Spezifikation erfüllt. Dazu gehörten neben dem Lösungsmittelverbrauch, der Rückgewinnung und den Produktverlusten auch der Strombedarf für Kompression, Erhitzung, Vakuumerzeugung und Kühlung.

Damit ändert sich die Fragestellung: Es geht nicht mehr darum, ob ein Prozess einen „grünen“ Schritt enthält, sondern darum, ob das Gesamtsystem weniger Ressourcen verbraucht. Ein Verfahren, das den Lösungsmittelverbrauch senkt, könnte dennoch mehr Energie benötigen. Umgekehrt könnte eine verbesserte Rückgewinnung die für jedes Kilogramm Fertigprodukt benötigte Hanfmenge verringern.

Die Studie stellt ein Verfahren vor, dessen Umweltbilanz sich anhand dieser Kriterien untersuchen lässt. Eine abschließende Bewertung liefert sie jedoch noch nicht.

Warum CBD-Reinheit und Produktqualität zwei verschiedene Fragen sind

Hochreines CBD kann als Ausgangsstoff eine klarer definierte Grundlage bieten. Ein Reinheitswert in Prozent beschreibt jedoch die Zusammensetzung, nicht die therapeutische Wirkung. In diesem Experiment wurden weder gesundheitliche Ergebnisse verglichen noch eine wirksame Dosis bestimmt oder nachgewiesen, dass ein Isolat besser wirkt als ein gemischter Extrakt.

Die Forscher berichteten außerdem, dass der THC-Gehalt von 0,38 % im Rohöl nach der Destillation auf 0,59 % stieg, bevor THC in den Kristallen nicht mehr nachweisbar war. Diese Entwicklung zeigt, warum es nicht genügt, nur das Ausgangsmaterial zu untersuchen. Bei einem Trennschritt kann sich die Konzentration mehrerer Cannabinoide erhöhen.

„Nicht nachgewiesen“ beschreibt ein Analyseergebnis und beweist nicht, dass absolut keine THC-Moleküle mehr vorhanden sind. Ebenso belegt ein alleiniger Messwert zur CBD-Reinheit weder eine pharmazeutische Zertifizierung noch, dass sämtliche möglichen Verunreinigungen erfasst wurden.

Wer sich für Messungen interessiert, findet bei MyCannabis Beiträge zu Cannabisanalysen und gleichbleibender Produktqualität. Für fertige Öle bietet der Kaufratgeber zu CBD-Ölen und Tinkturen eine gesonderte Verbraucherperspektive auf den Vergleich von Zusammensetzungen und Chargenangaben. Weder ein Extraktionsverfahren noch ein hoher Reinheitswert ersetzt die Bewertung des fertigen Produkts.

Der nächste Prüfstein für die Herstellung hochreinen CBDs

In der Studie wurden eine Hanfsorte und eine Destillationsanlage im Labormaßstab verwendet. Verschiedene Hanfsorten weisen unterschiedliche Mischungen aus Cannabinoiden und Verunreinigungen auf, während größere Anlagen Fragen zur Wärmeübertragung, Reinigung und zum stabilen Betrieb über längere Zeiträume aufwerfen.

Das statistische Modell wies zudem eine signifikante mangelnde Modellanpassung auf, obwohl es die Bestätigungsversuche gut abbildete. Diese Kombination spricht für eine weitere Validierung, statt davon auszugehen, dass sich seine Vorhersagen unverändert auf andere Anlagen oder Ausgangsmaterialien übertragen lassen.

Drei Messgrößen würden die nächste Untersuchung besonders aussagekräftig machen:

• Die vollständige Rückgewinnung des CBD vom Ausgangshanf bis zu den fertigen Kristallen.
• Energie- und Lösungsmittelverbrauch pro Kilogramm akzeptiertem Endprodukt.
• Reproduzierbare Reinheits- und Verunreinigungswerte über verschiedene Hanfsorten und längere Produktionsläufe hinweg.

Das ermutigende Ergebnis ist der nachgewiesene Zusammenhang zwischen einer verbesserten Zwischenreinigung und einer erfolgreichen Kristallisation. Weitere Tests unter vielfältigeren und anspruchsvolleren Bedingungen würden zeigen, ob sich dieser vielversprechende Laborprozess zu einer zuverlässigen Option für die Herstellung entwickeln kann.

Quellen:

¹ Hong, M., Han, J.-H., Kim, J.-H., Park, K. H., Yoo, A., Park, Y., Kim, S. Y., Shin, Y. R., Lim, J. D., Kim, K.-C., Cho, S., & Kwon, T.-H. (2026). Integrierte umweltschonende Verarbeitung zur Herstellung von Cannabidiol: überkritische CO₂-Extraktion mit anschließender optimierter Dünnschichtdestillation und Kristallisation. Journal of CO2 Utilization, 113, 103612. https://doi.org/10.1016/j.jcou.2026.103612