Différentes techniques d'extraction d'huile de cannabis

Différentes techniques d’extraction d’huile de cannabis

Article par Frédérick Gallant – Spécialiste en extraction
Conclusion par Sébastien Désormeau  -  Chef des opérations chez EXKA Inc.
Photographie par Karyn Dupuis - Responsable de marque et de contenu

L’industrie du cannabis étant en pleine effervescence au Canada, plusieurs produits dérivés de la transformation du cannabis piquent de plus en plus la curiosité des citoyens canadiens. En effet, ces produits dérivés ont comme point commun de contenir les principaux composés psychoactifs du cannabis, soit le tétrahydrocannabinol (THC) et le cannabidiol (CBD)1.  Pour parvenir à mettre en marché ces nouveaux produits, l’industrie du cannabis doit être en mesure de produire des huiles de cannabis de haute qualité. Pour y arriver, différentes méthodes d’extraction peuvent être employées pour obtenir ces huiles si prisées.

Les extractions réalisées avec solvants :

La majorité des extractions nécessite l’utilisation de solvants pour arriver à récupérer les différents composés d’intérêts contenus dans le cannabis. En effet, l’extraction par COsupercritique, par alcools et par hydrocarbures sont les principales méthodes d’extraction utilisées dans l’industrie.

1. Extraction au CO2 supercritique

L’extraction au CO2 supercritique consiste utiliser le CO2 sous sa forme supercritique (possédant la diffusivité d’un gaz, mais la densité d’un liquide) comme solvant, permettant d’obtenir une bonne sélectivité, de bons rendements ainsi qu’une huile brute ne présentant aucune trace de solvant. De plus, le CO2 est un composé inerte et peu coûteux ce qui, d’un point de vue écologique et économique, est préférable aux autres solvants tels que les hydrocarbures2 ou les alcools.

2. Extraction à l’alcools

L’extraction par utilisation d’alcools tels que le méthanol, l’éthanol ou l’alcool isopropylique est également une méthode d’extraction répandue dans l’industrie. De manière générale, le cannabis est mélangé à l’alcool pendant un certain temps avant d’être filtré pour en récupérer l’alcool et évaporé pour en récupérer les composés d’intérêts. L’alcool ayant une forte puissance d’extraction, plusieurs variantes de cette méthode peuvent être employées pour permettre de réduire la quantité d’éléments indésirables contenus dans l’huile brute obtenue, soit des cires, des lipides et de la chlorophylle. L’utilisation d’alcool cryogénique ou un temps de contact réduit permet généralement d’éviter qu’une trop grande quantité d’indésirables se retrouve dans l’huile brute.

3. Extraction par hydrocarbures

L’extraction par utilisation d’hydrocarbures, par exemple le butane, le propane, l’hexane, ou le diméthyléther purs ou mélangés est une autre méthode d’extraction populaire. Le cannabis est placé dans un contenant hermétique où les hydrocarbures sont injectés sous pression afin d’en extraire les composés d’intérêts de la plante. Finalement, l’huile brute obtenue doit être totalement purgée des solvants résiduels qu’elle contient afin d’être propre à la consommation.

Variante

Ces différentes techniques d’extraction impliquent l’utilisation de cannabis préalablement séché.  Une variante provenant du Colorado3 implique l’utilisation du cannabis fraichement récolté et congelé comme matière première. Cette technique permet notamment d’obtenir un extrait, le Live Resin, se rapprochant le plus près possible du phénotype de plante en permettant d’extraire un maximum de terpènes en plus d’empêcher d’extraire certains composés hydrosolubles indésirables qui demeurent séquestrés dans la glace lors de l’extraction4.

4. Extraction réalisée sans solvant

Une technique d’extraction particulière consiste à utiliser une presse hydraulique chauffante pour écraser les fleurs de cannabis afin d’en extraire les composés d’intérêts. Cette technique peut également être effectuée sur du cannabis frais congelé pour obtenir de l’extrait Live Resin.

