Aus Unkraut wird Gold: Wie Wissenschaftler dabei helfen, das Abfallproblem der medizinischen Cannabisindustrie zu lösen

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Ein Team unter der Leitung von Saeid Baroutian, außerordentlicher Professor der University of Auckland, untersucht nachhaltige Lösungen für den Abfall der medizinischen Cannabisindustrie. Foto / Chris Loufte

Es handelt sich um eine der am schnellsten wachsenden Branchen Neuseelands, doch die Herstellung von medizinischem Cannabis bringt eine ziemlich einzigartige Herausforderung mit sich: Was soll mit ungenutztem Material geschehen?

Das ist nur ein Problem, an dessen Lösung ein Team von Wissenschaftlern der University of Auckland im Rahmen eines neuen Programms arbeitet, das darauf abzielt, seine Abfälle in wertvolle Ressourcen umzuwandeln.

Der Prozess hinter dem Projekt, an dem auch der auf der Südinsel ansässige Hersteller Greenlab und das Crown-eigene Unternehmen Callaghan Innovation beteiligt sind, beinhaltet die Zerstörung aktiver Cannabinoide aus dem Abfall und die anschließende Umwandlung des Materials in festen oder flüssigen Dünger, der für den Anbau neuer Cannabispflanzen verwendet werden kann.

„Es ist ein perfektes Beispiel dafür, wie man die Kreislaufwirtschaft in den medizinischen Cannabissektor bringt“, sagte der leitende Forscher, Associate Professor Saeid Baroutian vom Forschungszentrum Circular Innovations (CIRCUIT) der Universität.

„Anstelle des derzeitigen linearen Systems „Nehmen-Herstellen-Entsorgen“ wird unsere Technologie die Produktivität des Sektors mit ökologischer, sozialer, rechtlicher und kultureller Akzeptanz verbinden.

„Das ist ein großer Schritt in Richtung echter Nachhaltigkeit.“

Mit einem prognostizierten Wert von fast 80 Milliarden NZD bis 2026 ist medizinisches Cannabis eine der am schnellsten wachsenden Branchen weltweit.

In Neuseeland hat es das Potenzial, Exporte zu generieren, deren Wert mit Kiwis vergleichbar ist.

Mit diesem Wachstum geht jedoch die Herausforderung einher, medizinische Cannabisabfälle zu verwalten, zu denen ungenutztes Pflanzenmaterial, Anbaureste, weggeworfene Extraktionschemikalien und weggeworfene Testproben gehören.

Derzeit gibt es keine spezielle Infrastruktur für die Entsorgung von Cannabisabfällen und die meisten landen, wie auch im Ausland, auf Mülldeponien.

„Dies kommt zu den mehr als einer Million Tonnen organischen Abfalls hinzu, die bereits jedes Jahr auf neuseeländischen Mülldeponien entsorgt werden“, sagte Baroutian.

„Das Problem hier ist nicht nur die Freisetzung von Methan, einem Treibhausgas, das stärker als Kohlendioxid ist und einen großen Beitrag zur globalen Erwärmung leistet.

„Die Entsorgung organischer Abfälle auf Deponien bedeutet auch, dass wertvolle Ressourcen verloren gehen und nicht effektiv in der Wirtschaft wiederverwendet werden können.“

Da sich unsere lokale Industrie noch im Aufbau befindet, liegen noch keine öffentlichen Daten über die Menge des produzierten Abfalls vor – aber in Kanada werden schätzungsweise jedes Jahr mehr als 150 Millionen Tonnen davon erzeugt.

Für kommerzielle medizinische Cannabisbetriebe sei die Abfallentsorgung einzigartig und komplex, sagte Baroutian.

„Die Pflanze hat einzigartige Eigenschaften und da es sich um eine illegale Droge außerhalb ihrer medizinischen Verwendung handelt, unterliegt die Abfallentsorgung strengen staatlichen Kontrollen“, sagte er.

„Landwirte müssen jedes Gramm weggeworfenes Material aufzeichnen, indem sie den Abfall vom Ursprung bis zur endgültigen Entsorgung kennzeichnen, verfolgen und zurückverfolgen.“

„Das bedeutet, dass zusätzlich zur Trennung gefährlicher und ungefährlicher Abfälle die eingesetzten Techniken alle Abfälle bis zur Unkenntlichkeit entsorgen und über jeden Abfall sorgfältig Buch führen müssen, damit die Hersteller ihre Lizenz behalten können.“

Der Prozess funktionierte, indem Cannabisabfälle mit Wasser vermischt und dann auf hohe Temperaturen erhitzt wurden, was eine chemische Reaktion auslöste, die den Abfall in einfachere und sicherere Substanzen zerlegte.

Alle Cannabinoide wie THC und CBD – die psychoaktiven Verbindungen in Cannabis – wurden bei diesem Prozess zerstört.

Unter hoher Temperatur und hohem Druck durchlief das Material in Cannabispflanzen einen chemischen Umwandlungsprozess, bei dem die feuchten Pflanzenabfälle in eine dunkle, krümelige und trockene Substanz umgewandelt wurden, die wie Holzkohle aussah.

Dieses feste Produkt wurde „Hydrochar“ genannt, war aber im Gegensatz zu Holzkohle oder Kohle nicht schädlich für die Umwelt.

Da es kohlenstoff- und nährstoffreich ist, könnte es dem Boden zugesetzt werden, um die Fruchtbarkeit und Wasserspeicherung für ein besseres Wachstum der Cannabispflanzen zu verbessern.

Das flüssige Produkt aus dem Prozess war außerdem reich an gelöstem Kohlenstoff und wertvollen Nährstoffen wie Stickstoff, Phosphor und Kalium, die zurückgewonnen und als Biodünger verwendet werden konnten, um Cannabispflanzen zu einem gesünderen und schnelleren Wachstum zu verhelfen.

Der nächste Schritt bestand darin, eine Lösung für den breiten Einsatz zu entwickeln.

Aktuelle Methoden zur Entsorgung von Cannabisabfällen umfassen die biologische Behandlung, bei der der Abfall mithilfe von Bakterien und anderen Mikroorganismen in einfachere Verbindungen zerlegt wird, oder die Verbrennung, aber beide Optionen waren mit Herausforderungen verbunden.

Die Verbrennung war zwar effektiv, wurde jedoch aufgrund der neuseeländischen Luftqualitätsvorschriften aufgrund der Bildung giftiger Gase und Partikel verboten.

„Kompostierung und anaerobe Vergärung von Cannabisabfällen können nur in einer zugelassenen Anlage mit geeigneten Systemen zur Geruchskontrolle aus dem Prozess und zur Behandlung des Sickerwassers und Gärrests erfolgen“, sagte Dr. Rupinder Brar, Direktor für Anbau und Ressourcenrückgewinnung bei Greenlab.

„Obwohl es sich hierbei um eine zugelassene Entsorgungsmethode handelt, gibt es keine wissenschaftlichen Beweise für den Verbleib von Cannabinoiden bei der Kompostierung oder dem anaeroben Vergärungsprozess.“

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