Finalement, les extraits obtenus via ces différentes techniques d’extraction peuvent être décarboxylés afin de rendre les cannabinoïdes sous leurs formes psychoactives, puis purifiées davantage afin de concentrer les huiles en THC et en CBD. En effet, des étapes supplémentaires comme l’hivernage et/ou la distillation moléculaire de l’huile peuvent être employées pour retirer un maximum de composés indésirables et concentrer les cannabinoïdes d’intérêts.

Afin de produire des huiles de cannabis de haute qualité et parvenir à mettre en marché de nouveaux produits au Canada, différentes méthodes d’extraction du cannabis avec ou sans solvant peuvent être employées comme l’extraction au CO2 supercritique, à l’alcool, aux hydrocarbures ou par l’utilisation de presse hydraulique.

Pour conclure, EXKA et ses partenaires en collaboration avec le milieu académique travaillent fort à trouver des solutions innovantes pour améliorer l’extraction du cannabis. L’entreprise vise à optimiser la préparation de la biomasse (techniques de broyage et séchage par exemple) dans le but d’obtenir les meilleurs rendements d’extraction possibles. Chez EXKA, nous privilégions l’extraction au CO2 mais utilisons également des procédés par cryo éthanol et distillation moléculaire nous permettant de procéder des volumes plus importants de biomasse pour nos clients tout en offrant la possibilité de purifier leurs produits finis au pourcentage de cannabinoïdes désiré.

EXTRAITS XK

Ayant évalué les besoins du marché Canadian, EXKA a développé leurs extraits et formulations XK, qui dès le mois d’aout 2021 seront disponibles au Canada chez les détaillants provinciaux.  Notre marque représente le caractère médicinal de nos produits. Nous voulions une marque au nom épuré, sérieux, facile à retenir et prononcer. XK fait subjectivement référence à Extraction du Cannabis ou encore Expert en Cannabis.  Concernant les noms de nos produits, ils font référence à la teneur totale en cannabinoïdes contenue dans chaque atomiseur de 20 ml ou bouteille de 30 ml.

La biomasse de cannabis extraite pour les produits XK SATIVA 500, XK INDICA 300 :300 et INDICA 450 :450 est principalement cultivée en serres ou à l’intérieur par des producteurs Québécois.  Le XK SATIVA 500 est composé à partir de souches à dominance Sativa et les XK INDICA balancé 300 et 450 sont composés de souche à dominance Indica. La biomasse de chanvre servant d’ingrédient aux produits XK CBD 1000 et XK CBD 1500 est également en partie produite en sol québécois et nous travaillons à l’heure actuelle à s’approvisionner entièrement au Québec pour nos produits extraits.

Pour de possible collaborations et innovations en cannabis, et pour en savoir plus sur nos produits et services en extraction, SVP, n’hésitez pas à nous rejoindre pour discuter !


[1] https://www.inspq.qc.ca/cannabis/cannabis-effets-psychoactifs
[2] Laura J. Rovetto, Niccolo V. Aieta – Supercritical carbon dioxide extraction of cannabinoids from Cannabissativa L. – The Journal of Supercritical Fluids, 2017.
[3] RY Prichard – It’s Alive! The Origins of Live Resin – High Times 2015 – https://hightimes.com/grow/itsalive-the-origins-of-live-resin/
[4] Precision Extraction Solutions – Pro Extraction Tips, Live Resin & Material Preparation – https://precisionextraction.com/2016/06/live-resin-extraction/



Extract Value from Plant Residues from the Cultivation of Cannabis for Medicinal

Extract Value from Plant Residues from the Cultivation of Cannabis for Medicinal Purposes​

Purposes L. Fiset-Sauvageau, J.F. Vermette, J. Gendron, W. Durand.

EXKA wishes to extend its approach by integrating the recovery and responsible treatment of plant residues generated by its activities. Hundreds of cannabis producers already generate this type of residue in Canada and must dispose of it at great cost given the presence of traces of cannabinoids. With the recent legalization of cannabis, the industry has not yet found an optimal economical solution to treat and / or eliminate its residues. Exka intends to demonstrate to its customers and stakeholders that it is a responsible company concerned with minimizing the volume of residues from this new sector of activity. Eventually, Exka could become a leader in the processing and resale of plant residues from the cultivation of cannabis. Exka asked the CTTÉI to characterize plant residues from the cultivation of cannabis for medical purposes and to obtain indications leading to the transformation and / or repurposing of this new type of residue. The CTTÉI has the expertise, the team and the infrastructure to support Exka with this mandate. If necessary, the CTTÉI may have recourse to the expertise of the Biopterre center, which has all the accreditations for handling regulated biomass.



Development of Cannabinoid Delivery System in Edibles

Development of Cannabinoid Delivery System in Edibles

Professor S. Karboune, Department of Food Science and Agricultural Chemistry, McGill University.

Our third research project focuses on the development and optimization of a food- based delivery system for cannabidiol and tetrahydrocannabinol in collaboration with McGill University Professor Selwa Karboune. The objective of this research is to design and optimize a stable food- based delivery system for cannabidiol (CBD) and tetrahydro- cannabinol (THC) in the form of an emulsion. Various emulsion systems will be characterized for their emulsion stability using turbidity readings, loading capacity and emulsion efficiency. The emulsion formulations will then be optimized using response surface methodology. Finally, the optimized formulations will be prepared with active THC and CBD and re-characterized to ensure maximal stability in various aqueous media. This project was awarded funding by the MITACS Accelerate Program for two years and is currently supported by Kelly Light, a graduate student from McGill University’s Nutrition Faculty who is working on this project towards her Master of Science.



Breeding for Powdery Mildew Resistance in Cannabis sativa: Strategies to Improve Resistance.

Breeding for Powdery Mildew Resistance in Cannabis sativa: Strategies to Improve Resistance.

Professor S. Jabaji, Plant Science, Faculty of Agricultural and Environmental Sciences, McGill University.

Professor S. Jabaji, Plant Science, Faculty of Agricultural and Environmental Sciences, McGill University.

Our second project focuses on plant breeding for powdery mildew resistance in cannabis in collaboration with McGill University Professor Suha Jabaji. Powdery mildew is a foliar fungal disease that attacks most cannabis varieties and is considered a problem in the industry. Plant yields and profitability can be severely undermined by pathogen infections. Powdery mildew is challenging to deal with, and early detection can prevent crop losses and improve overall yields. The proposed research project will apply novel molecular breeding approaches to obtain durable and broad–spectrum resistance to powdery mildew. The project will characterize the susceptibility genes (S-genes) in cannabis varieties and disable their functions through reverse genetics approaches, which should confer durable disease resistance. The development of cannabis varieties with improved resistance to powdery mildew will benefit the cannabis industry by reducing and/or eliminating the need to use fungicides and by producing superior yields. This project was awarded funding by the MITACS accelerate program for three years and is currently supported by post-doctoral fellow Dr. Ines Ben Rejeb.



Horticultural and Production Research of Medical Cannabis for EXKA Inc.

Horticultural and Production Research of Medical Cannabis for EXKA Inc.

Professors M. Lefsrud, V. Raghavan, and V. Orsat, Bioresource engineering, Faculty of Agricultural and Environmental Sciences, McGill University.

Our first project focuses on horticultural and production research of cannabis, in collaboration with McGill University Professor Mark Lefsrud. Medical cannabis is a developing field, but limited information has been published on the production, harvest, post-harvest processing (drying, grinding, storage) and extraction of the cannabis plant. Factors that impact the accumulation of terpenes, cannabinoids and other secondary metabolites in cannabis are poorly understood. Understanding the environmental factors that influence the synthesis of these compounds will allow the development of production methods that optimize the production and ratios of these compounds. Likewise, methods need to be developed to maximize the extraction and purification of these compounds for medical applications.

Post-harvest processing of medical cannabis is an important part of the production process, but the public knowledge available for optimal extraction technologies is very limited as most knowledge is anecdotal or kept as trade secrets. The retention of trade secrets has limited the development of this field and resulted in conflicting methods and an absence of standards to produce medical cannabis. This lack of standards has resulted in large variations in the yield and quality of the final product. This project, which has already started, was designed with the objective to find answers to these questions. In March 2020, the Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC) awarded a $500,000 grant for this project ($100,000 per year from 2019 to 2023). EXKA will match the grant with an annual contribution of $50,000, bringing the total amount to $750,000 over five years for this research project.